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Una central de conversión de electricidad en hidrógeno de Dinamarca supera el problema de la intermitencia de la energía renovable

En solo tres años de trabajo, el consorcio HyBalance ha construido satisfactoriamente una de las mayores centrales de hidrógeno basadas en la electrolisis del agua. El equipo ha demostrado el valor de la conversión de electricidad en hidrógeno para almacenar y transportar de manera eficiente el exceso de producción de la energía eólica, y lo ha hecho con un nuevo proceso más flexible.

Energía

La naturaleza intermitente de las energías eólica y solar implica que siempre habrá momentos en que estas fuentes produzcan más energía de la que necesitan los consumidores. La conversión de electricidad en hidrógeno parece ser una solución ideal para evitar que se desperdicie este excedente. La energía renovable se convierte en hidrógeno antes de utilizarse como tal o convertirse en gas de síntesis, metanol o amoníaco. La solución anterior se llama Power2Hydrogen o PtH2. Utiliza el hidrógeno directamente y se considera la solución de producción de hidrógeno más sostenible de la que se dispone en la actualidad. «Si la energía se obtiene de fuentes renovables, como las turbinas eólicas, el hidrógeno puede considerarse ecológico en contraposición con el hidrógeno producido a partir de combustibles fósiles. La conversión en hidrógeno hace que sea posible almacenar la energía renovable y proporcionarla a sectores como el de la industria y la movilidad», afirma Diederick Luijten, vicepresidente de energía del hidrógeno para el norte de Europa en Air Liquide y coordinador del proyecto HyBalance. Hace un tiempo que se conoce la tecnología, pero todavía debía probarse en toda la cadena de valor, a escala industrial y con un uso final multisectorial, lo cual se considera un prerrequisito para amortizar la inversión. Probarla era uno de los objetivos principales de HyBalance. El consorcio, formado por seis socios, se creó para construir una central de prueba de PtH2 en Dinamarca. La central fue inaugurada en septiembre de 2018 en Hobro, ubicación seleccionada por su proximidad a energía eólica, la red eléctrica de alta tensión, redes de gas e instalaciones de almacenamiento de gas. Esta central de 1,2 MW es una de las mayores centrales de hidrógeno basadas en la electrolisis de Europa.

Pruebas con la electrolisis de membrana de intercambio de protones

Al contrario que la mayoría de centrales de hidrógeno que utilizan la electrolisis alcalina —en la que el agua se divide en hidrógeno y oxígeno cuando la electricidad entra a través de dos electrodos— la central de Hobro utiliza la electrolisis de membrana de intercambio de protones (PEM). Esta funciona como una pila de combustible PEM con un proceso invertido, de manera que el producto final es hidrógeno en vez de electricidad. «El objetivo del proyecto es validar la tecnología de electrolisis PEM y su capacidad para equilibrar la red de manera flexible y dinámica. Esto incluye una disponibilidad elevada y un tiempo corto de incremento/cierre para la red. HyBalance es una de las primeras instalaciones de PtH2 de Europa que proporcionan servicios de equilibrio de red», señala Luijten. En definitiva, una central de electrolisis PEM puede adaptarse con rapidez a la cantidad variable de electricidad disponible en el mercado, lo que es fundamental para transformar y almacenar el exceso de energía procedente de las turbinas eólicas. Desde que empezó a funcionar, la central ha proporcionado hidrógeno a clientes de la industria y a estaciones de repostaje mediante tuberías y remolques. «La central de electrolisis PEM ha sido sometida a una serie de pruebas de rendimiento y puede producir 180 toneladas de hidrógeno cada año con un nivel de calidad elevado (≥ 99,998 %). Actualmente, el sistema está en consonancia con los objetivos de la Empresa Común Pilas de Combustible e Hidrógeno (EC FCH) de la Comisión Europea y produce hidrógeno con un consumo de energía de entre 55 y 58 kWh/kg de carga nominal», explica Luijten. En definitiva, el proyecto ha demostrado satisfactoriamente la capacidad del PtH2 para ayudar a descarbonizar nuestra economía. Para finales de 2019, HyBalance había proporcionado más de 76 toneladas de hidrógeno ecológico, llenado más de 150 remolques y acumulado 13 300 horas de tiempo operativo. Luijten confía en que la central contribuirá a acelerar la implantación de instalaciones de PtH2 en Europa. El equipo seguirá evaluando el rendimiento de sus pilas de combustible con regularidad, a la vez que se realizan pruebas de equilibrio para evaluar los posibles beneficios para cuando termine el proyecto en septiembre de 2020.

Palabras clave

HyBalance, conversión de electricidad en hidrógeno, electrolisis, Dinamarca, renovable, gas de síntesis, metanol, amoníaco, hidrógeno

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