Energética XXI. Marzo 2021

HIDRÓGENO La apuesta por los electrolizadores poliméricos y el hidrógeno como vector energético El hidrógeno es bien conocido desde hace siglos. Su uso en la industria (en áreas como refino o en la producción de metanol) se aplica desde hace décadas. Este hidrógeno de “gran consumo” se obtiene, en un 95%, de un proceso que se denomina reformado mediante vapor de agua, y procede en su mayoría de hidrocarburos como el gas natural u otros combustibles fósiles. Tiene un precio en mercado que oscila entre 1,0-2,5 € por kilogramo, dependiendo de factores tales como la geografía o el consumo, ya que su coste de producción está ligado a las fluctuaciones típicas del gas natural. FELIPE BENJUMEA PRESIDENTE DE H2B2 P or otra parte, el hidrógeno pro- ducido a través de la ruptura de la molécula de agua en oxígeno e hidrógeno mediante energía eléctrica, proceso conocido como electrólisis, puede alcanzar los 6-10 € por kilogramo debido, entre otros, al alto coste de la energía eléc- trica que se emplea para su producción. Sin embargo, la disrupción de las energías renovables en la producción de hidrógeno a través de este método alivia el cisma de precios y competitividad. Según cálculos de la AIE y McKinsey, España podría pro- ducir hidrógeno electrolítico alimentado por energía fotovoltaica o eólica antes de 30 años a un coste en el entorno de 1 € / kilogramo. El aumento de la capacidad instalada de las energías renovables (hasta 59 GW en los próximos 10 años, según el PNIEC) permitirá esta reducción tan nota- ble del coste del hidrógeno, al abaratar el precio del kWh eléctrico producido. Una vez comprendemos la dimensión, alcance y necesidad de introducir las ener- gías renovables en la ecuación de produc- ción de hidrógeno a través de la electrólisis (sin perder de vista la tan necesaria descar- bonización, el Geen Deal o la recuperación económica tras el Covid-19), se despliegan ante nosotros diferentes opciones para su producción. ¿Por qué en H2B2, empresa tecnológica que opera en toda la cadena de producción del hidrógeno, hemos de- cidido centrarnos en la tecnología polimé- rica o PEM? Este tipo de electrolizadores son ideales para aplicaciones donde la unidad puede ser utilizada para producir hidrógeno des- de una fuente de energía renovable, dadas sus características dinámicas de operación. Esto no solo permite una producción limpia del hidrógeno, sino que también abre una puerta al uso del hidrógeno verde como vector energético para la gestión y alma- cenamiento de la energía. En comparación con los electrolizadores alcalinos, se trata de una tecnología más reciente, que despierta cada vez un mayor interés debido a sus nu- merosas virtudes. Su alta eficiencia, la ca- pacidad de trabajar a elevadas densidades de corriente o el diseño del stack más com- pacto (muy útiles a escalas industriales) son solo algunas de sus ventajas competitivas. ¿De qué elementos se compone este tipo de electrolizadores? Fundamentalmente, de cinco bloques: planta de tratamiento de agua, sistema de acondicionamiento de po- tencia, stack, sistema de purificación de hi- drógeno, y sistema de control y seguridad. • La planta de tratamiento de agua es la encargada de garantizar la adecuada pureza del agua de entrada (general- mente, agua corriente), antes de ser ‘disociada’ en el stack. • El sistema de adecuación de la poten- cia eléctrica es el que convierte la co- rriente alterna (AC), que usualmente tenemos en la entrada del electroliza- dor, en corriente continua (CC), que es la que emplea el stack. • A nivel técnico y aplicados a estas es- calas, los stacks son unos apilamien- tos de celdas en los que se intercalan membranas y placas que dan lugar al proceso electrolítico. Las placas distribu- yen el agua a cada membrana, y en la membrana se lleva a cabo la ruptura de la molécula de agua. También son las encargadas de recoger las moléculas re- sultantes y sacarlas fuera del stack. • Para aumentar la pureza del hidrógeno intervienen los separadores, que retiran la mayor parte del agua de la corriente de hidrógeno (y optimizan el consumo de agua); a continuación, un secador, que retira la humedad sobrante del hi- drógeno producido; y, por último, un sistema de purificación que retira las trazas de oxígeno que pudiese haber. • Finalmente, el sistema de control y se- guridad hace que todo el proceso fun- cione adecuadamente, coordinando los subsistemas de refrigeración, bom- bas de recirculación, etc. La apuesta de H2B2, lanzada hace 5 años en España y EEUU, se basa en la elec- trólisis polimérica, como pieza clave para la producción de hidrógeno renovable o verde, y así posibilitar la descarbonización de los sectores de la energía, el transporte, residencial e industrial 66 energética XXI · 204 · MAR 21