La energía eólica en la producción de hidrógeno verde

El potencial de la energía eólica en Chile otorga diversas alternativas como fuente primaria para la producción de hidrógeno verde, y su aplicabilidad en el transporte, energía térmica, bombas de calor o electricidad.

Reporte Sostenible, 10 de febrero, 2020

Según datos aportados por la Asociación de Hidrógeno de Chile, H2 Chile, el potencial eólico en el país es de 37 GW entre diferentes fuentes existentes. Este tipo de energía, que transforma el viento en energía eléctrica, puede ser utilizada en tres componentes principales: una pila de combustible reversible, electricidad para dividir el agua en hidrógeno y oxígeno, y la misma célula que puede usar luego el hidrógeno para producir electricidad y calor.

 

En este último caso, se podrá usar el hidrógeno almacenado para alimentar, por ejemplo, una caldera catalítica que convierte el hidrógeno en energía térmica. Se trata de una cámara de combustión catalítica que puede hacer las veces de una caldera de condensación basada en un quemador de hidrógeno catalítico, es decir, por la variación en la velocidad de la reacción química del hidrógeno. Este quemador funciona con hidrógeno gaseoso, que se utiliza como combustible, y aire atmosférico. Se produce esta reacción catalítica, donde se combina el hidrógeno y el oxígeno y produce calor y agua en forma de vapor, con emisiones cero.

del gigante asiático para apostar por las tecnologías del hidrógeno. Lo anterior podría acelerar el desarrollo del sector de la misma forma que ocurrió con la industria fotovoltaica”.

Esquema de rutas de producción de hidrógeno renovable L. Gandia, «Renewable Hydrogen Technologies, Elsevier,» 2013. 

En este último caso, se podrá usar el hidrógeno almacenado para alimentar, por ejemplo, una caldera catalítica que convierte el hidrógeno en energía térmica. Se trata de una cámara de combustión catalítica que puede hacer las veces de una caldera de condensación basada en un quemador de hidrógeno catalítico, es decir, por la variación en la velocidad de la reacción química del hidrógeno. Este quemador funciona con hidrógeno gaseoso, que se utiliza como combustible, y aire atmosférico. Se produce esta reacción catalítica, donde se combina el hidrógeno y el oxígeno y produce calor y agua en forma de vapor, con emisiones cero.

 

Otra alternativa es el uso de bombas de calor alimentadas por medio de la celda PEM (Proton Exchange Membrane), en cuyo caso es relevante realizar una buena caracterización del medio para evaluar el óptimo de costo, que, sin embargo, se vuelve irrelevante o, al menos, secundario si el sistema actúa como backup en lugares domiciliarios claves, con acceso incierto a energía eléctrica.

 

También es posible considerar, que la electricidad generada se utiliza directamente para el consumo o puede volcarse a la red, mientras que el vapor de agua es aprovechado para producir agua caliente sanitaria y alimentar el sistema de calefacción. Este doble aprovechamiento permite conseguir una eficiencia energética cercana al 90%, muy superior a la que se obtiene por la combustión del gas directamente. Además, se evitan las pérdidas de energía eléctrica en el transporte.

Así funciona una auto eléctrico a base de Hidrógeno. Fuente : Volkswagen AG.

Respecto a la movilidad, la energía acumulada en hidrógeno verde proveniente de una fuente eólica, podrá ser utilizada para quemarla en un motor convencional de gas de un transporte, como camiones o barcos, por ejemplo, si queremos considerar una transición progresiva en el uso. Sin embargo, si podemos ser más directos, usaremos ese hidrógeno para producir electricidad y usarla en medios de transporte provistos de motores eléctricos, como un automóvil eléctrico, que dispone de una autonomía promedio de 600 km con 5,5 kilos de hidrógeno. Si consideramos un costo promedio de 6 a 10 dólares por cada kilo, podremos concluir que ese recorrido tendrá un costo de al menos 31 dólares, con beneficios de cero emisiones (sólo valor de agua), y carga del estanque de sólo 3 minutos. | RS