Equilibrio del hidrógeno en la energía marina

El proyecto Sealhyfe ha demostrado que los desafíos en el mar se pueden superar. Imagen cortesía de Lhyfe

La intermitencia de la energía eólica marina es al mismo tiempo un desafío y una oportunidad para la producción de hidrógeno verde.

Habrá una nueva generación de plataformas que ocuparán espacio en los parques eólicos marinos, ya que la producción de hidrógeno se utiliza para ayudar a equilibrar la oferta y la demanda de energía. El hidrógeno verde podría producirse en parques eólicos fuera de la red, pero, si se conecta a la red, también puede producirse en horas punta haciendo funcionar electrolizadores y luego almacenarse para más adelante.

“Aquí, el hidrógeno verde tiene un papel importante que desempeñar, ya que puede funcionar a una escala diferente a la de las baterías para equilibrar las fluctuaciones en la oferta y la demanda de producción de energía renovable”, afirma Synne Myhre Jensen , asesora de asuntos públicos de la empresa noruega de hidrógeno Hystar . Como parte del proyecto HyPilot, el colaborador Equinor planea demostrar el electrolizador PEM de alta eficiencia de Hystar para la producción de hidrógeno adaptado a la salida variable que se encuentra típicamente en las aplicaciones eólicas marinas.

El hidrógeno verde se podría producir en parques eólicos fuera de la red, pero también se puede producir en horas pico haciendo funcionar electrolizadores y luego almacenarlo para más adelante en los casos en que el parque eólico esté conectado a la red.
Imagen cortesía de SwitcH2

Los electrolizadores PEM pueden aumentar y disminuir rápidamente su potencia para hacer frente a las fluctuaciones de potencia, aunque los arranques y paradas frecuentes podrían provocar la degradación de los componentes, pero el proyecto Sealhyfe ya ha demostrado que los desafíos se pueden superar en el mar. Lhyfe realizó una prueba de 14 meses de un electrolizador PEM de 1 MW de Plug que confirmó la capacidad del sistema para gestionar la variabilidad de la potencia experimentada, incluso a la máxima capacidad de producción. El rendimiento alcanzado fue tan alto como en tierra. Lhyfe pretende tener un sistema de 10 MW en funcionamiento a partir de 2026.
En otro proyecto, SwitcH2 y BW Offshore, junto con sus socios Strohm, MARIN y TU Delft, están desarrollando un FPSO de amoníaco verde en alta mar capaz de producir 790 toneladas de amoníaco verde por día en su punto máximo utilizando una planta electrolizadora de 300 MW.

El FPSO utilizará energía eólica y de las olas, convertida en corriente continua a bordo, para alimentar electrolizadores PEM.

“El sistema de generación y distribución de energía del barco es capaz de producir la energía necesaria para mantener los electrolizadores en funcionamiento en todo momento, porque podemos añadir energía del sistema de generación de energía del barco además de la energía renovable”, afirma Bob Rietveldt, director internacional de SwitH2 . “De esta manera evitamos cualquier parada de la planta y siempre podemos generar las cargas esenciales necesarias para seguir operando, incluso en los días en que no hay viento”.

Según él, es lógico y más económico tener una plataforma centralizada para los electrolizadores. “En el caso de un despliegue descentralizado en turbinas eólicas individuales, significaría que habría momentos en que no se podría producir nada si no se puede almacenar la energía, y sería difícil volver a poner en marcha y, muy probablemente, se necesitaría almacenamiento de hidrógeno o energía de la batería en la turbina para superar la situación, lo que lo haría muy costoso. Los electrolizadores centralizados siempre permanecerán operativos, ya que podemos suministrar energía adicional desde el sistema del barco cuando sea necesario”.

SwitH2 cree que es lógico y más económico tener una plataforma centralizada para los electrolizadores.
Imagen cortesía de Swith2

Según él, la combinación de energía solar y eólica marina tiene mucho sentido. “La combinación de energía eólica, mareomotriz y solar es más estable, pero aun así puede haber días en los que se necesite energía de respaldo. El almacenamiento de energía en forma de amoníaco líquido producido en nuestro FPSO es la forma más fácil y económica de hacerlo, y es fácil de almacenar dentro del FPSO. El almacenamiento de hidrógeno o el almacenamiento en baterías son más difíciles y no son la solución más óptima”.

Según los participantes en la iniciativa HYScale, financiada por la UE, la tecnología de electrolizadores de membrana de intercambio aniónico (AEM) , un desarrollo de PEM que utiliza materias primas no críticas, también podría ofrecer una solución escalable y económica. La tecnología específica, desarrollada por CENmat, puede funcionar de forma estable a densidades de corriente más altas, afirma el director general, el Dr. Schwan Hosseiny, y esto significa que la planta puede ser más compacta. “Los requisitos de espacio reducidos son importantes porque la instalación de electrólisis proyectada de 4 a 5 teravatios para 2050 requeriría un espacio enorme si los electrolizadores funcionaran a densidades de corriente bajas”.