La Planta Piloto de Ingeniería Química (PLAPIQUI), reconocido instituto de I+D+i, es uno de los grandes emblemas de la innovación en Bahía Blanca. Fundado en 1963, PLAPIQUI ha acompañado el desarrollo del polo industrial que caracteriza la zona bahiense con valiosas iniciativas. Sus líneas de investigación vinculadas con el hidrógeno llevaron a sus expertos a diversos desarrollos y trabajos en el tema, tanto de índole experimental como teórica, y desde 2022 han estrechado el vínculo con el Consorcio de Gestión del Puerto de Bahía Blanca, lo que se tradujo –por ejemplo- en un estudio diagnóstico local sobre las alternativas de producción y comercialización de hidrógeno y valorización de dióxido de carbono. HVH dialogó con tres referentes de PLAPIQUI, de cuyos comentarios surge el presente informe: Eduardo López, Investigador Independiente del CONICET, Marisa N. Pedernera y Daniel O. Borio, ambos investigadores principales del mismo organismo científico y profesores titulares de la Universidad Nacional del Sur (UNS).
PLAPIQUI: I+D+i+H2
La Planta Piloto de Ingeniería Química (PLAPIQUI) es un instituto de I+D+i en áreas de ingeniería de procesos y productos localizado en Bahía Blanca, dependiente de la Universidad Nacional del Sur (UNS) y del Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET). Fue fundado en 1963 y desde entonces ha estado basado en 3 pilares que definen su identidad y cuya combinación sinérgica ha fortalecido la institución, dándole una identidad bien definida:
+ formación de recursos humanos
+ investigación en diversas disciplinas
+ vinculación tecnológica
Actualmente trabajan alrededor de 150 personas en PLAPIQUI, entre investigadores, personal de apoyo, administrativos y técnicos y becarios.
Desde su fundación, PLAPIQUI ha estado orientado al estudio de los procesos petroquímicos, con énfasis en los procesos instalados o por instalarse en la zona de Bahía Blanca.
Desde el establecimiento de las diferentes empresas que conforman el Polo Petroquímico local, el hidrógeno ha estado siempre presente, ya sea producido ad-hoc o como subproducto en las líneas de proceso. Esta situación se ha vuelto más evidente desde las etapas de pre-proyecto (y luego construcción y operación) de la empresa PROFERTIL S.A., tiempo en el cual se comenzaron a desarrollar actividades en el ámbito de PLAPIQUI, tanto en producción y procesamiento del gas de síntesis (mezclas de H2, CO y CO2) como en usos del hidrógeno.
¿Qué está pasando con el hidrógeno a nivel mundial?
En las últimas décadas, la demanda global de H2 ha venido creciendo de manera sostenida. Actualmente se producen cerca de 70 millones de ton H2/año purificados (sin óxidos de carbono) y son aplicados mayoritariamente a la refinación de petróleo y la síntesis de amoníaco (NH3). Otros 45 millones ton H2/año sin purificación son destinados a otros usos, como la síntesis de metanol (CH3OH), la reducción de óxido de hierro en la industria del acero (DRI) y como combustible para aportar calor en hornos y calderas.
Las aplicaciones en el sector del transporte, si bien están en crecimiento, son aún minoritarias. En cuanto a la generación de H2 ad-hoc, sobresalen como materias primas el gas natural, el carbón y, en menor medida, el petróleo. Además, una importante fracción del total generado se corresponde con H2 subproducto, e.g., proveniente de reactores de craqueo térmico y catalítico, reformado de naftas y deshidrogenación catalítica, entre otros procesos. Esas corrientes conteniendo H2 subproducto, habitualmente mezclado con otros gases, son usadas como combustible.
La generación de H2 a partir de recursos renovables, si bien está en crecimiento, es aún incipiente y una proporción todavía minoritaria del H2 es producida en procesos con captura, utilización y/o almacenamiento de carbono (CCUS). Aunque se están realizando importantes esfuerzos por incrementar el aporte de las rutas que parten desde recursos renovables (biomasa, electrólisis basada en energías renovables), la producción de H2 actual está aún fuertemente basada en recursos naturales de origen fósil. Merecen destacarse algunas tecnologías que apuntan a disminuir la intensidad de carbono de los procesos de producción de H2 basados en gas natural, como el reformado autotérmico (ATR). Algunas nuevas plantas de NH3 de gran escala están basadas en esta tecnología alternativa.
El caso argentino
Si se analiza el caso de Argentina, existe una situación particular por varios motivos. Por un lado, si bien hay en operación varias plantas industriales de producción de H2 ad-hoc (unas 340.000 ton H2/año) destinado a NH3, refino, CH3OH y DRI, la producción local de varios de los derivados del H2 (primarios y secundarios) resulta claramente insuficiente y deben importarse. Por otro lado, Argentina está en segundo lugar mundial en cuanto a recursos de gas no convencional, explicado por Vaca Muerta y otras formaciones de shale gas, que la ubican en una posición favorable para incrementar la producción de H2 por reformado de gas natural, para ser usado como reactivo y como vector energético. Aparece aquí el desafío de bajar la intensidad de carbono de los procesos convencionales, por medio de CCUS o de cambios en las tecnologías de generación de H2. Por último, el país presenta también condiciones favorables para la generación de energías renovables, ya sea eólica (Patagonia, sur de Bs.As.) o solar (región del NOA). Esto abre perspectivas alentadoras para la generación de H2 por vía electrolítica (H2 verde).
Bahía Blanca como hub de hidrógeno limpio
¿Qué condiciones reúne Bahía Blanca para convertirse en un hub de hidrógeno de bajas emisiones?
Bahía Blanca parte desde una posición privilegiada en el camino hacia convertirse en un hub de hidrógeno. Cuenta con un polo petroquímico en funcionamiento desde hace más de 4 décadas, donde el manejo del hidrógeno es habitual. Esto representa una ventaja en términos de seguridad, conocimientos específicos de su producción y tratamiento, aceptación pública, entre otros. Además, posee condiciones de viento muy favorables para la producción de H2 verde, y es un punto de confluencia de diferentes gasoductos, lo que habilita la producción de H2 de bajas emisiones por reformado con vapor de gas natural o ATR. Dispone de un puerto de aguas profundas que está especializado en la carga/descarga de sustancias químicas, entre ellas, amoníaco. A esto se suma la presencia de universidades y centros de investigación que trabajan en la temática y forman recursos humanos en distintos niveles de especialización.
¿Cómo viene trabajando PLAPIQUI en el área del hidrógeno?
El Grupo de Reactores Químicos de PLAPIQUI comenzó a trabajar en el uso de hidrógeno (para producción de amoníaco) en el año 1992 y directamente en producción de hidrógeno por reformado con vapor en 1999. Posteriormente, se comenzó a trabajar en purificación de hidrógeno y en su producción a partir de materias primas renovables.
Se han desarrollado Tesis Doctorales, publicado numerosos trabajos científicos en revistas de relevancia internacional y presentaciones en congresos y conferencias internacionales y nacionales. Se han concretado, además, diversos trabajos de vinculación tecnológica. Algunos de ellos incluyen el desarrollo de un optimizador en línea (RTO, de sus siglas en inglés) de la planta de amoníaco de PROFERTIL en Bahía Blanca, trabajos de consultorías en temas de aplicaciones de H2 verde y desarrollo de proyectos PtX, relevamientos de H2 y de CO2 con el desarrollo de alternativas de uso de los mismos, entre otros. Se han llevado a cabo, también, trabajos de índole experimental de producción de H2 a escala laboratorio, para una empresa de energía líder de Argentina.
¿De qué manera han estado trabajando con el Consorcio de Gestión del Puerto de Bahía Blanca en materia de hidrógeno?
Desde el año 2022, el Grupo de Reactores Químicos de PLAPIQUI ha estado trabajando en la temática junto con el Consorcio de Gestión del Puerto de Bahía Blanca, específicamente con el grupo de Desarrollo e Innovación en el Puerto de Bahía Blanca liderado por el Lic. Martín Virdis.
En el marco del estudio “Alternativas de producción y comercialización de hidrógeno, reducción de emisiones gaseosas y valorización de dióxido de carbono. Estudio diagnóstico sobre el Puerto de Bahía Blanca y su zona industrial cercana”, se realizó un inventario de producción de hidrógeno y de emisiones de CO2 en la zona industrial de Bahía Blanca y se relevaron potenciales de producción de Hidrógeno de bajas emisiones.
En lo referido a H2, se ha relevado tanto la producción ad-hoc como la producción de H2 como subproducto de otros procesos (normalmente consumido como combustible en las propias plantas). Paralelamente, se llevó a cabo un relevamiento de las emisiones de CO2 a partir de fuentes estacionarias fijas, en términos de cantidad y concentración en cada corriente, buscando identificar posibilidades de captura. Por último, se presentaron ejemplos de posibilidades de aplicaciones de H2 (generado o subproducto) para producción de NH3 o, combinado con CO2, producción de metanol / combustibles sintéticos en la región de Bahía Blanca.
Por último, ¿cuáles fueron las principales conclusiones obtenidas a partir de ese estudio diagnóstico del Puerto de Bahía Blanca y su zona industrial?
El relevamiento realizado en la zona industrial de Bahía Blanca y alrededores permite estimar una emisión total de CO2 a la atmósfera de unos 4,5 millones de toneladas anuales como gases de chimenea, producto de la quema de combustibles fósiles en las usinas termoeléctricas y las plantas de procesos. Alrededor de 1 millón de toneladas de CO2 adicionales provienen de corrientes de proceso, siendo la mayor parte usada en la producción de urea. El relevamiento también permitió detectar cantidades importantes de H2 subproducto (más de 50.000 ton H2/año), las cuales son usadas como combustible en distintas plantas.
*Accedé a la revista Hidrógeno Verde Hoy, edición 14 en este link. Vas a encontrar este artículo (nota de tapa) y mucho más!
https://hidrogenoverdehoy.com.ar/ya-salio-la-edicion-14-de-la-revista-hidrogeno-verde-hoy/
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