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Green Industrial Hydrogen via Reversible High-Temperature Electrolysis

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Producción industrial y ecológica de hidrógeno para alimentar el futuro descarbonizado de Europa

Las fuentes de electricidad renovables no son siempre constantes, lo cual supone un obstáculo en el logro de una economía de bajas emisiones de carbono. El proyecto galardonado GrInHy desarrolló un prototipo que crea con mucha eficacia energía de hidrógeno de forma flexible y respetuosa con el medio ambiente, lo cual abre la puerta a un acero de emisiones ultrabajas.

Energía

Uno de los grandes retos sociales contemporáneos es la transición hacia una economía competitiva de bajas emisiones de carbono. Para lograr este objetivo antes de 2050, que es el plazo establecido por la Comisión Europea, todos los sectores económicos deberán abastecer buena parte de su consumo con electricidad producida por medios renovables. El problema radica en la intermitencia de las fuentes de energía renovables y en que no todos los sectores pueden electrificarse. La electrólisis a alta temperatura (HTE) es una de las tecnologías más prometedoras en este sentido, pues ofrece una fuente de energía de enorme flexibilidad y eficiencia. «El objetivo principal de GrInHy fue crear el electrolizador a alta temperatura (HTE) reversible de mayor tamaño del mundo, capaz de producir hidrógeno cuando hay disponible electricidad procedente de fuentes renovables y generar electricidad a partir de hidrógeno o gas natural cuando la energía renovable es más escasa», afirma el coordinador del proyecto GrInHy Simon Kroop de Salzgitter Mannesmann Forschung. «Todos los objetivos e hitos del proyecto se lograron sin apenas desviación», asevera Kroop. La tecnología desarrollada por Sunfire GmbH dio lugar al diseño, la fabricación y la instalación de un prototipo flexible y dinámico en una siderúrgica. El equipo de GrInHy demostró la posible producción de hidrógeno respetuoso con el medio ambiente mediante HTE para la propuesta de siderurgia hipocarbónica basada en el hidrógeno de Salzgitter AG a fin de reducir las emisiones totales en más de un 95 %, un porcentaje muy superior al logrado en los procesos de recocido modernos. Gracias a los logros del proyecto, GrInHy fue nominada en la categoría «Mejor Innovación de Proyecto de los Galardones de la Empresa Común Pilas de combustible e hidrógeno 2018». Reutilizar, reciclar y repetir El vapor se disocia en hidrógeno y oxígeno con mucha eficacia mediante la electrólisis a alta temperatura. Debido a que el insumo de energía (vapor) es en esencia calor residual, el sistema funciona con mucha más eficacia y sostenibilidad que mediante otras tecnologías convencionales. «El mayor beneficio en cuanto a eficiencia eléctrica es el uso directo de vapor industrial generado por calor residual a unos 150 °C, que se extrae de los procesos siderúrgicos. De esta forma se reduce la demanda de energía eléctrica en comparación con otras tecnologías de electrólisis y los costes energéticos operativos», afirma Kroop. Durante sus cerca de 10 000 horas en marcha, el prototipo funcionó en modo de electrólisis, pilas de combustible o en espera en caliente. «Más importante aún es el hecho de que el electrolizador empleó vapor industrial proveniente de procesos que generan calor residual para producir un hidrógeno que cumple con los requisitos de calidad de los procesos de recocido del acero de las siderúrgicas», explica Kroop. Un trabajo redondo «Sobre todo, me siento orgulloso del excepcional trabajo en equipo del consorcio europeo del proyecto. Nuestros ochos socios procedían de cinco países europeos distintos. En total colaboramos estrechamente con más de treinta expertos e investigadores de distintas profesiones para lograr un salto cuantitativo para la tecnología HTE que contribuye a la comercialización del producto», afirma Kroop. El equipo de GrInHy evaluó la estructura de costes de la tecnología, las posibles fórmulas de comercialización y su desempeño medioambiental en estudios paralelos. También se dio a conocer con profusión en congresos científicos, ferias de muestras internacionales y talleres tecnológicos dedicados al hidrógeno. El proyecto oficial concluyó en febrero de 2019, pero el prototipo seguirá operativo hasta mediados de 2020, cuando se sustituirá por su sucesor. El proyecto GrInHy2.0 puesto en marcha en enero de este año, aprovechará todos los resultados y experiencia para aumentar la capacidad nominal del electrolizador, una producción cinco veces mayor que la del prototipo de GrInHy anterior. «Hemos demostrado que el HTE funciona en un entorno industrial y ahora procederemos a su ampliación. Para aprovechar todo el potencial del hidrógeno respetuoso con el medio ambiente en distintas industrias, es necesario contar con un marco jurídico favorable al empleo comercial de este tipo de hidrógeno», concluye Kroop.

Palabras clave

GrInHy, energía, hidrógeno, renovable, bajas emisiones de carbono, eficaz, siderurgia, flexible

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