El dimetiléter podría cambiar las reglas del juego de la economía del hidrógeno
Un nuevo proceso revoluciona la producción
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Para garantizar la seguridad energética y alcanzar sus objetivos de protección del clima, Alemania importará grandes cantidades de hidrógeno en el futuro. El dimetiléter (DME) es un gas respetuoso con el medio ambiente, no tóxico, eficiente y económicamente atractivo que resulta muy prometedor como fuente de energía para el hidrógeno y sus derivados. El Instituto Fraunhofer de Sistemas de Energía Solar (ISE) ha desarrollado un nuevo proceso de síntesis para su producción, especialmente eficiente desde el punto de vista energético, que podría cambiar las reglas del juego de la producción de DME y, por tanto, de la economía del hidrógeno. En el proyecto internacional "Power-to-MEDME" se investigó sobre esta base toda la cadena de procesos para la producción a gran escala de metanol y DME en Chile.
"El dimetiléter es el campeón oculto de la economía del hidrógeno, no sólo porque tiene una densidad energética volumétrica significativamente mayor que el amoníaco, que ha sido el combustible más utilizado hasta la fecha, lo que lo convierte en un candidato ideal para la importación. También es una alternativa renovable a las materias primas fósiles como molécula de plataforma en ámbitos como la industria química y la movilidad", explica el Dr. Elias Frei, Jefe de la División de Hidrógeno del Fraunhofer ISE. Por ello, el instituto quiere colaborar con la industria en un nuevo tema clave para promover nuevas aplicaciones del DME y desarrollos de mercado posibles gracias a los resultados de la investigación actual.
El mercado del DME, que actualmente comprende más de 5 millones de toneladas/año, crecerá muchas veces debido a las nuevas aplicaciones (por ejemplo, mezcla en Gas Licuado de Petróleo, GLP, y molécula de plataforma para combustibles). "El mercado mundial del GLP comprende unos 200 millones de toneladas anuales. A esto hay que añadir el mercado para la producción de combustibles de aviación sostenibles, que se calcula que alcanzará los 400 millones de toneladas anuales en 2050. Esto demuestra el enorme potencial del DME", explica el Dr. Achim Schaadt, Jefe del Departamento de Productos de Síntesis Sostenible.
Un nuevo proceso revoluciona la producción
El DME no es un gas desconocido: mucha gente lo conoce como propelente en desodorantes, y también se utiliza ya como disolvente y refrigerante. Sin embargo, el DME se produce actualmente mediante un proceso complejo y de alto consumo energético, que reduce la eficiencia global de la conversión de energía renovable en DME. Aquí es donde entra en juego el proceso INDIGO desarrollado en el Fraunhofer ISE: la síntesis y destilación simultáneas simplifican enormemente el proceso, aumentando la eficiencia y reduciendo los costes en más de una cuarta parte en comparación con el proceso convencional de síntesis de DME. El proceso requiere menos energía porque el calor liberado por la reacción fluye directamente a la columna de destilación. Al ser un proceso de bajo consumo energético, es especialmente adecuado para regiones remotas. En el país importador, el DME puede volver a dividirse en hidrógeno con el máximo rendimiento, por ejemplo en un proceso de reformado al vapor. El proyecto de investigación "Power-to-MEDME" demostró que, en los seis casos analizados, el proceso INDIGO es más rentable que la referencia convencional. La herramienta de simulación Syn2X se utilizó para modelizar el funcionamiento dinámico a carga parcial de la planta de metanol con el fin de obtener datos prácticos de funcionamiento en condiciones de carga fluctuante.
Producción de DME prevista en Chile
El proyecto de investigación internacional "Power-to-MEDME" pretende aprovechar el potencial de Chile para la producción de fuentes de energía neutras en CO2 con ayuda del nuevo proceso INDI-GO. En este proyecto se han creado las condiciones para ello. El siguiente paso es crear una planta piloto para la producción de metanol verde y DME en el rango de megavatios.
El equipo de investigación apoya este proyecto analizando todos los pasos del proceso y desarrollando y probando materiales. El objetivo es reducir aún más los costes aumentando la eficiencia y optimizando la integración de varios procesos individuales.
Fraunhofer ISE ha llevado a cabo un análisis de ubicación para determinar qué emplazamientos de Chile son especialmente adecuados para la generación de energía renovable y para establecer la producción a gran escala de derivados verdes del hidrógeno. Según el análisis, la región de Antofagasta, en el norte del país, tiene un gran potencial, puesto que ya produce unos excedentes tan elevados de energía solar (a partir de energía fotovoltaica y termosolar concentrada) que su inyección a la red tiene que ser estrangulada. "Además de un uso más eficiente de la electricidad y de la creación de valor local, el proyecto también contribuye al desarrollo de la región mediante la transferencia de conocimientos tecnológicos alemanes", explica Robert Szolak, Jefe del Departamento de Productos de Síntesis Sostenible.
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