El camino del hidrógeno verde

El hidrógeno es el elemento que hallamos con más frecuencia en nuestro universo. Se encuentra a nuestro alrededor y se puede usar como un recurso energético neutro para el clima. La ligera molécula de H2 podría convertirse así en la clave para una revolucionaria reconversión energética. Sin embargo, esto solo tendrá éxito si se trata del llamado hidrógeno "verde".

La tendencia a abandonar los combustibles fósiles y a adoptar formas renovables de producción y acumulación de energía continúa. La población mundial crece constantemente y requiere cada vez más energía, especialmente en el curso de la actual urbanización y digitalización de nuestras vidas.

La conciencia medioambiental de los consumidores y las empresas también ha cambiado: hoy en día, cada vez más personas se preocupan por los efectos del cambio climático y expresan su deseo de contar con alternativas de suministro de energía neutras para el clima. En este contexto, a menudo se hace referencia al "hidrógeno verde". Se dice que es respetuoso con el medio ambiente y una clave para el éxito de la reconversión energética: ¿pero qué hace que el hidrógeno sea "verde"?

El hidrógeno es ensalzado por muchos como el recurso energético del futuro.

Hidrógeno verde como acumulador de energía

El prerrequisito para el hidrógeno verde es su producción mediante el uso de electricidad de fuentes sostenibles. Para asegurar un suministro constante y fiable de electricidad de fuentes de energía verdes, el excedente de electricidad de las centrales eólicas y las plantas solar se debe almacenar para su uso posterior.

La electricidad de fuentes verdes se utiliza para la electrólisis del agua para separar las moléculas de agua y obtener hidrógeno. Este hidrógeno se puede a su vez utilizar como acumulador de energía, almacenar en depósitos o incluso en cuevas subterráneas y transportar a través de tuberías, camiones o buques cisterna. Gracias a la tecnología del hidrógeno, las plantas energéticas verdes se pueden utilizar independientemente de las condiciones medioambientales y, por lo tanto, son más fiables. La tecnología del hidrógeno ofrece a las plantas de energía renovable la posibilidad de almacenar el excedente de energía producida en condiciones meteorológicas favorables. Por lo tanto, las energías renovables y la tecnología del hidrógeno verde se benefician mutuamente.

La moderna tecnología del hidrógeno puede así contribuir de manera significativa al éxito de la reconversión energética. Pero, ¿cómo funciona exactamente la electrólisis del agua y cómo puede almacenarse la energía en forma de hidrógeno para que luego pueda ser liberada y alimentada a la red eléctrica?

Con la ayuda del hidrógeno como medio de acumulador de energía, las plantas de energía renovable, como los parques eólicos, pueden garantizar un suministro constante de energía.

La electrólisis del agua: así funciona

En una planta de electrólisis del agua, la electricidad pasa a través del agua, iniciando así la división de las moléculas de agua en sus dos componentes: agua y oxígeno. El oxígeno se acumula en el polo positivo, sube y se escapa a la atmósfera. El hidrógeno se acumula en el polo negativo, desde donde se puede capturar y almacenar. La energía almacenada del proceso de electrólisis del agua, que ahora se encuentra en las moléculas de hidrógeno, se puede liberar de nuevo mediante la reacción inversa del hidrógeno con el oxígeno. La energía se necesita, por ejemplo, en la producción de metanol a partir de las emisiones de las acerías para la industria química.

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Cuando el agua se abastece con corriente eléctrica, las moléculas de agua se separan y se disponen, en función del componente, en el ánodo o cátodo.

Carbon2Chem - Electrólisis del agua a escala industrial

Dado que las fuentes verdes, como el sol y el viento, no producen continuamente energía con la misma intensidad, es necesario disponer de un almacenamiento eficaz para el suministro de electricidad verde. El excedente generado en momentos favorables se puede almacenar usando hidrógeno, haciendo que la electricidad de fuentes renovables esté disponible en todo momento y sin contaminar la atmósfera con CO2.

Gracias a la electrólisis del agua, thyssenkrupp también va por buen camino para lograr un bajo balance de emisiones de CO2. Con el nombre Carbon2Chem, los expertos de thyssenkrupp en Duisburg trabajan en la moderna tecnología del hidrógeno y en el "reciclado" de los gases residuales que se desprenden de la producción de acero para convertirlos en valiosas materias primas químicas. La tecnología del hidrógeno puede utilizarse para producir materiales de partida para diversos sectores de la industria.

En la planta piloto de Carbon2Chem en Duisburg, los gases metalúrgicos se procesan en los denominados gases de síntesis con la ayuda de hidrógeno. Estos gases de síntesis son valiosas materias primas químicas que sirven como precursores para la producción de metanol, amoniaco o polímeros, todas ellas sustancias que a su vez pueden utilizarse para producir combustible, fertilizantes o plástico. El resultado es que el CO2 no se expulsa a la atmósfera, ni en la producción del acero ni en los procesos químicos, sino que se convierte en algo valioso.

Desde las botellas de champú hasta las ruedas dentadas de plástico duro: el plástico es omnipresente y hasta ahora se ha producido a partir de aceite mineral o petróleo. En este contexto, el hidrógeno sería una alternativa más respetuosa con el clima para la industria química.

Cómo consigue el hidrógeno que la industria química sea un poco más verde

Los expertos de thyssenkrupp Uhde Chlorine Engineers han perfeccionado el proceso de electrólisis alcalina para que también sea adecuado para las fuentes de energía fluctuantes de las fuentes verdes. Este es un importante paso de desarrollo porque las plantas convencionales de electrólisis alcalina requieren un suministro de energía constante las 24 horas del día.

La innovadora planta alcanza eficiencias de hasta el 80%. Esto significa simplemente que el 80% de la energía suministrada durante la electrólisis se puede convertir en hidrógeno. Así pues, la planta está diseñada para una producción de hidrógeno importante y particularmente eficiente. A esto se le añade el diseño modular de la planta, que facilita cualquier tipo de ampliación en comparación con las plantas tradicionales.

El Dr. Lukas Lüke de thyssenkrupp Uhde Chlorine Engineers nos ofrece una visión de la innovadora planta que se puede usar para explotar el potencial del hidrógeno de una nueva manera:

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Condiciones para una reconversión energética de éxito

Basándose en el Acuerdo de París sobre el clima de 2015, thyssenkrupp se ha fijado el objetivo de reducir sus propias emisiones en un 30% para el año 2030 y conseguir la neutralidad climática para 2050. Para lograrlo, nos proponemos reducir las emisiones o alcanzar la neutralidad climática en nuestra producción, consumo de energía y ciclo de vida de nuestros productos. La iniciativa Science Based Initiative (SBTi) ha clasificado estos objetivos climáticos de thyssenkrupp como basados en la ciencia y viables. Esto nos convierte en una de las diez únicas empresas alemanas cuyos objetivos climáticos han sido confirmados científicamente por SBTi.

Pero para lograr la neutralidad climática, no solo en nuestra empresa sino en toda Alemania, necesitamos muchas más fuentes de energía renovable. Sin embargo, la capacidad en este momento de energía verde en Alemania no es suficiente para satisfacer la demanda actual y futura. Por ejemplo, solo el funcionamiento de nuestra fábrica de acero en Duisburg requeriría actualmente todas las energías renovables disponibles en Alemania durante 12 meses. Por lo tanto, también se necesitan reglamentos políticos para promover las fuentes de energía renovable y hacer que el cambio a cadenas de producción neutras para el clima resulte atractivo para más empresas. Por ejemplo, sería posible producir hidrógeno en las regiones soleadas del mundo y traerlo a Europa en un buque cisterna. Las primeras iniciativas en este sentido ya están en marcha.

Así que todavía hay mucho espacio para el desarrollo de la economía del hidrógeno y una gran necesidad de fuentes de energía renovable a día de hoy, pero sobre todo en el futuro. Es por eso que en thyssenkrupp estamos trabajando para desarrollar continuamente nuestras tecnologías.