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HIDRÓGENO 38 rentables y podamos abordar una completa transformación a energías como la eólica, fotovoltaica y solar. Todo apunta a que la respuesta a esta cuestión la tiene el hidrógeno. COMBUSTIÓN DE HIDRÓGENO La investigación ymejora de la combus- tión del hidrógeno se presenta como un elemento fundamental en la cadena de valor de este elemento. Existen varias tecnologías de generación de hidró- geno -algunas de ellas revolucionarias, en las que E&M Combustión proyecta participar como partner estratégico- que pueden hacer del hidrógeno una solución, no solo ecológica, sino además rentable en un corto plazo de tiempo. Todas ellas terminanmayoritariamente en unmismo punto de consumo. Este punto de consumo es la combustión de este hidrógeno. E&M Combustion quiere aportar su granito de arena a esta tecnología con el desarrollo, fabricación e insta- lación de sistemas de combustión de hidrógeno cada vez más eficientes y ecológicos. Aunque desde el punto de vista económico pueda parecer un elemento no demasiado relevante en la instalación de una planta completa de generación de hidrógeno, si lo es desde el punto de vista de su aplicación final en las centrales de generación de electricidad, industria, etc. Es por ello que todos los pasos que se den en la mejora de esta tecnología irán asociadas a un gran beneficio social. Un gran reto al que nos tenemos que enfrentar es que, lógicamente, no vamos a tener capacidad inicialmente de construir nuevas centrales eléctricas o plantas industriales para la utilización del hidrógeno como fuente energética, que también se hará, sino que lo nor- mal es utilizar las plantas existentes y adaptarlas a este nuevo combustible. El éxito en la transformación de estas plantas que actualmente utilizan gas natural, fuel oil, gasóleo o carbón por su utilización con hidrógeno, supon- drá un éxito como sociedad con esta nueva fuente de energía alternativa mucho menos contaminante que las anteriores. Se hace por lo tanto fun- damental aportar y desarrollar una tecnología de combustión eficiente y lo menos contaminante posible de este combustible. E&M Combustión ya cuenta con experiencia en este campo y espera contribuir en los próximos años de una manera activa y de liderazgo en la mejora de estas instalaciones y la posible transformación energética que se nos presenta. Desde el punto de vista técnico, tene- mos que tener en cuenta algunos factores que van a ser fundamentales en la transformación de estas plan- tas ya existentes a la utilización de la combustión de hidrógeno, y especial- mente a su aplicación a las calderas de las centrales de generación de elec- tricidad. Establecemos inicialmente un cuadro con las características del hidrógeno en forma gas. (Tabla 1). El primer dato relevante que obser- vamos en esta tabla es su poder calorífico. El poder calorífico que presenta el hidrógeno en forma gas respecto a otros combustibles es bajo, por lo que hay que tener presente que será necesario rediseñar y adaptar las tuberías de alimentación a los pun- tos de consumo. Si establecemos la comparativa por ejemplo con el gas natural, normalmente el poder calo- rífico inferior oscila entre los 8.500 a los 9.100 kcal/Nm 3 . Podemos observar, por lo tanto, que existe una diferencia de caudal de aproximadamente 3 a 3,5 veces en relación al gas natural para poder conseguir una transmisión de calor similar. Este hecho también obliga a la sustitución de los equipos de combustión por otros que sean capa- ces de manejar este caudal, además de otras características que citaremos a continuación. Para el diseño de los equipos de com- bustión tenemos que tener en cuenta la baja densidad de este gas. Aunque el diseño de las lanzas e inyectores de hidrógeno son similares a los de otros gases, no debemos superar grandes velocidades de gas en estos puntos de inyección. La velocidad de pro- pagación de llama del hidrógeno es aproximadamente unas 8 veces superior a la del gas natural, por lo tanto no es recomendable utilizar altas velocidades para la formación de llama. Es importante también para el diseño de los quemadores calcular la posible velocidad de un retorno de llama. Otro de los aspectos a considerar es que la temperatura de la llama que se consigue con el hidrógeno es superior a la que se consigue con gas natural. La temperatura estequiométrica de llama con un gas, con un porcentaje de H2 de 99 % es de 1.985 °C, lo que supone aproximadamente unos 170 °C más que con el gas natural. Es por lo tanto necesario estudiar la adapta- ción de las llamas en los diferentes hogares de las calderas o equipos de 1. Densidad 0,0899 kg/Nm 3 (gas) 0,0708 kg/ l (líquido) 2. Poder calorífico inferior 2.580 kcal/Nm 3 superior 3.500 kcal/Nm 3 3. Límites de explosión 4,0 - 75,0 % (concentración de H 2 en aire) 4. Límites de detonación 18,3 -59,0 % (concentración de H 2 en aire) 5. Capacidad calorífica específica C p = 14,199 KJ/ (kg•K) C v = 10,074 KJ/ (kg•K) 6. Coeficiente de difusión 0,61 cm 2 /s Tabla 1. Características del hidrógeno en forma gas.