La perforación impulsada por el hidrógeno promete alternativas sostenibles que pueden mejorar las prácticas de construcción de ingeniería geológica limpia a largo plazo.
La industria de la construcción tiene una porción significativa de maquinaria pesada, muchas de las cuales consumen grandes cantidades de combustibles fósiles. Las tecnologías innovadoras, como la perforación impulsada por el hidrógeno, pueden reducir la dependencia del diesel y proporcionar alternativas potenciales a los sectores de transformación. Sin embargo, hay mucho que explorar antes de que alcance su máximo potencial.
Cómo funciona la perforación impulsada por hidrógeno
La perforación con hidrógeno utiliza plataformas que conducen celdas de combustible de hidrógeno en lugar de combustibles fósiles. Su configuración convierte la energía química de estos recursos renovables en electricidad y se utiliza para alimentar motores, bombas y otros equipos relacionados para estas operaciones.
Muchas aplicaciones utilizan celdas de combustible de hidrógeno para generar electricidad, particularmente en vehículos y otras máquinas móviles. Dicho esto, algunas compañías son nuevas innovaciones que solo pueden probarse junto con la infraestructura de gas natural existente para configuraciones más híbridas.
Beneficios ambientales y operativos
La perforación con hidrógeno ofrece una amplia gama de beneficios en términos de impacto ambiental y eficiencia operativa. Aquí hay una descripción general de qué esperar.
Reducción de emisiones
El hidrógeno es una fuente de energía limpia que puede proporcionar el mismo rendimiento sin contribuir a la contaminación ambiental. El estudio encontró que el uso de hidrógeno verde en lugar de diesel en refinerías reduce las emisiones de CO2 de 21.74 kg, lo que lo convierte en una alternativa viable.
Dado que la adquisición de hidrógeno es una fuente renovable, podría reducir las emisiones por debajo de cero. En contraste, los combustibles fósiles requieren extracción y procesamiento, lo que resulta en daños ambientales adicionales.
Contaminación acústica reducida
Uno de los problemas más importantes con las operaciones de excavación son los obstáculos que pueden causar. Ejecutar el motor y la excavación pueden ser inconvenientes para los transeúntes y los propietarios de viviendas.
Cierta exposición al ruido también puede afectar el bienestar de los trabajadores a largo plazo. Afortunadamente, hay menos piezas involucradas, lo que hace que la tecnología de celdas de combustible sea más silenciosa cuando funciona. Además, la falta de smog reduce la posibilidad de problemas de salud en el sitio.
Se ha mejorado la seguridad del sitio
Los términos «hidrógeno» y «energía química» sugieren que estos compuestos son peligrosos para los humanos. Sin embargo, el hidrógeno verde es menos tóxico y está más disperso más rápido, lo que lo hace más seguro que diesel, gasolina y propano.
La única advertencia sobre hidrógeno es que se requiere limpieza antes de la aplicación. Además, aunque inflamable, la mayoría de los combustibles tradicionales tienen las mismas propiedades, y las precauciones y equipos adecuados pueden mitigar los posibles problemas.
La operación de la red fuera de la red es más probable
La mayoría de las fuentes de energía renovables son favorecidas para sus métodos de producción, y la electrólisis del hidrógeno puede ocurrir prácticamente en cualquier lugar. Menos límites sobre dónde configurar su sitio de operación de perforación puede mejorar la eficiencia.
El uso de hidrógeno en sistemas fuera de la red también tiene sus propias ventajas. Por ejemplo, este estudio muestra que reduce los costos de nivelación de energía. Esto significa ahorros más a largo plazo. Los sistemas de energía renovable no dañarán a las personas dentro de la comunidad fuera de la red.
Más sostenibilidad en la industria
La industria de la ingeniería geológica todavía está mitigando su impacto ambiental. La perforación es un paso importante en las operaciones de petróleo y gas, y en 2023 fue responsable del 15% de las emisiones relacionadas con la energía en todo el mundo.
La adopción de la perforación impulsada por el hidrógeno puede hacer que este sector parezca más verde. Una empresa que se convertirá en un pionero en energía limpia a largo plazo.
Integración con otras tecnologías de construcción limpia
La perforación con hidrógeno puede afectar el diseño y la entrega del proyecto, ya que se requiere cierto equipo para que sea una realidad. Por ejemplo, la energía de hidrógeno requiere un almacenamiento adecuado para garantizar suministros de respaldo para las operaciones. Algunas iteraciones involucran el almacenamiento subterráneo, que puede reducir las fugas y la contaminación.
La infraestructura de hidrógeno también requiere un profundo soporte fundamental, especialmente dentro de espacios más limitados. Los micropiles cubiertos pueden minimizar los amplios requisitos de estabilización del suelo y reducir los costos de estas instalaciones.
También vale la pena invertir en variaciones más verdes del mecanismo de perforación real.
Los materiales reciclables como el aluminio y el acero pueden garantizar la eficiencia operativa sin muchos cambios. El uso de lubricantes a base de plantas y no tóxicos también es importante.
¿Cómo se ve emplear la perforación impulsada por el hidrógeno para la geotecnología?
Un estudio de caso de la perforación impulsada por hidrógeno proviene de los motores Schlumberger y Hyzon. La tecnología de celdas de combustible se dedicó a la durabilidad y el rendimiento antes de las sólidas operaciones de campos de petróleo y gas. La compañía estima que el uso y las emisiones del combustible se reducirán hasta en un 25%.
Cuando se produce cuidadosamente, una plataforma de perforación que impulsa completamente una celda de combustible de hidrógeno puede eliminar 10,000 toneladas de dióxido de carbono por año. Schlumberger ha apoyado la comercialización de sus productos a clientes nuevos y existentes que lo necesitaban.
Otra prueba separada fue el equipo de construcción de hidrógeno de carbono cero para uso del mundo real o para zechas de 2022 a 2023. Utiliza plataformas apiladas de combustible dual que operan con aceites vegetales de hidrógeno e hidrogenados. En la primera fase de la prueba, se demostró que la operación de siete horas redujo el consumo diesel en 30 litros, excediendo el objetivo del desplazamiento de hidrógeno.
Este éxito integró aún más la perforación impulsada por hidrógeno en sus proyectos. La carretera nacional del Proyecto de Cruce de Lower Thames es una de las iniciativas que promete usarla. Sin embargo, también planteó preguntas sobre cuán rápido ocurrirán las implementaciones de toda la industria.
Restricciones de direcciones
Tan prometedora como la perforación con hidrógeno, varias cosas bloquean su adopción generalizada. Simplificar el almacenamiento y el transporte de hidrógeno, por ejemplo, es clave para que sea un camino más atractivo para los equipos de ingeniería geológica. Aunque hay menos componentes, las máquinas todavía son complicadas para aquellos sin experiencia.
El desarrollo de estas tecnologías requiere más investigaciones y pruebas antes de que sean comercializables. Aún así, la fuerza laboral requiere entrenamiento de habilidades mediante el uso de celdas de combustible de hidrógeno de manera segura y eficiente.
Otra preocupación es la durabilidad general de la tecnología. Las pruebas han tenido éxito, pero todavía hay una falta de evidencia sobre cómo funcionan las celdas de combustible de hidrógeno en operaciones de plataforma de perforación más extremas con temperaturas fuertes y terreno desconocido.
También hay un problema de precios. Desde una perspectiva comercial, invertir en energía limpia puede parecer demasiado costosa. Además, a diferencia de los combustibles más tradicionales, todavía es inestable. Al igual que con otras pruebas, la adopción puede retrasarse a menos que se forme un programa piloto o asociación.
¿Cómo será el futuro?
Los líderes empresariales que desean invertir en tecnología avanzada y sostenibilidad están interesados en integrar la perforación con hidrógeno en sus negocios cuando sea posible. Solo tiempo sabrás cuánto?
El gobierno del Reino Unido ya está tratando de hacer crecer su economía de hidrógeno manteniendo rondas de asignación en varios modelos comerciales que implementan infraestructura de hidrógeno. En noviembre de 2023, anunciamos un fondo de £ 960 millones llamado Green Industries Growth Accelerator.
Remodelar y proteger hermosas estructuras geotécnicas
La perforación con hidrógeno puede ser un cambio significativo en la industria de la construcción dado que es más seguro, más sostenible y operacionalmente eficiente.
Sin embargo, las operaciones deben realizar más investigaciones para avanzar en el movimiento de energía limpia.
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