Métodos de producción de Hidrógeno a partir de hidrocarburos y biomasa: Captura de CO2

Abstract

En este capítulo se presentan, los procesos de obtención de hidrógeno a partir de hidrocarburos. Actualmente, casi el 80% de la demanda mundial de hidrógeno es abastecida por combustibles fósiles y aproximadamente la mitad proviene del gas natural. Entre los procesos descriptos se encuentra el reformado del gas natural, por ser el proceso más extendido para producir hidrógeno, y se describen sus tres variantes: reformado con vapor usando agua como oxidante y fuente de hidrógeno, oxidación parcial usando oxígeno como oxidante, o una combinación de ambos llamada reformado autotérmico. El carbón también es una alternativa para producir hidrógeno (hidrógeno marrón). El principal factor a considerar son las altas emisiones de CO2 en la producción de H2 en comparación con otros métodos. Posteriormente, en el capítulo se presenta a la biomasa como una fuente de energía alternativa que es considerada indispensable en los debates energéticos por su enorme potencial en la producción de biocombustibles para el transporte, la electricidad y el calor. Se describen los diversos métodos de procesamiento de biomasa con fines energéticos. Entre ellos, se mencionan procesos bioquímicos que permiten su transformación en compuestos como el bioetanol. El bioetanol, se puede emplear como aditivo en naftas, y para obtener hidrógeno a partir de procesos de reformado o electrólisis. Para la descarbonización de las actividades humanas productivas, las soluciones de captura de CO2 son un componente necesario en los procesos de generación de energía, las industrias del cemento, el acero y productos químicos, y en particular en la producción de hidrógeno azul donde se acopla el proceso de reformado con la captura de CO2. En este capítulo se presentan las distintas tecnologías en desarrollo actualmente.

This chapter presents the processes for obtaining hydrogen from hydrocarbons. Currently, almost 80% of the world demand for hydrogen is supplied by fossil fuels and approximately half comes from natural gas. Among the processes described, the reforming of natural gas is the most widespread process to produce hydrogen, and the three variants are described: reforming with steam using water as an oxidant and a source of hydrogen, partial oxidation using oxygen as an oxidant, or a combination of both called autothermal reforming. Coal is also an alternative to produce hydrogen (brown hydrogen). The main factor to consider is the high CO2 emissions in H2 production compared to other methods. Afterward, in the chapter biomass is presented as an alternative energy source that is considered essential in energy debates due to its enormous potential in producing biofuels for transport, electricity, and heat. The various methods of biomass processing for energy purposes are described. Among them, biochemical processes that allow its transformation into compounds such as bioethanol are mentioned. Bioethanol can be used as an additive in gasoline or to obtain hydrogen from reforming or electrolysis processes. For the decarbonization of productive human activities, CO2 capture is a necessary component in power generation processes, the cement, steel, and chemical industries, and in particular in the production of blue hydrogen which is coupled with the reforming process with the capture of CO2. This chapter presents the different technologies currently under development.