El hidrógeno, elemento clave en la descarbonización
18-01-2022
Tekniker
El cambio climático es uno de los principales retos a los que se enfrenta la sociedad actual y para combatirlo es necesaria una reducción drástica de las emisiones de dióxido de carbono. Esto implica una transición energética que sustituya los combustibles fósiles por fuentes de energía renovables. En este sentido, el hidrógeno renovable se posiciona como uno de los principales vectores energéticos para llevar a cabo esta transición energética de manera eficiente.
La producción de hidrógeno a partir de energías renovables está basada en la electrólisis de agua, un proceso que consiste en la separación de la molécula de agua en sus componentes (hidrógeno y oxígeno) empleando electricidad proveniente de fuentes renovables. Este proceso de electrólisis permite el almacenamiento de grandes cantidades de energía eléctrica renovable durante largos periodos de tiempo mediante la transformación directa de dicha energía eléctrica en hidrógeno.
Para ello, los sistemas de electrólisis, conocidos como electrolizadores, deben estar integrados con plantas de generación de electricidad eólicas y fotovoltaicas. Sin embargo, los electrolizadores no solo sirven para el almacenamiento de energía eléctrica como tal, aumentando la utilización de la potencia generada por las energías renovables, sino que también tienen la capacidad de suministrar servicios de balance de red y de control de frecuencia.
Dentro de los diferentes tipos de electrolizadores existentes, los electrolizadores de membrana polimérica (PEMWE) están adquiriendo especial relevancia en la última década, ya que están considerados como óptimos para ser acoplados con fuentes de energía renovables intermitentes. Esto se debe a su respuesta dinámica rápida, su capacidad para trabajar a elevadas densidades de corriente, su elevada eficiencia, sus diseños compactos y la posibilidad de trabajar a altas presiones. El potencial de esta tecnología se ha demostrado en unos pocos proyectos piloto como el proyecto de 2 MW Haeolus o el proyecto de 10 MW Refhyne.
Por todo ello, a pesar de las numerosas ventajas que presentan los electrolizadores PEM, existen aún numerosas barreras que impiden el despliegue generalizado en el mercado de esta tecnología para soluciones de potencia a hidrógeno. Estas barreras son principalmente los elevados costes de capital (CAPEX) y de operación (OPEX), la ausencia de procesos de fabricación en masa y la dependencia de ciertos materiales críticos.
Para ello, se necesitan nuevos diseños de celdas de electrólisis que incorporen nuevos materiales más baratos que permitan su fabricación seriada de manera competitiva. Estos nuevos diseños deberán mejorar, además, la eficiencia y aumentar la robustez de los sistemas mediante la mejora de la gestión de flujos de gases/agua y gestión térmica. Los nuevos diseños y materiales deberán permitir aumentar la presión de operación, así como el área activa de las celdas.
En este contexto, en Tekniker se trabaja en el desarrollo de nuevos componentes críticos para la disminución de los costes de fabricación de la tecnología de electrólisis PEM.
Los nuevos desarrollos no solo se centran en los sistemas de electrólisis, sino que incorporan, además, nuevas tecnologías de integración y control para el acoplamiento óptimo entre estos electrolizadores y plantas de energía renovable que permitan la producción de hidrógeno renovable a un precio competitivo.
Y, ante la necesidad del despliegue rápido de las tecnologías de hidrógeno para lograr los objetivos de carbonización marcados, se requiere de la transferencia del conocimiento adquirido al sector industrial, por ello Tekniker es socio del Corredor Vasco del Hidrógeno (BH2C), iniciativa que unifica conocimiento y esfuerzos de diferentes empresas y organizaciones para lograr que el hidrógeno renovable sea una realidad en el sistema energético.
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