La fábrica de hidrógeno del futuro. Crédito:Fraunhofer IFF
El hidrógeno es indispensable para realizar una transición exitosa a las energías renovables y cumplir los objetivos climáticos. Es el bloque de construcción esencial del acoplamiento sectorial. Si bien proporciona una opción ecológica para satisfacer la demanda de electricidad de la industria, calor y transporte, esta versátil fuente de energía solo es ecológica cuando se obtiene a partir de energías renovables. El Instituto Fraunhofer para la Operación y Automatización de Fábricas IFF tiene un IFF impulsado por la demanda, repartido, solución modular que produce y distribuye hidrógeno verde.
La única forma de contener el calentamiento global es recortar las emisiones de gases de efecto invernadero a escala global. Las tecnologías Power-to-X se consideran un medio prometedor para este fin:la electricidad procedente de energías renovables se convierte en hidrógeno para alimentar vehículos de pila de combustible, por ejemplo. Los investigadores de Fraunhofer IFF en Magdeburg están dando un paso más. Están estableciendo un diseño para la producción y distribución distribuida y modular de hidrógeno verde para la industria, negocios y transporte a lo largo de la cadena de valor con su fábrica de hidrógeno del futuro. "La electricidad procedente del sol y el viento se utiliza para dividir el agua en hidrógeno y oxígeno en un proceso llamado electrólisis. El hidrógeno se almacena y las pilas de combustible de los vehículos pueden convertirlo en electricidad que los impulsa. Principalmente tenemos flotas de vehículos con furgonetas y carretillas elevadoras que operan en parques industriales y empresariales en mente aquí, "dice el Dr. Torsten Birth, un científico investigador en Fraunhofer IFF. "Además, queremos suministrar electricidad, gas y calor para industria. El hidrógeno producido durante la electrólisis se puede inyectar en la red de gas, utilizado como combustible, convertido en metano o metanol, y puesto a disposición como materia prima industrial ".
Acoplamiento de la producción de hidrógeno en una planta de biogás
Los científicos de investigación están desarrollando subcomponentes expandibles modularmente que pueden interconectarse e integrarse en parques comerciales e industriales. lo que les permitirá implementar el diseño de su fábrica de hidrógeno. Se utilizan procesos electroquímicos o bioquímicos para producir hidrógeno, dependiendo de las condiciones del sitio. "No es posible construir plantas eólicas y fotovoltaicas en todas partes. Estamos optando por soluciones específicas del sitio y utilizando plantas de biogás para la producción siempre que sea posible. Los planes para una planta piloto cerca de Gommern en Sajonia-Anhalt están en la mesa de dibujo. El resultado es siempre hidrógeno verde, "explica el ingeniero Birth.
Fraunhofer IFF está trabajando junto con MicroPro GmbH y Streicher Anlagenbau GmbH &Co. KG en el proyecto HyPerFerMent I para producir hidrógeno renovable a partir de biomasa. Están empleando un proceso de fermentación microbiana especial similar a la producción de biogás para producir hidrógeno directamente a partir de desechos orgánicos. Los metabolitos de ciertas bacterias producen una mezcla de gases que contiene CO 2 y cincuenta por ciento H 2 , que se puede purificar fácilmente separando posteriormente el CO 2 . "La producción fermentativa de hidrógeno verde desempeñará un papel importante en la producción distribuida de este portador de energía en el futuro, "dice Nacimiento.
Una estación de servicio móvil de hidrógeno para parques industriales y comerciales
Los investigadores de Fraunhofer tienen la intención de producir hidrógeno en plantas de biogás, también. Crédito:Fraunhofer IFF
Los investigadores de Fraunhofer IFF se han asociado con Anleg GmbH para construir uno de los subcomponentes mencionados anteriormente, el Mobile Modular H 2 Puerto (MMH 2 PAG), una estación de servicio de hidrógeno portátil para viajes cortos de hasta 200 kilómetros. Los sistemas de presión expandibles con compresores en un remolque se pueden rellenar y también pueden dispensar hidrógeno. El Ministerio Federal de Educación e Investigación de Alemania (BMBF) está financiando el proyecto.
Desinfectar con ozono
Dado que la producción de hidrógeno sistémicamente integrada es importante para los investigadores, no solo utilizarán el hidrógeno producido durante la electrólisis, sino también el oxígeno, para procesos de soldadura o para la ozonización en plantas de tratamiento de aguas residuales, por ejemplo. Microcontaminantes molestos como productos farmacéuticos, los pesticidas y cosméticos pueden eliminarse de las aguas residuales cuando se introduce ozono. Otro escenario de uso prevé el uso del oxígeno en la agricultura para desulfurar plantas de biogás.
El equipo de investigación adquirió experiencia para la implementación de su fábrica de hidrógeno en los proyectos Energieregion Stassfurt 2020 y Energieregion Ostharz. En estos proyectos se implementó un plan energético regional para cambiar el suministro de energía en diferentes sectores (energía, gas, calor, y transporte) de los combustibles fósiles a las energías renovables producidas regionalmente y se desarrollaron sistemas de acoplamiento del sector renovable.
