1) La producción de amoníaco y el refinado de petróleo actualmente lideran el mercado de aplicaciones del hidrógeno, utilizando 43 y 32 millones de toneladas respectivamente. 2) El documento describe nuevas aplicaciones del hidrógeno en transporte como automóviles, buses, camiones y trenes impulsados por celdas de combustible, así como en generación eléctrica y equipos industriales. 3) Se proyecta que la demanda global anual de hidrógeno aumente a medida que se adopten estas nuevas

1. Camila Niño
Mercado Internacional del
Hidrógeno
Cadena de valor y aplicaciones del
hidrógeno

2. APLICACIONES DEL HIDRÓGENO EN EL MUNDO
Producción de Amoníaco y Refinado de Petróleo lideran el mercado dentro de los usos
• H2
• 43 Mton se utilizan para la refinación de
combustibles.
• 32 Mton se ocupan para la producción de
amoníaco, especialmente para fertilizantes.
Proyección Demanda Global Anual de Hidrógeno
Millones
de
toneladas
de
Hidrógeno

3. ECONOMÍA MUNDIAL DEL HIDRÓGENO

4. NUEVOS USOS DEL HIDRÓGENO
• Uso industrial reemplazando Diesel y Gas
Natural por Hidrógeno.
• Turbinas H2 y combustión Dual.
• Power to Power (P2P) gran escala.
• Sistemas off grid, comunicaciones, residencial.
• Inyección H2 en redes de gas < 10% (Blending),
Metanización CH4 100% en redes de gas.
Aplicaciones Estacionarias e Inyección de H2 a la red de GN.

5. TRANSPORTE CON HIDRÓGENO
Funcionamiento Celda de Combustible. GIZ.
Aplicaciones en Movilidad.

6. AUTOMÓVILES A CELDA DE COMBUSTIBLE
Configuración
Toyota Mirai.
Toyota.
Producción, almacenamiento y suministro
de H2 verde al motor eléctrico de un FCEV.

7. Automóviles a Celda de Combustible: Modelos Comerciales

8. Automóviles a Celda de combustible: Militar y Carreras
Forze VIII, automóvil de carreras de hidrógeno.
Fuente: Forze team, Delft University of Technology.
Chevrolet Colorado ZH2 (GM, U.S. Army, TARDEC)
GM 93 kW PEM fuel cell.
Fuente: Chevrolet PRESSROOM.

9. AUTOMÓVILES A CELDA DE COMBUSTIBLE

10. ESTACIONES DE RECARGA DE H2 PARA FCEV
Distribución Estaciones de Recarga de H2. H2Stations.

11. BUSES CON CELDA DE COMBUSTIBLE
Solaris Urbino Articulated FC Electric Bus
OCTA FCEB
Celda combustible: 85 kW, Ballard
Autonomía: 450 km
Capacidad por tanque: 37.5 kg H2
Tiempo carga: 10 min

12. PROYECTOS - BUSES CON CELDA DE COMBUSTIBLE
• Despliegue comercial 60 FC buses (>350 km rango de operación con tiempos
de recarga < 10 min).
• 9 estaciones de recarga de hidrógeno (350 bar).
• Alta eficiencia de combustible (26% más eficiente que bus Diesel).
• H2 por reformación de metano y electrólisis (Air Liquide, Linde y Air
Products).
• En 9 ciudades: Aargau (Suiza), Bolzano y Milán (Italia), Londres (Inglaterra),
Oslo (Noruega), Colonia, Hamburgo y Berlín (Alemania) y Whistler (Canadá).
Ciudad del Cabo, Copenhague, Los Ángeles, Nueva York, Rugao (China), Amsterdam y San Francisco: proyectan tener 1000
buses eléctrico o a H2 al 2025. (Compromiso 26 ciudades que firmaron el acuerdo C40 Cities Clean Bus en 2015).

13. BUSES CON CELDA DE COMBUSTIBLE

14. CAMIONES DE CARGA CON CELDA DE COMBUSTIBLE
• 2017 TOYOTA Project Portal, California.
• Descarbonización y expansión Puertos de
Long Beach y Los Ángeles.
Fuente: Nikola Motor
NIKOLA ONE-TWO-TRE
Capacidad tanques: 100 kg H2
Celda Combustible PEM: 300 kW
Carga: 10 – 15 min
Rango: 800 – 1200 km (1930 km)
NIKOLA BADGER
Capacidad tanques: 8 kg H2
Celda Combustible PEM: 120 kW
Carga: 5 - 8 min
Rango: 960 km
• 2016: Nikola Motor lanza 1° camión de carga FC.

15. CAMIONES DE CARGA CON CELDA DE COMBUSTIBLE

16. Furgones de reparto y camiones recolectores de
basura/barredoras a celda de combustible

17. TRENES A CELDA DE COMBUSTIBLE
• 2018: tren H2 Coradia iLint, Alstom.
• Sistema eléctrico: celdas fotovoltaicas y baterías de
litio.
• Cada vagón: Batería (225 kW) + Pila celda combustible
(200 kW) = 425 kW potencia de salida.
• Motor a tracción: 390 kW
• Capacidad cada tanque: 94 kg H2 (800 km) a 350 bar.
• Tiempo carga por tanque: 15 min.
• Velocidad máxima: 140 km/h.
• Hecho en Alemania y probado en los Países Bajos.
Inglaterra, Francia, Alemania planean desarrollar esta tecnología con ayuda de Siemens, Alstom, GE.

18. TRENES A CELDA DE COMBUSTIBLE

19. MONTACARGAS A CELDAS DE COMBUSTIBLE
• Actualmente USA tiene más de 20 mil en almacenes, tiendas y
fábricas (Amazon, BMW, Walmart).
• Infraestructura para carga bien desarrollada.
• Eficiencia mejorada (carga H2 en 2 min vs cambio baterías en 10
min).
• Potencia constante (en FC no hay pérdidas de generación energía).
• Ahorro de costos (59% menos en OPEX).
• Ahorro de espacio.
• BMW (Carolina del Sur, USA): 350 montacargas a FC alimentados
por estaciones de H2 (Linde).
• Walmart y Plug Power (Canadá y Ohio, USA): Reequipamiento
montacargas. 500 unidades hoy.
• Air Liquide (Francia): opera 46 montacargas en compañía logística
Prelocentre (FCH JU, programa HyLIFT-Europe).
• Ministerio Transporte (Alemania, 2015): Proyecto H2IntraDrive.
Reequipamiento 5 montacargas y 6 remolcadores (planta de
Leipzig, BMW).
• Toyota (Japón, 2017-2020): 170-180 montacargas a FC en fábrica
(Toyota). Iniciativa con Ministerio de Medio Ambiente y Ministerio
de Tierra, Infraestructura, Transporte y Turismo.

20. TRACTORES Y EQUIPOS MÓVILES A CELDAS DE COMBUSTIBLE

21. Bicicletas y scooters a celda de combustible

22. BARCOS A CELDAS DE COMBUSTIBLE
• (2017 – 2020) Proyecto HYBRIDship: Consorcio ABB, Fiskerstrand y el instituto SINTEF Ocean (Noruega)
en primer proyecto piloto ferry híbrido (baterías y celdas de combustible).
• (2016) Proyecto ferry MF OLE BULL (entre Valestrand y Breistein, Noruega): CMR Prototech, CMR GexCon
y GreenStat. Viabilidad motor eléctrico activado con pilas PEM de 200 kW (150 kg H2/día, electrólisis) y
baterías ion litio de 100 kW.
• (2017-2021) Proyecto Hydroville (entre Kruibeke y Amberes) : Consorcio Puerto de Amberes y Compañía
Marítima Belga (CMB). Primer transbordador de pasajeros certificado, con motor combustión dual 4000
kW. En proceso de construcción.
HYBRIDship
MF OLE BULL
Hydroville

23. BARCOS A CELDAS DE COMBUSTIBLE

24. EQUIPO DE OPERACIONES PORTUARIAS A CELDA DE
COMBUSTIBLE

25. TRANSPORTE DE LH2 EN BARCOS
• Noruega: Moss Maritime, Equinor,
Wilhelmsen y DNV-GL. Buque tipo
bunker de H2 licuado (LH2, -
253°c).
• Capacidad: 9000 m3 LH2.
Bunker LH2
Proyecto Piloto de la cadena de valor de suministro de LH2 (HySTRA Consorcio)
Barco carga de LH2 Suiso Frontier
• Australia – Japón:
Kawasaki, Iwatani Corp.,
Shell Japan y J Power
(Consorcio HySTRA 2016).
• Capacidad: 2500 m3 LH2
Barco carga de LH2 Kawasaki
• Capacidad 160k m3 LH2
• Exportación

26. PROTOTIPO – PROYECTO HYDROTUG y Energy observer
• Consorcio BeHydro (2018): Anglo Belgian Corp.
y Compañía Marítima Belga (CMB). Junto con
Puerto de Amberes.
• Motores a combustión H2:
• H2
• H2-Diesel
HYDROTUG, 1° buque a combustión dual 4 MW - Motor H2-Diesel, BeHydro
Buque Energy Observer a 80 kW-FC

27. AVIONES A CELDAS DE COMBUSTIBLE
Avión Silicon Valley ZeroAvia
Tren motriz eléctrico a H2 FC
2022: aviones 20 asientos
Vuelos hasta 800 km
Hollister, California
Avión de demostración Boeing PEM FC 2008
Modelo HK36 Super Dimona
Vuelo 10 km/h por 20 min con FC
Madrid, España
Avión Silicon Valley ZeroAvia Versión 2
Celda Combustible PEM 260 kW

28. AVIONES A CELDAS DE COMBUSTIBLE
• Motor: 80 kW
• Velocidad máx.: 200 km/h
• Velocidad crucero: 145 km/h
• 750 – 1500 km
• Potencial objetivo: Taxi aéreo
• Aeropuerto de Stuttgart, Alemania
2016 Avión a celda combustible HY4
• Combustible: 114k litros H2 (550 bar máx.)
• Peso: 32.5 ton
• Capacidad: 184 pasajeros
• Costo: 105 M USD
• OPEX: 2500 – 3500 USD/h

29. Equipo de apoyo en tierra (para aeronaves) a celdas de combustible

30. GENERACIÓN ELÉCTRICA – PROYECTO GAS POWER FREE CARBON
Nuon Magnum Power Plant – Groningen, Holanda
• MHPS: Factibilidad técnica de H2
en turbina M701F.
• Proyecto Gas-Free Gas Power
(2023): convertir 1/3 centrales
eléctricas (440 MW c/u) a H2.
• Equinor: Producción H2 y CCS con
GN
• Gasunie: Transporte y
almacenamiento de H2 en central.
Turbina M701 F, MHPS
Planta de generación eléctrica Nuon Magnum

31. TURBINAS A GAS CON H2
Turbina H2 vs Turbina GN
• Mayor temperatura de llama.
• Mayor velocidad de llama.
• Volúmenes de H2 mayores.
• Llama inestable para cargas
muy bajas de H2.
• Mezcla H2+aire vs GN+aire.
Aspectos a resolver para Turbina 100% H2
• Incremento de NOx para alto contenido de
H2.
• Riesgo de flashbacks para alto contenido de
H2.
• Se deben considerar flujos de H2 mayores en
el sistema de combustible.
• Característicos riesgos de explosión deben
evaluarse.
Posición de la llama cambia al aumentar H2. Siemens.
Velocidad de la llama vs contenido H2 en combustible.
Siemens.

32. TURBINAS A GAS CON H2 – Capacidades Siemens
10 - 100% H2
10 - 50% H2
10 - 50% H2

33. APLICACIONES ESTACIONARIAS
Co generación domiciliaria con celdas de combustible
Sistema de celdas de combustible ENE-FARM, Japón
Funcionamiento sistema ENE-FARM

34. APLICACIONES ESTACIONARIAS
Instalaciones industriales Sistemas de Celdas de Combustible (Europa,
Asia, EE.UU.)

35. APLICACIONES ESTACIONARIAS
- Sistemas de respaldo alimentados por celdas de combustible
- Celdas de combustible para micro redes aisladas

36. Hidrogeno en redes de gas natural

37. CONVERSIÓN DE H2: POWER TO GAS - METANIZACIÓN
Producción de Metano e inyección en red de GN, ScienceDirect.

38. POWER-TO-HYDROGEN – HYDROGENO VERDE
• Inversión: 150 MM€
• Objetivo:
• Reducir 10% gas
natural.
• Operativa 2021.
• 4 GW de electrolisis
(2030).
Iberdrola Source – Planta de H2 verde de PUERTOLLANO – Consorcio Iberdrola y Fertiberia

39. CONVERSIÓN DE H2: PRODUCCIÓN DE AMONÍACO
Proyecto Ammonia Renovable Yara – Engie, Australia
• Actualmente: Estudio de factibilidad para producir
80 ton/día de Green Ammonia.
• Integrar Planta producción H2 verde a Planta de
Amoníaco de Yara existente en Pilbara, Australia.
• Se requieren: 200 ha para Parque Solar > 100
MW.
• Primeros pasos para desarrollar mercado de
Amoníaco Verde.

40. CONSORCIO TECNOLÓGICO
H2 EN CAMIONES MINEROS
• Presupuesto de 5 años: MMUSD 2.2
• Subsidio CORFO: MMUSD 1.1
Camiones subterráneos a celdas de combustible PEM Camiones de extracción CAEX con motor a combustión
dual (H2-DIESEL).
• Presupuesto de 5 años: MMUSD 20
• Subsidio CORFO: MMUSD 5.8
Solar and Energy Innovation Committee.

41. PROYECTO RHYNO ENGIE – ANGLO AMERICAN: CAEX A H2
• Prueba y validación en mina Mogalakwena
Platinum Group Metals (Sudáfrica).
KOMATSU 930E-4 Layout
H2 HAUL TRUCK RETROFITTING. Anglo American.
Tren de Potencia adaptado.

42. Normativas importantes
Comité Técnico ISO TC 197
• TC 197 de ISO: Normalización de tecnologías
para producción, almacenaje, transporte,
medida y utilización del H2. 15 grupos de
trabajos.
• Secretariado: SCC (Standard Council Canadá)
• Países miembros Participantes: Alemania,
Argentina, Canadá, China, Dinamarca, Egipto,
España, EE.UU., Rusia, Francia, Holanda,
India, Italia, Japón, Noruega, Nueza Zelandia,
República Checa, Corea del Sur, Inglaterra y
Suecia.
• Países miembros Observadores: Australia,
Austria, Finlandia, Hong Kong, Hungría,
Polonia, Irán, Rumania, Serbia, Sri Lanka,
Tailandia y Turquía.