Las innovaciones en estos campos se presentarán en Tube Düsseldorf del 15 al 19 de abril de 2024 en el recinto ferial de Düsseldorf
La industria de tubos, lista para atender la demanda del mercado de hidrógeno
Los políticos y la economía anhelan un mayor uso del hidrógeno y hace tiempo que se han embarcado en la búsqueda de soluciones. No sólo hay que garantizar la producción y el almacenamiento de H2, sino también regular su transporte para que el hidrógeno llegue al punto de uso desde el lugar de producción. Sin embargo, el almacenamiento de hidrógeno y las vías de transporte requieren grandes inversiones. La industria de tuberías, que ya ofrece tecnologías y materiales adecuados, está muy solicitada. Así que hay mucho en proyecto...
Europa planea ser neutra en carbono para 2050. El hidrógeno será co-decisivo en la consecución de la neutralidad climática, en varios aspectos. Como medio de almacenamiento, puede servir para compensar las fluctuaciones entre producción y consumo de energía que se producen cuando se utilizan energías renovables. Además, el uso de hidrógeno verde hace que la industria -como en la producción de acero- sea neutra en emisiones de CO2. Para ello es necesaria una infraestructura compuesta por tuberías y tecnología de planta.
El transporte seguro de hidrógeno desempeñará un papel fundamental en la combinación de energías renovables, y la industria de tuberías ya está preparada para el H2. Mannesmann suministra tuberías de acero diseñadas para el transporte y el almacenamiento. Para el transporte de H2, por ejemplo en tuberías, la superficie interior se fabrica libre de depósitos superficiales. Los puntos de ataque internos para el hidrógeno se reducen al mínimo al disminuir el contenido de fósforo y azufre - en comparación con la Directiva EIGA. “Un equivalente de carbono aún más reducido garantiza una excelente soldabilidad de nuestro material para tuberías”, subrayan desde Mannesmann. Esto garantiza una larga vida útil.
Visualización en 3D de la nueva planta de reducción directa: thyssenkrupp Steel realiza un pedido al grupo SMS para la ingeniería, entrega y construcción de la primera planta de reducción directa alimentada por hidrógeno en la planta de Duisburgo. Se inicia así uno de los mayores proyectos de descarbonización industrial a escala mundial, que evitará de un plumazo más de 3,5 Mt3 de CO2 al año en el futuro. Foto: thyssenkrupp Steel Europe AG.
La industria de tubos, preparada para el mercado H2
Junto con socios del sector de la distribución de acero, Benteler Steel/Tube suministra la familia de productos Benteler Hyresist, que incluye tubos sin soldadura laminados en caliente y cumple los requisitos de la Asociación Europea de Gases Industriales (EIGA) para tubos destinados a redes de distribución. Los criterios son: análisis del acero conforme al hidrógeno, resistencia a la presión y estructura homogénea. Con un diámetro exterior de 21,3 a 141,3 mm, la gama de dimensiones de la solución de tuberías Benteler se corresponde con las especificaciones actuales para tuberías de hidrógeno. “Además, los valores mecánicos optimizados y la gran pureza de los materiales de acero utilizados evitan la fragilización por hidrógeno”, explica la empresa.
Butting también está preparada para el mercado de tuberías H2. Según la empresa, las líneas de transferencia aisladas por vacío podrían ahorrar tiempo y recursos en comparación con las tuberías convencionales aisladas con espuma. El trasvase rentable de gas natural licuado e hidrógeno líquido LH2 (GNL) requiere sistemas de tuberías de dimensiones mucho mayores que otros líquidos criogénicos. Así, se pueden seleccionar diámetros de tubería más pequeños, con lo que se reduce el gasto de material. Además de las líneas estándar, la experiencia de la empresa incluye sistemas de transferencia para remolques (helio e hidrógeno), sistemas de hidrógeno para la industria del automóvil y sistemas de repostaje para la industria aeroespacial (hidrógeno y oxígeno).
Grandes proyectos de hidrógeno
Es importante actuar con previsión. Así, en Wolfsburgo, dos centrales de gas de última generación garantizarán el suministro energético de la planta de VW y de la ciudad de Wolfsburgo. “Los tubos Mannesmann H2ready de Mannesmann Line Pipe ya se han utilizado en la construcción de la línea de suministro para que también puedan funcionar con hidrógeno en el futuro”, explica Mannesmann. Los casi 1.900 tubos tienen longitudes individuales de hasta 18 metros en calidad L360NE y, en su mayor parte, un diámetro de 406,4 mm. El trazado discurre paralelo a una línea ya existente y se ha tendido a lo largo de nueve kilómetros sin zanja y, por tanto, con especial suavidad. Para ello, los tubos se envolvieron adicionalmente con PRFV (plástico reforzado con fibra de vidrio).
Para la conexión de la terminal de gas GNL de Brunsbüttel a Hetlingen, Mannesmann Grossrohr GmbH (MGR), filial de Salzgitter AG, suministra tuberías de diámetro DN 800 para una longitud total de unos 54 kilómetros por encargo de Gasunie Deutschland. Las aproximadamente 3.200 tuberías están especificadas “para que en el futuro también se pueda transportar hidrógeno a través de la línea”, explica MGR. Está previsto que entre en funcionamiento a finales de 2023.
Un proyecto de construcción actualmente llamativo es la conexión de la terminal de GNL de Wilhelmshaven con tuberías de acero preparadas para H2 de Mannesmann Line Pipe por encargo del operador de la red energética Ewe Netz. Con unas 16.000 toneladas de tubos H2-ready, Mannesmann contribuye a la ampliación de la infraestructura de GNL en el noroeste de Alemania. En total, la empresa suministra unos 4.100 tubos de la gama de dimensiones DN 600 en longitudes de 18 a 12 metros. La puesta en servicio de la línea tendrá lugar a finales de 2023.
Producción de acero más respetuosa con el clima
Para la producción de tuberías para el transporte de hidrógeno se requieren aceros optimizados para H2 para sistemas de transporte por tubería seguros y duraderos, que también suministra Thyssenkrupp. Además de las calidades de acero de baja aleación X42 y X52, aptas para el transporte de hidrógeno gaseoso y mezclas de hidrógeno, el Grupo ha optimizado conceptos de materiales para la gama de resistencias hasta X70. “Estos aceros están optimizados en relación con los requisitos estándar esperados de los tubos con costura longitudinal y en espiral para el transporte de hidrógeno, en particular para los contenidos limitados de carbono, fósforo y azufre”, explican desde Thyssenkrupp.
La producción de acero —con ayuda del hidrógeno— también debería ser más respetuosa con el clima. Por ello, Thyssenkrupp Steel invierte en la descarbonización de su producción de acero, lo que a su vez mejora el equilibrio ecológico de los tubos de acero. Por ello, el Grupo encargó a SMS la ingeniería, el suministro y la construcción de una planta de reducción directa alimentada por hidrógeno, dos fundiciones y las unidades auxiliares asociadas en la planta de Duisburgo. Se trata de uno de los mayores proyectos de descarbonización industrial del mundo, con un volumen de pedidos de más de 1.800 millones de euros sólo para SMS, cuya puesta en servicio está prevista para finales de 2026.
VNG AG, con sede en Leipzig (Alemania), investiga cómo producir, transportar, almacenar y comercializar hidrógeno neutro para el clima a escala industrial en el futuro. El hidrógeno será crucial para el éxito de la transición energética, ya que su uso puede lograr importantes ahorros de CO2 en todos los sectores. VNG es un grupo de infraestructuras de gas y gas con más de 20 empresas en Alemania y Europa. La imagen muestra un gasoducto de gas natural. Foto: VNG AG.
Construyendo una infraestructura H2
Con SALCOS (Salzgitter Low CO2 Steelmaking), Salzgitter, junto con socios del mundo empresarial y de la investigación, se esfuerza por sentar las bases de una producción de acero casi libre de CO2. Los elementos centrales del programa son la electricidad procedente de fuentes renovables y su uso en la producción de hidrógeno por electrólisis. “Este hidrógeno verde sustituirá al carbón que utilizamos actualmente en el proceso convencional de alto horno”, explica el Grupo. Esto es posible gracias a las llamadas plantas de reducción directa, en las que el mineral de hierro se reduce a hierro en estado sólido directamente mediante hidrógeno. Con esta tecnología, en lugar de CO2 se emite vapor de agua.
Pero queda mucho por hacer
Por ejemplo, Alemania no está suficientemente preparada para el despegue de la economía del hidrógeno. Así se desprende del balance H2, un análisis del grupo energético E.ON basado en datos del Instituto de Economía Energética de la Universidad de Colonia. “De cara a 2030, resulta que ni la capacidad nacional de generación de hidrógeno verde es suficiente ni pueden satisfacerse las necesidades alemanas de importación”. También faltan infraestructuras, todavía. Ahora también se necesita la industria de las tuberías. Está lista para su implantación.
