El potencial del hidrógeno verde en minería

23 septiembre, 2022
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“Debido a la diversificada oferta de energías que no utilizan combustibles fósiles, como son la solar, eólica e hídrica, Chile podría cumplir con su compromiso de ser carbono-neutral en 2050. Además, nuestro país podría ser un líder indiscutido en la producción y exportación de hidrógeno verde”.

*Por Robinson Constanzo
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La matriz energética mundial se genera, principalmente, a partir de combustibles convencionales como el carbón, petróleo y gas natural. Si bien tanto la demanda como el costo de producción ha ido en aumento, hoy la principal preocupación se enfoca en el impacto ambiental de los gases invernadero que se generan y su efecto en el calentamiento global.

En este escenario, el desarrollo de fuentes de energías renovables no convencionales, como la solar y la eólica para producir hidrógeno de una manera sustentable, se vuelve una tarea prioritaria. Aunque el hidrógeno no es un combustible en sí, sino un vector energético que se utiliza en la industria del petróleo, en la producción de amoníaco, de metanol, sector alimentos y en la industria metalúrgica, se proyecta que su mayor aplicación será en el transporte. El uso de vehículos eléctricos o híbridos podría contribuir a descarbonizar el transporte público, pero también ayudar a reducir emisiones en el transporte industrial y corporativo, constituyéndose como base del sistema energético del futuro.

Chile tiene una gran oportunidad gracias a la riqueza en energías naturales, solar, eólica e hídrica, y espera tener al 2030 un 70% de su matriz eléctrica de fuentes renovables. El país se comprometió a ser carbono-neutral al 2050, líder exportador de hidrógeno verde y de costo más barato del planeta, según la Estrategia Nacional de Hidrógeno Verde.

El hidrógeno es el elemento más abundante en el universo, pero no se encuentra puro en la naturaleza. Por lo tanto, se debe generar a partir de fuentes convencionales y no convencionales, utilizando una energía primaria, una energía secundaria, procesos de conversión y métodos de producción que hacen posible la producción de hidrógeno verde, azul, gris o negro, según la ruta que se escoja.

El hidrógeno verde o renovable es aquel producido a partir de fuentes de energía renovables y libres de emisiones de carbono. Existen varios métodos para producción de hidrógeno renovable: reformado con vapor de biogases, fotocatálisis, termólisis del agua, y por microorganismos y residuos orgánicos. Sin embargo, el principal y más eficiente método industrial es la electrólisis del agua en un dispositivo denominado electrolizador.

Su potencial en minería y metalurgia

El negocio de la minería tiene sus particularidades, debido a que los recursos minerales, escala y uso intensivo de energía, condicionan la operación. No obstante, gracias al potencial de energía solar en el desierto de Atacama, el sector minero tiene oportunidades estratégicas y logísticas para el uso de hidrógeno, tanto en minas como en plantas. Por lo anterior, se requiere incorporar infraestructura, tecnologías y conocimientos para la operación, almacenamiento, transporte y distribución, así como considerar aspectos de seguridad, estándares y regulaciones medioambientales para la producción de hidrógeno.

El hidrógeno verde podría destacar por su interesante aplicación en motores de combustión dual y celdas de combustible para vehículos livianos y pesados, maquinaria de extracción, transporte de carga y pasajeros, sistemas de respaldo energético, comunicaciones y control, equipos para pozos de extracción, entre otros. Por ello, se espera aprovechar el potencial que existe en Chile para generarlo, disminuir emisiones de carbono y huella de los procesos, pero el mayor impacto se apreciaría en los medios de transporte y carga pesada, tanto en minas de cielo abierto como en minas subterráneas, debido a que el transporte de material representa entre el 80% y el 90% del consumo de combustible.

Si bien existen fuentes de energías renovables con una madurez avanzada, como sucede con la energía solar fotovoltaica y la concentración termosolar, o la energía eólica, la minería tiene aún desafíos que abordar. Uno de ellos tiene relación con la logística de operación para el almacenamiento térmico o combinado, y otro con la entrega del suministro eléctrico a las plantas que necesitan operar de manera continua.

En tanto, la siderurgia y la metalurgia extractiva de cobre tienen oportunidades para incorporar hidrógeno verde, mediante procesos innovadores y disruptivos. Existe la posibilidad de utilizar hidrógeno en vez de carbono como reductor, con la ventaja de generar agua y no CO2, logrando procesos eficientes energéticamente y sin emisiones contaminantes.

En consecuencia, se podría recuperar varios metales asociados como subproductos, agregando valor al negocio, y al mismo tiempo se lograría avanzar en la descarbonización de la industria generando positivos impactos en el medioambiente. Sin embargo, la determinación de costos y emisiones requiere de un análisis más profundo, en términos de metodologías, parametrizaciones, escalamiento de procesos y tecnologías.

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*Artículo preparado de manera exclusiva por Robinson Constanzo, doctor en Ingeniería Metalúrgica y director de IMetChile.

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