Producir hidrógeno con el excedente de la energía eólica

El año pasado la industria de la energía eólica de Reino Unido alcanzó un récord. Su capacidad de generación llegó a su nivel más alto conocido con 17,2 gigavatios el 18 de diciembre de 2020.

Además, la capacidad eólica registró su mayor margen en la producción de energía de Reino Unido cuando alcanzó el 60% el 26 de agosto.

Y sucede que, en ciertas ocasiones, los enormes generadores eólicos marinos bombean mucha más electricidad de la que el país necesita, como durante la primera cuarentena por el covid-19 del año pasado, cuando la demanda de electricidad disminuyó ante la suspensión de ciertas industrias. ¿Es posible aprovechar ese exceso de poder para otra cosa?

“Lo que pretendemos hacer es generar hidrógeno directamente a partir de esa energía eólica marina”, afirmó Stephen Matthews, líder de un proyecto sobre el tema en ERM, una consultora dedicada a la sustentabilidad en Reino Unido.

Su iniciativa, llamada Dolphyn, tiene como objetivo equipar turbinas eólicas flotantes con equipos para desalar el agua de mar y electrolizadores para dividir el agua dulce resultante en oxígeno y en hidrógeno. La idea de utilizar el exceso de energía eólica para producir este elemento despertó gran interés, sobre todo porque los gobiernos buscan avanzar hacia sistemas de energía más ecológicos en los próximos 30 años, siguiendo los términos del acuerdo climático de París.

Se prevé que el hidrógeno puede ser un componente importante en estos sistemas y se puede utilizar en vehículos o en plantas de energía. Matthews sostuvo que el proyecto de su empresa recién está en marcha, con un sistema prototipo que utilizará una turbina eólica flotante de aproximadamente 10 megavatios de capacidad.

Sin embargo, esta tecnología aún no fue construida. Es posible que el sistema se instale en las aguas de Escocia y el objetivo es comenzar a producir hidrógeno alrededor de 2024 o 2025.

Hay muchas otras empresas interesadas en este rubro además del proyecto Dolphyn. El fabricante de turbinas eólicas Siemens Gamesa y la empresa de energía Siemens Energy ya están invirtiendo alrededor de US$145 millones en el desarrollo de una turbina marina con un electrolizador incorporado.

Por su parte, la empresa energética alemana Tractebel está explorando la posibilidad de construir una planta de producción de hidrógeno en altamar a gran escala y Neptune Energy, también con sede en Reino Unido, busca convertir una plataforma petrolífera en una estación de producción de hidrógeno, que bombeará el elemento a los Países Bajos a través de tuberías que actualmente transportan gas natural.

Si bien este entusiasmo en torno a la energía eólica híbrida y los sistemas de generación de hidrógeno se debe en parte a compromisos climáticos, la economía también está involucrada. Los electrolizadores de hidrógeno a gran escala están cada vez más accesibles y los costos de instalación de turbinas eólicas cayeron “drásticamente”, explicó James Carton, profesor de energía sostenible en la Dublin City University.

Él y otros expertos creen que es el momento adecuado para iniciar la llamada electrólisis de hidrógeno a gran escala en el mar, aunque la idea viene de muchos años atrás. Oyster es otro proyecto más en esta área e involucra a un consorcio de empresas que incluye a la compañía energética danesa Orsted y a los especialistas británicos en electrolizadores ITM Power, entre otros.

En primera instancia, en esta iniciativa, una turbina eólica alimentará un electrolizador en tierra que producirá hidrógeno. El dispositivo estará expuesto a la niebla del mar para simular, hasta cierto punto, el duro entorno al que se enfrentan los equipos marinos.

ITM tiene la intención de diseñar un sistema lo suficientemente compacto como para funcionar con una sola turbina eólica. El director ejecutivo de esta empresa, Graham Cooley, señaló que es mucho más fácil almacenar moléculas como el hidrógeno que los electrones en las baterías.

“Todas las empresas de energía renovable se dieron cuenta de que tienen un nuevo producto disponible y ahora pueden suministrar moléculas renovables a la red de gas y a la industria”, agregó. El consorcio Oyster espera exponer su sistema en 18 meses.

Entre los muchos usos potenciales del hidrógeno se encuentra el combustible para calderas de gas en los hogares. También puede servir para convertir las redes de gas doméstico en las ciudades.

Eso significaría que el exceso de energía eólica podrá, en principio, utilizarse para abastecer esta demanda gigante y que muy poca se desperdiciaría, dijo Carton, y apuntó que podrán usarse las tuberías principales de gas de las ciudades. Para algunos, todo esto es muy emocionante, pero aún quedan obstáculos por superar.

Un portavoz del organismo de la industria de la energía eólica WindEurope aclaró que, si bien el hidrógeno renovable producido mediante electrólisis eólica es “garantía para el futuro”, se requiere una década más o menos de desarrollo tecnológico antes de que estos sistemas tengan un impacto significativo.

Jon Gluyas, director de geoenergía de Orsted, agregó que la verdadera pregunta es si es rentable instalar estos equipos a gran escala. Los defensores, como era de esperar, argumentan que sí, pero con los sistemas de energía todavía en desarrollo la verdadera prueba recién está por verse.

En última instancia, el profesor Gluyas comentó que se necesitará una combinación de diferentes tecnologías y enfoques para que países como Reino Unido sean libres de la producción de carbono. Para Carton, en cambio, esta oportunidad no deja de ser tentadora.

Las tecnologías que resuelvan el problema de la variabilidad del viento al aprovechar el exceso de energía para un buen uso podrán ser transformadoras, argumenta. “Cambiará la forma en que vemos las energías renovables”, concluyó.