Liberando el potencial de Power-to-X: El futuro de las soluciones energéticas sostenibles
Power-to-X es el proceso de transformar la energía en otra cosa (x). Por ejemplo, la energía puede transformarse en hidrógeno mediante electrólisis, que luego puede utilizarse solo o en combinación con otros componentes para crear combustibles o productos químicos. La transición verde no puede completarse sin Power-to-X. En muchas situaciones, como cuando se utilizan vehículos eléctricos o bombas de calor para calentar nuestros hogares, los combustibles fósiles pueden ser sustituidos inmediatamente por electricidad. Sin embargo, no todo puede ser alimentado por electricidad o baterías. Como la energía puede utilizarse como base para el proceso de fabricación de combustibles verdes, Power-to-X es crucial para su uso, por ejemplo, en el transporte pesado, aviones, barcos y camiones. Los procedimientos de gran consumo energético utilizados en una parte de nuestra producción industrial entran en la misma categoría. Power-to-X también puede garantizar que tengamos los productos químicos que necesitamos para fabricar los plásticos, los medicamentos y muchos otros artículos que utilizamos a diario y que actualmente se producen con combustibles fósiles.
Cómo funciona Power-to-X
Power-to-X utiliza fuentes de energía sostenibles como la energía solar y eólica para generar su electricidad. En la primera fase de Power-to-X, el agua (H2O) se electroliza y se divide en hidrógeno (H2) y oxígeno (O2) utilizando la energía (O). Además de utilizarse como combustible directamente, el hidrógeno también puede utilizarse en un proceso de síntesis con la adición de nitrógeno (N) o carbono (C) procedente del CO2. Como resultado, se producen nuevos combustibles y productos químicos, como el amoníaco, el metanol y el metano. Dado que la electricidad se utiliza para fabricarlos, a menudo se les denomina e-combustibles o electrocombustibles. Pueden utilizarse como combustible para vehículos como camiones, barcos y aviones. Para habilitar Power-to-X, se está investigando cómo fusionar los dos procesos.
Ejemplos de Power-to-X
Proceso de síntesis con carbono
Los e-combustibles, incluidos el e-diésel, el e-metanol, el e-keroseno, los e-dimetilatos (E-DME) y el e-metano, pueden generarse mezclando carbono con hidrógeno. Estos combustibles son químicamente equivalentes a los combustibles fósiles actuales, lo que los hace adecuados para su uso inmediato en el transporte pesado. Como se crean utilizando energía renovable y carbono que reciclamos de usos anteriores, los combustibles son neutros en carbono.
Proceso de síntesis con nitrógeno
El amoníaco verde (e-amoníaco), que puede utilizarse como fertilizante en la agricultura o, eventualmente, como combustible para el transporte marítimo, se crea combinando nitrógeno (N) con hidrógeno. Actualmente, las plantas a gran escala y de alto consumo energético fabrican amoníaco para su uso en fertilizantes agrícolas. La fabricación de amoníaco representa más del 1% de todas las emisiones mundiales de carbono. Por lo tanto, el cambio al e-amoníaco ayudará significativamente al desarrollo de una industria agrícola más sostenible.
Por qué es necesario Power-to-X
Las fuentes de energía renovables como el sol y el viento son cruciales en el cambio a una civilización sin combustibles fósiles. En esta situación, la capacidad de almacenar energía es crucial para que podamos utilizarla incluso cuando el sol no brilla y no hay brisa. Además, una parte de nuestros sectores del transporte y la fabricación no pueden electrificarse y, en cambio, necesitan que la electricidad se convierta en otra forma. Para vehículos como barcos, camiones y aviones que no pueden funcionar con electricidad o baterías, Power-to-X puede asegurar el combustible que necesitan. Power-to-X es crucial para asegurar la fabricación de numerosos artículos que actualmente se fabrican a partir de combustibles fósiles, como pinturas, polímeros y productos farmacéuticos.
Conclusión
Los procedimientos de Power-to-X pueden terminarse durante bastante tiempo. Power-to-X debe ser considerablemente más eficiente energéticamente para que los combustibles producidos sean viables y, por lo tanto, competitivos, aunque, si realmente va a ayudar a satisfacer las crecientes necesidades energéticas del mundo. Encontrar la forma óptima de conectar las tecnologías Power-to-X con el resto del sistema energético sigue siendo un reto para los investigadores. Para crear la mejor sinergia posible con el resto del sistema energético desde el principio, deben desarrollarse soluciones inteligentes en términos de arquitectura del sistema, datos, digitalización y automatización.