El mundo ha demostrado su determinación de reducir drásticamente las emisiones de gases de efecto invernadero y reducir los niveles de calentamiento global a 1,5 °C en el camino hacia la lucha contra el cambio climático. Alcanzar nuestras ambiciones será la tarea que tenemos por delante en 2022 y más allá, y la comunidad mundial deberá utilizar todas las herramientas disponibles en su arsenal para hacerlo.
Las tecnologías que utilizan hidrógeno para crear energía son muy prometedoras. Desplegado de manera efectiva, el gas de hidrógeno puede alimentar hogares y fábricas, y servir como combustible para automóviles, barcos y aviones. En el proceso, podría desempeñar un papel vital en la reducción del uso de combustibles fósiles y la minimización de las emisiones de carbono en varias industrias que enfrentan estrictos objetivos climáticos.
El hidrógeno bien puede ser el eslabón perdido en la transformación de la energía limpia.
El gas, el elemento más simple y abundante en la tierra, se quema limpio cuando se mezcla con oxígeno. Libra por libra, el hidrógeno puede entregar casi tres veces la cantidad de energía que los combustibles fósiles. El hidrógeno verde, creado con energía renovable en lugar de combustibles fósiles, se puede producir dondequiera que haya agua y electricidad renovable. No solo ayuda a descarbonizar los sectores químico, industrial y de transporte, sino que, dado que se puede producir durante los ciclos pico, el hidrógeno verde puede ser una forma de almacenar el exceso de energía para devolverlo a la red cuando aumente la demanda.
Un estudio de McKinsey para el Hydrogen Council, una confederación de los principales actores del sector, estima que el gas podría ayudar a reducir las emisiones de CO2 en un 20 por ciento de aquí al 2050. También podría satisfacer entre el 15 y el 20 por ciento de la demanda de energía.
Ahora hay 359 proyectos de combustible de hidrógeno en desarrollo en todo el mundo, con una cartera de inversiones total por valor de 500.000 millones de dólares. Eso incluye $ 150 mil millones en inversiones maduras.
El camino digital hacia el sector del hidrógeno verde
Más empresas comenzarán a buscar un lugar en esta nueva economía del hidrógeno en 2022 y más allá.
Sin embargo, producir hidrógeno verde requerirá un enfoque múltiple que maximice las ganancias de eficiencia en cada paso del camino a través de cadenas de valor optimizadas y operaciones consistentes.
Como sector que ha alcanzado la mayoría de edad en la era digital, la nueva economía del hidrógeno dependerá naturalmente de tecnologías avanzadas, incluidos datos, análisis avanzados e inteligencia artificial (IA), para lograr la escala necesaria para un verdadero efecto transformador. Y al aplicar aprendizajes digitales de otros sectores, podemos evitar errores costosos que podrían tener un efecto de legado a largo plazo.
Veamos cuatro avances tecnológicos que aprovechan al máximo la transformación del hidrógeno.
1. Promover ciclos de ingeniería y diseño más cortos. La producción de gas hidrógeno requiere la construcción de nuevos electrolizadores. Dado el ajustado plazo para alcanzar nuestros objetivos de bajas emisiones de carbono, estas instalaciones deben diseñarse y construirse para funcionar al más alto nivel teniendo en cuenta la sostenibilidad, desde el principio. Por lo tanto, los ciclos de diseño cortos pero efectivos son clave para el éxito. Tanto en proyectos greenfield como en plantas de energía renovable brownfield, la simulación de procesos digitales puede aportar agilidad a todo el ciclo de vida de diseño, creación de prototipos, capacitación y operaciones para acelerar el ciclo de ingeniería. La integración de los procesos de diseño y construcción en una sola plataforma permitirá a las empresas funcionar con huellas comerciales globales y modelos de trabajo remoto para que los ingenieros en cualquier lugar puedan explorar todas las dimensiones de un diseño potencial y cuantificar su impacto en la sostenibilidad, la viabilidad y la rentabilidad.
2. Unifique los datos para mejorar las decisiones y optimizar la colaboración. En la organización industrial moderna, cada aspecto del proceso de producción es monitoreado y analizado con sensores que pueden generar cientos de miles de puntos de datos. Cuando se recopila a través de departamentos y geografías en silos, esta información mejora la visibilidad de borde a empresa, al tiempo que promueve la integración y la colaboración entre departamentos funcionales para mejorar las actividades y los procesos diarios. En el camino, se exponen las ineficiencias operativas, lo que permite tomar decisiones y ajustes críticos que impactan directamente en el resultado final.
3. Manténgase receptivo con cadenas de valor optimizadas. La economía del hidrógeno surge en un escenario complejo, en un momento en que es esencial optimizar cada elemento de la cadena de valor para obtener el máximo beneficio operativo y cumplir con los requisitos normativos. Mediante el uso de tecnologías en la nube y gemelos digitales, los datos industriales se pueden aprovechar para mejorar la capacidad de respuesta en toda la cadena de valor. Por un lado, al monitorear de cerca las operaciones en tiempo real, las técnicas de optimización pueden mejorar el rendimiento y las ganancias de la planta, al tiempo que permiten la resolución de problemas de los procesos de producción y el análisis rápido utilizando modelos rigurosos. Al mismo tiempo, la supervisión avanzada de la cadena de suministro permite respuestas predictivas a las fluctuaciones en la demanda y los recursos disponibles.
4. Ampliar la confiabilidad de la planta a través de análisis predictivos infundidos con IA. Reducir el tiempo de inactividad es un desafío constante para las organizaciones industriales y no es diferente para las plantas de producción de hidrógeno. Las notificaciones de alerta temprana y los diagnósticos del rendimiento del equipo son esenciales para garantizar que las plantas puedan operar a su máxima capacidad cuando sea necesario, evitando fallas mecánicas o de proceso. La IA contribuye en gran medida a ayudar a las organizaciones con uso intensivo de activos a reducir el tiempo de inactividad de los equipos y aumentar la confiabilidad, al tiempo que reduce los costos de operación y mantenimiento.
La falta de datos históricos aquí podría plantear desafíos iniciales para reducir el tiempo de inactividad. Pero al aplicar lecciones de industrias relacionadas e integrar la simulación de procesos con análisis predictivos desde el principio, el personal puede prever fallas en los equipos desde el principio.
El hidrógeno verde disfruta actualmente de un impulso político y comercial sin precedentes, con un número creciente de políticas y proyectos en todo el mundo que promueven e incentivan su uso. La demanda de hidrógeno para impulsar los procesos industriales se ha triplicado con creces desde 1975 y el suministro de gas es ahora un sector comercial importante en todo el mundo, informa la Agencia Internacional de Energía.
Desbloquear el enorme potencial del hidrógeno verde nos ayudará a alcanzar nuestros objetivos climáticos más rápido. Para hacerlo dentro de un período de tiempo limitado, es vital que las organizaciones se equipen con las herramientas más avanzadas disponibles.
Se nos ha presentado la rara oportunidad de construir una nueva industria desde cero. Debemos aprovechar el momento para crear el sector energético más limpio, verde y resistente.
Por Harpreet Gulati, vicepresidente sénior de negocios de planificación, simulación y optimización en AVEVA
