Hidrógeno descarbonizado​

El término hidrógeno azul se refiere al hidrógeno producido a partir de gas natural o carbón mediante el reformado de metano con vapor (SMR) u otros métodos y separado del CO2, que se secuestra mediante la captura, utilización y almacenamiento de carbono (CCUS) y reduce los niveles de gases de efecto invernadero emitidos al medio ambiente. El color azul denota la corriente de energía mucho más limpia resultante, que hoy en día es en su mayor parte menos costosa y más viable comercialmente que el hidrógeno verde totalmente renovable. 

El hidrógeno azul no solo es varios órdenes de magnitud menos intensivo en carbono que el hidrógeno gris, que se produce a partir de combustibles fósiles sin el proceso de captura y almacenamiento de carbono (CCUS), sino que los procesos utilizados son más fáciles de escalar y más probados que los disponibles para producir hidrógeno renovable a partir de la electrólisis. Estos factores y la abundancia de materias primas de hidrocarburos podrían dar al hidrógeno azul una ventaja de costos en el mercado, ya que las empresas y los consumidores, especialmente en el transporte y la industria pesada, evalúan la incertidumbre de los precios de la energía a corto plazo frente a los objetivos de sostenibilidad a largo plazo.

Los métodos actuales de generación de hidrógeno a partir de combustibles fósiles y la CCUS requieren energía, recursos de capital y mano de obra para funcionar, y probablemente siempre habrá procesos industriales que emitan algún nivel neto positivo de carbono. Las principales preocupaciones de los productores y usuarios de hidrógeno azul son hoy en día la seguridad, la eficiencia y la confiabilidad. Garantizar la pureza, controlar con precisión las unidades de proceso, lograr las tasas de captura de CO2 más altas posibles, optimizar la capacidad de almacenamiento y gestionar los costos de energía y mantenimiento son todos elementos necesarios para garantizar un suministro constante de hidrógeno que satisfaga una demanda en rápido aumento.

El método más común de fabricación de hidrógeno a partir de gas natural, el reformado de metano con vapor, es integral para la producción comercial a escala industrial de hidrógeno azul. El reformado de metano con vapor (SMR) aplica vapor a una temperatura y presión elevadas a un catalizador químico que separa el hidrógeno de la materia prima y une el carbono con los átomos de oxígeno del agua, formando CO2 como subproducto. El rendimiento y la eficacia del proceso dependen de que se mantenga una relación óptima entre el vapor y el carbono que entra en el reformador, de que se proteja el catalizador del coqueo y de que se gestione el consumo energético.

La CCUS se refiere a diversas tecnologías de reducción de emisiones de efecto invernadero aplicadas a la cadena de valor de la energía. En el caso del hidrógeno azul, tres de los métodos de captura de carbono más utilizados y conocidos son la adsorción por oscilación de vacío (VSA) y la adsorción por oscilación de presión (PSA), ambos capaces de alcanzar tasas de captura superiores al 90 %, y la adsorción basada en aminas. Los desafíos que plantean la PSA y la VSA son similares: garantizar la seguridad, la pureza y la confiabilidad a pesar de las tasas de ciclo muy altas y evitar las fugas que causan una menor eficiencia de captura. La adsorción basada en aminas implica un compromiso entre la energía necesaria para regenerar el disolvente químico utilizado en el proceso de captura de carbono y la tasa de eficiencia del propio proceso.

Uno de los principales argumentos de venta del hidrógeno descarbonizado (azul) es que los tipos de tecnologías de automatización necesarios para reducir los costos y mantener la eficiencia ya existen y son relativamente baratos. La automatización puede mejorar la eficiencia y la rentabilidad de las unidades SMR mediante el control de la relación vapor-carbono con mayor precisión con el uso de sistemas avanzados de control de procesos, monitorización de activos en línea y caudalímetros másicos. Es posible prolongar la vida útil del catalizador mediante el análisis continuo de la composición química, lo que es esencial para mejorar también el desemepño de los métodos de CCUS mencionados. Cuando se aplican para evaluar los KPI relacionados con la energía, los sistemas de información de gestión energética (EMIS) facilitan que las plantas de hidrógeno alcancen los objetivos de uso óptimo de vapor y electricidad en sus operaciones