L’hidrogen està guanyant interès com a font de combustible de baixes emissions, gràcies a la seva combustió neta, que produeix aigua com a únic subproducte residual.
Aquesta característica fa que l’hidrogen sigui vist com una alternativa atractiva als combustibles fòssils tradicionals, especialment en un món que busca reduir les emissions de gasos d’efecte hivernacle i descarbonitzar sectors claus com el transport i la indústria. A més, quan l’hidrogen es produeix mitjançant electròlisi – un procés que divideix l’aigua en hidrogen i oxigen utilitzant electricitat – es pot obtenir un cicle de vida molt respectuós amb el medi ambient, especialment si aquesta electricitat prové de fonts renovables com l’energia solar o eòlica.
Tot i aquests avantatges, la realitat és que l’hidrogen encara no ha assolit el seu potencial com a combustible renovable. Un dels principals obstacles és el cost de producció, que encara és molt alt. Avui en dia, la major part de l’hidrogen es produeix com a subproducte del refinament de combustibles fòssils, un procés que utilitza metà combinat amb monòxid de carboni, cosa que redueix l’impacte ambiental positiu que es podria aconseguir amb una producció 100% neta. L’hidrogen obtingut mitjançant electròlisi representa menys de l’1% de tota la producció mundial, fet que evidencia la necessitat de reduir significativament els costos associats a aquest procés per fer-lo viable a gran escala..
En aquest context, la reducció del cost de l’electròlisi és clau per poder considerar l’hidrogen com una font d’energia neta viable. Una de les solucions proposades és l’ús de bessons digitals, una idea que està prenent força en la recerca sobre noves tecnologies per a la producció d’hidrogen. Segons una investigació de l’Institut Oldenburger OFFIS de Tecnologia de la Informació a Oldenburg, Alemanya, els bessons digitals podrien jugar un paper clau en aquesta transformació.
Els bessons digitals són programes de simulació per ordinador que permeten fer un seguiment i ajustar les operacions d’un dispositiu físic amb gran precisió. En el cas dels electròlitzadors d’hidrogen, que són els dispositius utilitzats per produir hidrogen mitjançant electròlisi, els bessons digitals podrien ajudar a racionalitzar el seu funcionament i, com a resultat, reduir els costos associats a aquest procés.
Una de les maneres en què els bessons digitals podrien contribuir a la reducció de costos és mitjançant la supervisió de l’estat dels electròlitzadors. A través d’un seguiment exhaustiu dels components dels electròlitzadors, com ara els elèctrodes, les membranes o les bombes, els bessons digitals poden identificar quines parts poden fallar i fer recomanacions proactives per programar el manteniment necessari. Aquesta capacitat de predicció podria millorar considerablement l’eficiència operativa, ja que es podrien evitar aturades imprevistes dels electròlitzadors per reparacions, maximitzant així les hores de producció.
D’altra banda, per implementar amb èxit els bessons digitals en la producció d’hidrogen, és important establir una arquitectura centralitzada que permeti construir i gestionar aquests bessons digitals. En aquest sentit, una arquitectura orientada a serveis pot ser una opció adequada. Aquest tipus d’arquitectura consisteix en un programari que accepta peticions d’altres programes més petits i coordina aquestes peticions entre tots els components involucrats, facilitant així la integració i la gestió dels bessons digitals.
A més, les arquitectures orientades a serveis són prou ràpides per suportar la connexió de dades bidireccionals en temps real que necessiten els electròlitzadors. Això és especialment important per assegurar que les operacions es poden monitoritzar i ajustar en temps real, millorant l’eficiència i reduint els costos de producció. Aquest avantatge contrasta amb les arquitectures de microserveis, que poden provocar retards a causa del gran volum de sol·licituds que s’envien entre serveis, fet que les fa menys adequades per a aplicacions que requereixen una resposta immediata.
Encara que ara mateix no és possible simular tots els casos d’ús que fan que un electròlitzador sigui eficient, l’aplicació de bessons digitals pot contribuir a millorar qualsevol cas que sorgeixi. Per tant, és fonamental continuar investigant en aquest àmbit per ajudar amb el procés de fabricació d’electròlitzadors i augmentar així la producció d’hidrogen net. També és crucial treballar per escalar la fabricació d’electròlitzadors grans, que actualment és un procés semi-manual, per poder satisfer la demanda creixent d’hidrogen net a mesura que el món avança cap a un futur més sostenible.
En resum, l’hidrogen té el potencial de convertir-se en una de les fonts d’energia clau en la transició cap a un món més sostenible. Tot i això, per fer realitat aquest potencial, cal abordar els desafiaments tècnics i econòmics associats a la seva producció
Ramon Gallart
Cap comentari:
Publica un comentari a l'entrada