On Minnesota's Iron Range, Producers Explore Hydrogen Fuel To Reduce Emissions

Reeditado por Platón

seguidores: 0

La siguiente historia fue producida por Energy News Network en colaboración con KAXE/KBXE, una estación de radio comunitaria independiente y sin fines de lucro en el norte de Minnesota.

El líder de una asociación regional de hidrógeno está explorando el uso de la fuente de combustible emergente para ayudar a hacer de Iron Range de Minnesota un líder en la producción de acero ecológico.

"Sí, ciertamente tiene un gran potencial", dijo Tom Erickson, presidente y director de operaciones de Heartland Hydrogen Hub. uno de los siete proyectos regionales financiado recientemente por el Departamento de Energía de EE. UU. para impulsar la producción de combustible de hidrógeno. "El primer uso obvio del hidrógeno dentro de la industria (minera) de la taconita es simplemente para producir electricidad".

El gobierno de Estados Unidos está invirtiendo miles de millones para desarrollar centros regionales de producción de hidrógeno, con el objetivo de estimular la infraestructura necesaria para aumentar el suministro y reducir el costo lo suficiente como para hacerlo comercialmente viable.

El hidrógeno solo emite vapor de agua y aire caliente cuando se quema, pero normalmente se produce a partir de gas natural en un proceso que genera altas emisiones de gases de efecto invernadero. El Centro de hidrógeno Heartland utilizará energía renovable y energía nuclear para intentar reducir el impacto climático, así como el precio.

El enfoque inicial será el suministro de hidrógeno para fertilizantes de amoníaco, pero Erickson dijo que la misma producción también podría reemplazar los combustibles con mayor uso intensivo de carbono utilizados para calentar y alimentar las operaciones mineras de taconita en Iron Range.

"Esa industria utiliza una gran cantidad de gas natural para sistemas térmicos y de calefacción, para producir pellets", dijo Erickson. "Habría que diseñar (los sistemas) de manera un poco diferente, pero ciertamente se podría agregar algo de energía de hidrógeno y disminuir las emisiones desde ese punto de vista".

Manipular moléculas

Históricamente, el hidrógeno, el elemento más abundante del universo, ha sido difícil de aprovechar para convertirlo en energía. El desastre de Hindenburg de 1937 es un ejemplo infame que demuestra las cualidades explosivas del hidrógeno.

“No puedes extraerlo. No se puede clavar una tubería en el suelo y luego sacar hidrógeno. Tienes que producirlo a partir de otra cosa. Es la molécula más pequeña, la más difícil de atrapar”, explicó Erickson. "Es el más difícil de mover una vez que lo has producido, por lo que tenemos algunas cosas que debemos superar y respaldar para generar nuevas ideas innovadoras para realmente reducir los costos".

La mayor parte del hidrógeno comercial se produce hoy en día separando los átomos de hidrógeno del metano bajo altas temperaturas y presión, y muchas instalaciones industriales utilizan gas natural como fuente de metano. Este método produce hidrógeno, monóxido de carbono y una cantidad relativamente pequeña de dióxido de carbono.

Resulta que Minnesota es altamente competitivo en la producción de hierro y acero ecológicos, más allá de otros estados del país.

La electrólisis separa el hidrógeno del agua mediante una corriente eléctrica. Este método no crea subproductos ni emisiones aparte del oxígeno y el hidrógeno. Es el foco principal de la inversión del Departamento de Energía en la energía del hidrógeno.

Se espera que los proyectos del Heartland Hydrogen Hub reduzcan las emisiones de carbono en aproximadamente 1 millón de toneladas métricas por año, el equivalente a 220,000 automóviles de gasolina.

Erickson, que también es director de investigación exploratoria en la Universidad de Dakota del Norte, dijo que la infraestructura para el uso del hidrógeno a mayor escala es algo que está en el futuro.

"El transporte marítimo, ya sean trenes o barcos que transportan grandes cantidades de petróleo, son objetivos aún mayores", dijo. "Tal vez incluso objetivos un poco más fáciles para la aplicación del combustible de hidrógeno".

Erickson, cuyo abuelo y muchos otros familiares trabajaron en las minas de taconita en Iron Range, dijo que la tecnología para producir pellets de taconita de mayor calidad se ha estudiado en Keewatin, donde U.S. Steel planea invertir $150 millones en una nueva planta de taconita de mayor calidad.

"La gente en la Cordillera ha observado (pellets de taconita de mayor calidad) producidos a partir de gas natural, gases derivados del carbón y, por supuesto, hidrógeno", dijo Erickson.

El Heartland Hydrogen Hub se encuentra actualmente en la fase de desarrollo conceptual y Erickson dijo que está entusiasmado con el avance de la tecnología en energía para el futuro.

"Lo que más me entusiasma es empezar a ver una producción de hidrógeno a mayor escala", dijo. “Una vez que comencemos a producirlo, podemos comenzar a encontrar otras formas de utilizar las cosas que benefician a la sociedad, diferentes formas en que podemos manipular la molécula…. para proporcionar energía limpia, confiable y sostenible”.

Sintiendo el calor

El acero se fabrica utilizando mucho calor y los altos hornos alimentados con carbón todavía se utilizan para el 57 por ciento de la capacidad mundial de producción de acero. Eso es una disminución con respecto al año anterior, cuando el 67 por ciento de la capacidad mundial de acero se fabricaba utilizando altos hornos. marcando un cambio hacia la tecnología de hornos de arco eléctrico en todo el mundo.

La gama de hierro suministra tres cuartas partes del mineral de hierro del país, a partir del cual se fabrica el acero. Los fabricantes de acero como U.S. Steel y Cleveland-Cliffs, propietarios de las operaciones mineras en Iron Range, están viendo una presión cada vez mayor por parte de gobiernos, inversores y clientes para reducir sus emisiones climáticas. No se trata sólo del potencial de futuras regulaciones ambientales. Más empresas están dispuestas a pagar una prima por un acero que tenga una menor huella de carbono.

Se espera que reducir las emisiones de la minería y otras industrias pesadas sea un desafío mayor que limpiar los automóviles o las centrales eléctricas. Esto se debe a la necesidad de alimentar hornos enormes y otros equipos para los cuales no hay alternativas eléctricas ampliamente disponibles.

Estos factores están llevando a muchos fabricantes a explorar el potencial del combustible de hidrógeno. Cleveland-Cliffs, propietaria y operadora de Hibbing Taconite, ha ya se ha comprometido a financiar un proyecto de energía de hidrógeno en su planta de Toledo. Sin ninguna modificación en la planta, la compañía dice que podría reemplazar hasta el 30 por ciento del consumo de gas natural con hidrógeno. Y con mejoras de equipos y otras inversiones, esta cifra podría aumentar al 70 por ciento, lo que representa 1 millón de toneladas métricas de gases de efecto invernadero cada año.

Cleveland-Cliffs también forma parte de un centro de hidrógeno financiado con fondos federales con sede en el norte de Indiana. En octubre, la empresa fue reconocida por el Departamento de Energía de EE.UU. para reducir sus emisiones de gases de efecto invernadero en más de un tercio.

La compañía no respondió a las solicitudes de comentarios sobre lo que sus esfuerzos de reducción de emisiones podrían significar para el norte de Minnesota, pero el investigador Rolf Weberg dijo que la industria minera del estado está bien posicionada para utilizar combustible de hidrógeno.

"Resulta que Minnesota es, con diferencia, muy competitivo en la fabricación de hierro y acero ecológicos, más allá de otros estados del país", dijo Weberg, director ejecutivo del Instituto de Investigación de Recursos Naturales de la Universidad de Minnesota-Duluth. “Tenemos esencialmente todos los recursos, incluida la infraestructura para la energía futura y el acceso al agua. Todo lo que se necesita para adoptar un enfoque basado en hidrógeno para producir hierro y acero ecológicos”.

Las conversaciones sobre el futuro de la energía del hidrógeno apenas están comenzando.

"La industria de Minnesota ha estado invirtiendo para prepararse para esto", dijo Weberg. “Es una oportunidad emocionante para que Minnesota la aproveche y la conversación apenas comienza. Esta es una oportunidad para realmente liderar el avance en esta área y también hacerlo en conjunto con el hidrógeno verde y el acero verde”.