Alrededor de una quinta parte de todas las emisiones de gases de efecto invernadero son producidas por industrias como el acero y el cemento, por lo que si vamos a trabajar hacia una sociedad libre de emisiones, este es un buen lugar para comenzar. Y una tecnología prometedora puede tener un papel clave que desempeñar.

'El hidrógeno y los combustibles derivados (de él) son capaces de reducir las emisiones de dióxido de carbono de los combustibles fósiles en el mismo, muy largo plazo hasta cero, dijo Klaus Scheffer, gerente de proyectos en Siemens. 'No necesitas energías fósiles en un mundo futuro. Espero que mis hijos vean eso '.

La tecnología es hidrógeno verde, que utiliza una corriente eléctrica para convertir el agua en oxígeno e hidrógeno, y si se alimenta con energía renovable, no produce emisiones de carbono. Si esto es, Sucesivamente, utilizado para proporcionar una fuente limpia de combustible para la industria o para equilibrar la red eléctrica, podría ayudar a alterar el futuro del planeta.

El principal problema hasta ahora ha sido cómo producir hidrógeno en grandes cantidades de forma limpia. En la actualidad, alrededor del 96 por ciento del hidrógeno global se produce reformando metano, que produce dióxido de carbono como producto de desecho. Hidrógeno verde producido con este método de electrólisis, sin embargo, es una alternativa mucho más limpia.

Scheffer está ayudando a crear una fuente de hidrógeno verde para su uso en una planta de acero en Linz, Austria, como parte de un proyecto llamado H2FUTURE. El objetivo de este proyecto no es solo producir hidrógeno verde a partir de energía renovable, pero para ver si a su vez se puede utilizar para producir acero con una menor huella de carbono, apodado acero verde.

'La producción de acero es una de las industrias que dominan las emisiones de dióxido de carbono en el mundo, dijo Scheffer. 'El proceso de producción de acero aplicado en Linz utiliza cargas de carbón para la producción de acero, (por lo que hay) muchas emisiones de dióxido de carbono '.

Viable

El primer paso de este proyecto es probar si la tecnología es viable para uso comercial:el electrolizador está programado para comenzar a funcionar en la primavera de 2019. Con una capacidad de seis megavatios, la planta producirá aproximadamente 1, 200 metros cúbicos de hidrógeno verde por hora cuando esté en pleno funcionamiento.

Es cierto que es una pequeña prueba:el electrolizador reducirá solo una fracción de las emisiones de carbono en la planta. Pero este es solo un proyecto piloto, con diseños para ampliar esto para una mayor producción de hidrógeno en el futuro, utilizando un electrolizador que funciona a una capacidad de 100 megavatios.

Cerca de Colonia en Alemania, mientras tanto, bajo un proyecto llamado REFHYNE, ITM Power está desarrollando un electrolizador de diez megavatios que comenzará a operar en 2020. Se está instalando en la refinería de Renania, operado por Shell Deutschland Oils, que actualmente se basa en el reformado con vapor para producir hidrógeno.

Esta es la refinería más grande de Alemania, consumiendo alrededor de 180, 000 toneladas de hidrógeno al año. El nuevo electrolizador proporcionará una cantidad modesta de hidrógeno hacia este total, aproximadamente 1, 300 toneladas al año. Pero si la prueba tiene éxito, entonces la tecnología podría expandirse.

Aparte de producir hidrógeno, REFHYNE tiene otro propósito que ayuda a hacer un caso comercial para su uso. El electrolizador se puede encender o apagar muy rápidamente, lo que significa que puede proporcionar un servicio de equilibrio de la red para hacer frente a períodos de alta o baja demanda en la red eléctrica.

'Las (empresas) de servicios públicos deben equilibrar las energías renovables intermitentes con las plantas base, 'dijo el Dr. Frithjof Kublik, consultor senior de desarrollo empresarial en la refinería de Renania. 'El electrolizador tiene la ventaja de que se puede encender o apagar muy rápido, en unos segundos, y desde ese punto de vista se puede ofrecer un servicio de equilibrado de la red ”.

Los servicios de equilibrio de la red se benefician de la flexibilidad, por el cual 'la empresa de servicios públicos está dispuesta a pagar un precio, dijo Kublik.

También es algo que se está investigando en Dinamarca, donde un proyecto llamado HyBalance ha desarrollado una planta de demostración en Hobro que produce hidrógeno a partir de la electrólisis del agua cuando la cantidad de electricidad producida por las energías renovables supera la que necesita la red.

'El proyecto es realmente para probar cómo podemos usar la energía renovable de la red y transformarla en hidrógeno, que se puede utilizar en la industria o para aplicaciones energéticas, 'dijo Caroline Le Mer, Director de Hydrogen Energy Europe en Air Liquide, que coordina el proyecto.

Picos

La planta se inauguró en septiembre de 2018 y tendrá una duración de 15 años, utilizando el mismo proceso de electrólisis que H2FUTURE y REFHYNE para producir hidrógeno, que se conoce como electrólisis de membrana de intercambio de protones (PEM). Los electrolizadores más tradicionales se basan en la electrólisis alcalina, pero PEM es ventajoso ya que puede hacer frente a picos de oferta, como las de energías renovables como la eólica y la solar.

Eso es particularmente útil en Dinamarca, donde la energía eólica es abundante - en 2015, El 42% de su electricidad fue producida por energía eólica. En la planta de demostración de HyBalance, se utiliza para producir hidrógeno cuando los niveles de electricidad son bajos, como por la noche, o cuando los niveles de viento son altos.

El gas se vende a la industria o se utiliza para impulsar automóviles de hidrógeno, con el objetivo general de demostrar que el hidrógeno se puede producir en cantidades suficientemente grandes a través de energía renovable para ser útil para las industrias.

En una etapa posterior, el hidrógeno podría guardarse en cuevas de sal para uso futuro, una forma económica de almacenar grandes cantidades.