Las 4 tecnologías que debes conocer si quieres integrar el hidrógeno verde como mecanismo de flexibilidad de la red

Las energías renovables no son suficientes para asegurar una descarbonización completa de la industria. Estas pueden actuar en el sector eléctrico cuando hay viento o sol pero, ¿quién entra en juego cuando estas condiciones no se dan? 

En este caso es necesario un sistema de almacenamiento, de gestión de la energía, más allá de las baterías y, en este contexto, el hidrógeno verde juega un papel relevante. 

Las tecnologías del hidrógeno pueden ayudar a aportar mecanismos de flexibilidad a la red eléctrica, una necesidad cada vez más acuciante por la electrificación de ciertos sectores y el aumento de la penetración de generación renovable en el sistema. Si estas tecnologías se implementan de forma adecuada pueden lograrse reducir los costes de la energía, emisiones contaminantes y aportar seguridad al suministro.

¿Qué es el hidrógeno verde y cómo se obtiene?

El hidrógeno es el elemento químico más abundante del planeta y lo encontramos en el agua y en la materia orgánica. El impulso de las energías renovables nos permiten generar hidrógeno a partir de fuentes de energía limpias, el denominado hidrógeno verde. Es por ello que para generarlo solo se necesita agua y electricidad proveniente de fuentes renovables a través de un proceso conocido como electrólisis o mediante procesos de transformación de materia orgánica. 

El hidrógeno como fuente de almacenamiento

Existen diversas formas de almacenar hidrógeno pero la más utilizada actualmente son los tanques a alta presión de entre 350 a 700 bares. Su uso es seguro gracias a los avances de los últimos años en tecnología de materiales y permite almacenar grandes cantidades de energía durante largos periodos de tiempo y, por tanto, gestionar la red eléctrica. 

Otra forma de hacerlo es enfriando el gas con un sistema de refrigeración criogénica, aunque este sistema plantea ciertos problemas porque, aparte de necesitar un tanque para almacenar el hidrógeno, también es preciso disponer de sistemas que enfríen continuamente el tanque para evitar pérdidas. Para gran escala es posible almacenar el hidrógeno en minas de sal o antiguos yacimientos de gas natural. Pros:

• La energía resultante es limpia.
• El hidrógeno tiene una gran densidad de energía por peso.
• Fácil almacenaje en largos periodos de tiempo.

Contras:

• Posible falta de eficiencia por doble conversión: es necesario convertir la energía eléctrica en hidrógeno a través de un electrolizador y después usar una pila de combustible para convertirla en electricidad.
• Es necesario un conocimiento técnico para realizar el almacenaje.

Power to gas

El concepto power to gas se refiere a la conversión de la electricidad en energía térmica en forma de gas. Este gas puede ser hidrogeno o gas natural sintético, que, gracias a su transformación a partir de hidrogeno, puede ser almacenado e introducido en la red gasista cuando se precise. 

Las aplicaciones que podemos encontrar hoy en el mercado son las turbinas de gas natural para ciclos combinados, sistemas de cogeneración y el sector coupling, que consiste en interconectar la red eléctrica y la red de gas. Actualmente, se calcula que existe un 5% de hidrógeno en la red de gas y se prevé que pueda llegar hasta un 20%. Pros:

• Las turbinas de gas natural funcionan al 100%.

Contras:

• Cambiar toda la red de gas no es una tarea ni fácil ni barata.

Calentadores a base de hidrógeno

Se trata de buscar nuevos caminos para reemplazar el gas natural por hidrógeno. Las viviendas podrían recibir hidrógeno a través de las tuberías de gas existentes y podríamos calentar nuestra casa con las calderas a base de este combustible verde. Pros:

• Es una tecnología que todo el mundo conocemos.
• No hay problemas de escapes nocivos dentro de casa.

Contras:

• Cambiar toda la red de calderas conlleva tiempo e inversión.
• Es necesario tener un conocimiento técnico para su uso.

Pilas de combustible

Una pila de combustible es un dispositivo electroquímico que transforma de forma directa la energía química en eléctrica. Parte de un combustible (generalmente hidrógeno) y de un comburente (en muchos casos oxígeno) para producir agua, electricidad en forma de corriente continua y calor. Pros:

• El sistema de recargado es más rápido que el de las baterías.
• Es mucho más eficiente que los sistemas que funcionan con combustibles tradicionales.

Contra:

• Eficiencia más baja respecto a las baterías.
• Vida útil más corta que las baterías.

¿Necesitas saber cuál es la mejor tecnología que se adapte a tus necesidades? Contacta con nosotros.