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Alemania y Canadá están construyendo divisores de agua para almacenar energía
Alemania, que ha llegado a depender en gran medida de la energía eólica y solar en los últimos años, está lanzando más de 20 proyectos de demostración que involucran el almacenamiento de energía mediante la división del agua en gas hidrógeno y oxígeno. Los proyectos podrían ayudar a establecer si la electrólisis, como se conoce a la tecnología, podría abordar uno de los mayores desafíos inminentes para las energías renovables: su intermitencia.
Energía de gas : Un sistema de electrólisis de Hydrogenics en Falkenhagen, Alemania, puede absorber dos megavatios de exceso de energía renovable y almacenarlos en forma de hidrógeno.
Los proyectos de electrolizadores en construcción en Alemania generalmente consisten en unos pocos edificios, cada uno del tamaño de un contenedor de envío, que consumen el exceso de energía renovable en los días soleados y ventosos al convertirla en una corriente eléctrica que alimenta la reacción de división del agua. El hidrógeno resultante se puede bombear luego a la infraestructura de almacenamiento y distribución que ya se usa para el gas natural y, finalmente, se puede volver a convertir en electricidad a través de la combustión o las celdas de combustible. También se puede usar para una variedad de otros propósitos, como alimentar vehículos de gas natural, calentar hogares y hacer fertilizantes.
Alemania no es el único país que invierte en almacenamiento de energía de hidrógeno. Canadá también se está sumando a la acción, con una importante instalación de demostración planificada para Ontario.
La electrólisis tiene ventajas sobre otras opciones de almacenamiento de energía. Se puede implementar en casi cualquier lugar, puede almacenar grandes cantidades de energía y el hidrógeno se puede usar para reemplazar los combustibles fósiles no solo en la producción de electricidad sino también en la industria y el transporte, que generan muchas más emisiones de carbono.
Aun así, durante mucho tiempo se ha considerado una forma relativamente pésima de almacenar energía debido a su baja eficiencia: se pierde alrededor del 65 por ciento de la energía en la electricidad original. Pero las mejoras en la tecnología están reduciendo costos, y el uso a gran escala de energía renovable está creando nuevas necesidades de almacenamiento, lo que hace que la electrólisis sea una opción práctica en un número creciente de lugares.
Corriente cortada : Este nuevo electrolizador del tamaño de una mini-nevera de Hydrogenics puede producir tanto hidrógeno como 12 convencionales.
A principios de este año, Siemens inició en Mainz, Alemania, lo que dice será el electrolizador de membrana de intercambio de protones (PEM) más grande del mundo. Mientras que otros electrolizadores están diseñados para funcionar con niveles de energía constantes, el sistema PEM funciona bien incluso con cantidades de energía eólica y solar que cambian rápidamente. Cuando se inaugure el próximo año, tendrá capacidad para producir 650.000 kilogramos de hidrógeno al año, el equivalente energético a 650.000 galones de gasolina. (Sin embargo, como planta de demostración, probablemente no funcionará continuamente).
Hydrogenics, que ha suministrado electrolizadores para muchos de los proyectos más importantes de Alemania, está diseñando un sistema de 40 megavatios que producirá el equivalente a 4,3 millones de galones de gasolina al año. La compañía desarrolló recientemente un electrolizador PEM que es menos de una décima parte del tamaño de sus alcalinos convencionales. El tamaño pequeño, además de facilitar la ubicación de los electrolizadores, puede ayudar a reducir los costos.
Los costos también están disminuyendo porque el exceso de energía eólica y solar crea un exceso de energía en la red. Debido a que la energía debe usarse tan pronto como se genera para mantener estable la red, los precios a veces se reducen a cero para que se puedan encontrar compradores. La electricidad barata hace que la electrólisis sea mucho más competitiva.
La electrólisis sigue siendo más costosa que producir hidrógeno a partir de gas natural, al menos en los Estados Unidos, donde el gas natural es barato. Pero puede competir con opciones de almacenamiento como las baterías, dice Kevin Harrison, ingeniero senior del Laboratorio Nacional de Energía Renovable en Golden, Colorado. También es más versátil que la forma más económica de almacenar energía: bombear agua cuesta arriba y luego dejarla bajar para impulsar una turbina. Ese enfoque está severamente limitado por la geografía, pero, dice, puede colocar un electrolizador en casi cualquier lugar.