Cómo la energía eólica marina-hidrógeno podría ayudar a satisfacer la demanda de energía limpia en Europa
La energía eólica marina-hidrógeno y su contribución a la energía limpia en Europa
El hidrógeno está siendo aclamado como, si no una bala de plata, al menos un componente crucial para descarbonizar las fuentes de energía del mundo. Y no es de extrañar, ya que cuando se quema, el hidrógeno produce cero emisiones de gases de efecto invernadero. Sin embargo, la transición hacia una economía de hidrógeno renovable debe superar primero una lista no insignificante de desafíos.
El llamado hidrógeno verde, producido mediante la electrólisis del agua utilizando energía renovable, representa actualmente solo alrededor del 1% de la producción mundial. También es aproximadamente tres veces más caro que su contraparte gris, producida a partir de fuentes de combustibles fósiles.
Una de las piezas principales del rompecabezas para escalar el hidrógeno verde es el acceso a vastas cantidades de energía renovable y agua. Ahí es donde entra en juego la conversión total de energía eólica en hidrógeno en alta mar, donde los aerogeneradores flotantes de alta capacidad se conectan a electrolizadores que utilizan agua de mar.
“Lo que es complejo y costoso en la implementación de un sitio de parque eólico marino es en realidad convertir la energía en el mar y llevarla por un cable a tierra”, dice Stéphane Le Berre, gerente de proyectos marinos de Lhyfe, productor de hidrógeno renovable, a TNW, agregando que para los últimos proyectos a gran escala, esta parte sola asciende a miles de millones de euros.
“Una solución para los desarrolladores de parques eólicos marinos para suprimir la necesidad de costosas subestaciones eléctricas y cables es reemplazarlos con una planta de producción de hidrógeno, que convierte la electricidad en hidrógeno”, afirma Le Berre. El hidrógeno luego puede ser transportado a través de un oleoducto, que ya está disponible en abundancia en el Mar del Norte, gracias a la industria del petróleo y el gas.
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Apuntando al estatus de unicornio verde (hidrógeno)
Fundada en 2017 por Matthieu Guesné con seis personas, hoy Lhyfe, con sede en Nantes, emplea a 200 personas y está presente en 16 países. Ha atraído alrededor de 80 millones de euros en financiamiento y dice que su misión es convertirse en un “unicornio verde”. En lugar de medir su estatus en términos de valoración, espera alcanzar mil millones de toneladas de emisiones de CO2 evitadas. El sitio en tierra de Lhyfe en Bouin, en funcionamiento desde H2 2021, actualmente produce 300 kg de hidrógeno verde al día. Un kilogramo de hidrógeno equivale energéticamente a un galón (3.78 litros) de gasolina, que produce un poco más de 9 kg de CO2 cuando se quema.
El hecho de que Lhyfe se haya convertido en un productor de hidrógeno es casi algo secundario. De hecho, surgió en parte motivado por abordar otro aspecto del calentamiento global: la disminución de oxígeno en los océanos.
Cuando se produce un kilogramo de hidrógeno mediante electrólisis, también se liberan ocho kilogramos de oxígeno como subproducto. Lhyfe tiene la intención de bombearlo de vuelta al mar, para ayudar potencialmente a restaurar el equilibrio de los ecosistemas marinos perturbados por el cambio climático.
“Cuando comenzamos Lhyfe, queríamos producir hidrógeno marino para tener viabilidad económica y llevar oxígeno al océano”, dice Le Berre.
Primer piloto de producción de hidrógeno marino del mundo
En septiembre del año pasado, Lhyfe inauguró el primer sitio piloto de producción de hidrógeno renovable marino del mundo. En junio, la compañía anunció que el proyecto demostrador de 1 MW, llamado Sealhyfe, había producido sus primeros kilogramos de hidrógeno verde. (La empresa estatal china Donfang Electric puede haberse adelantado a Lhyfe en la producción real por un par de semanas).
Sealhyfe se encuentra aproximadamente a 20 km de la costa de Le Croisic, Francia. Hoy en día produce media tonelada de hidrógeno al día. Está conectado al centro de energía SEM-REV, el primer parque eólico flotante europeo y sitio de pruebas offshore de múltiples tecnologías.
SEM-REV tiene un centro submarino, que es como un bloque gigante con cuatro tomas. Una de ellas se utiliza para conectar la turbina eólica SEM-REV, y otra para el cable que conecta el sitio a la red en tierra. Esto deja dos tomas muy codiciadas disponibles para proyectos de demostración, una de las cuales ahora permite que la plataforma Sealhyfe extraiga electricidad directamente de la turbina eólica.
El electrólisisador de Sealhyfe se encuentra en una plataforma flotante, diseñada para estabilizar la unidad de producción en el mar, y utiliza agua desalinizada para la electrólisis. Un kilogramo de hidrógeno verde requiere nueve litros de agua, y con la escasez de agua potable proyectada para aumentar significativamente en las próximas décadas, este es uno de los principales argumentos para ubicar los sitios de producción cerca o en el mar.
Lhyfe tiene hasta mayo del próximo año antes de que necesite desconectarse del centro SEM-REV. Hasta entonces, espera demostrar no solo que la tecnología funciona, sino que también puede resistir incluso las duras condiciones del océano Atlántico en invierno.
Hydrogen HOPE
Las lecciones de Sealhyfe informarán los futuros proyectos en alta mar. Esto incluye el proyecto sin precedentes de gran escala de 10 MW HOPE, que Lhyfe está coordinando con otros ocho socios. El programa europeo de colaboración en hidrógeno limpio ha seleccionado el proyecto para una subvención de 20 millones de euros.
HOPE producirá hasta cuatro toneladas de hidrógeno verde al día. La intención es ponerlo en funcionamiento en la costa de Bélgica en 2026. Para 2030, Lhyfe tiene la intención de multiplicar varios proyectos de 10 MW para una capacidad total de 100 MW.
En toda Europa, varios otros proyectos de producción de hidrógeno a partir de energía eólica marina están comenzando a tomar forma. Uno de ellos es H2Mare, dirigido por un grupo de socios industriales y académicos liderado por Siemens Energy y Siemens Gamesa, la división de turbinas eólicas del gigante energético.
“Los sitios en alta mar podrían hacer posible que regiones densamente pobladas como Europa y Japón generen al menos parte de su hidrógeno cerca de los centros de demanda costera, reduciendo así los costos de transporte”, dice el coordinador del proyecto de H2Mare y gerente de programas de hidrógeno marino en Siemens Energy, Mathias Mueller. “Además, las velocidades del viento son generalmente más altas y más constantes en alta mar, lo que permite una producción consistentemente mayor”.
Siemens ha invertido 120 millones de euros en el proyecto, que no establecerá un sistema marino a gran escala, sino una plataforma de pruebas en una barcaza en alta mar, junto con una configuración de prueba en tierra del sistema de electrólisis. Intentará demostrar la viabilidad financiera y la mejor configuración para la producción de hidrógeno a partir de energía eólica marina.
Europa, sabia tras quedarse atrás en baterías, no duerme en cuanto a hidrógeno
El Ministerio Federal de Educación e Investigación de Alemania ha elegido H2Mare como uno de los tres proyectos insignia de hidrógeno premiados con un total de 700 millones de euros. Como parte de los planes de Alemania de generar 30 MW de energía eólica marina en 2030, el gobierno ha reservado un área en el Mar del Norte para la producción de hidrógeno verde con una capacidad de hasta 1 GW.
Sin embargo, la industria no está satisfecha con las ambiciones. En mayo, un grupo que incluye a BP, Siemens Gamesa, RWE y Lhyfe firmó un llamamiento al gobierno alemán, pidiéndole que agregue un objetivo adicional de producción de hidrógeno marino de 10 GW para 2035 al plan nacional de estrategia y desarrollo de áreas.
El gobierno holandés también está impulsando la agenda del hidrógeno marino. En marzo de este año, designó un área ubicada en el norte del país, cerca de las Islas Wadden, para un proyecto de 500 MW de producción de hidrógeno a partir de energía eólica. Como paso intermedio, desarrollará un proyecto piloto más pequeño con una capacidad de electrólisis entre 50 MW y 100 MW.
“Creo que Europa fue lo suficientemente inteligente como para apostar por el hidrógeno y apoyarlo lo suficientemente temprano. Porque aprendieron de lo que sucedió con las baterías en China y, por supuesto, todo lo que Europa ha intentado hacer con las baterías se retrasó años en comparación con China”, dice Le Berre. “Ahora, Europa ha puesto las cosas en su lugar para que estemos a tiempo y podamos competir eficientemente, económicamente y tecnológicamente frente a China”.
Con RePowerEU, la Comisión Europea se ha fijado el objetivo de producir 10 millones de toneladas de hidrógeno verde para 2030 y predice que el hidrógeno, tanto doméstico como importado, podría representar el 14% de su mezcla energética para 2050.
Para respaldar este objetivo, tiene la intención de movilizar 372 000 millones de euros a través del programa InvestEU para 2027. Para las startups europeas que construyen electrolizadores o crean demanda mediante el desarrollo de aviones y automóviles con hidrógeno, este tipo de apoyo de la industria podría impulsarlos y llevarnos hacia un futuro más limpio y sostenible.
