Cómo la conversión de energía eólica marina en hidrógeno puede ayudar a satisfacer las necesidades de energía limpia de Europa
El hidrógeno está siendo promocionado como un ingrediente importante, si no la solución milagrosa, al menos para descarbonizar las fuentes de energía del mundo. Y no es de extrañar: cuando se quema, el hidrógeno no emite gases de efecto invernadero. Sin embargo, la transición hacia una economía del hidrógeno renovable primero debe superar una lista no trivial de desafíos.
El llamado hidrógeno verde, producido por electrólisis del agua utilizando energías renovables, representa actualmente sólo el 1% de la producción mundial. Es casi tres veces más caro que su homólogo gris producido a partir de fuentes de combustibles fósiles.
Una pieza clave del rompecabezas para ampliar el hidrógeno verde es el acceso a grandes cantidades de energía renovable y agua. Ingrese a la conversión de energía eólica a hidrógeno totalmente marina, donde turbinas eólicas flotantes de alto factor de potencia están conectadas a electrolizadores que utilizan agua de mar.
“¿Es complicado y costoso implementarlo en alta mar? [wind farm] En realidad, el sitio está convirtiendo la energía del océano y llevándola a la costa a través de un cable”, dijo a TNW Stephen Le Barre, gerente de proyectos marinos del productor de hidrógeno renovable Life, y agregó que para proyectos recientes a gran escala, este segmento por sí solo ha costado miles de millones. euro
"Una solución para los promotores de parques eólicos marinos para eliminar la necesidad de costosas subestaciones y cables eléctricos es sustituirlos por una planta de producción de hidrógeno, que convierte la electricidad en hidrógeno", afirma Le Bare. Luego, el hidrógeno se puede transportar a través de un oleoducto; ya hay mucho en el Mar del Norte, gracias a la industria del petróleo y el gas.
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El verde (hidrógeno) aspira al estatus de unicornio
Fundada en 2017 por Matthieu Guesné con seis personas, Lhyfe, con sede en Nantes, emplea hoy a 200 personas y está presente en 16 países. Ha conseguido alrededor de 80 millones de euros en financiación y afirma que aspira a convertirse en un "unicornio verde". En lugar de medir su estatus en la evaluación, espera alcanzar los mil millones de toneladas de CO evitadas.2 emisiones La instalación terrestre de Lhyfe en Bouin, operativa a partir del segundo semestre de 2021, produce actualmente 300 kg de hidrógeno verde al día. Un kilogramo de hidrógeno es la energía equivalente a un galón (3,78 litros) de gasolina, que produce poco más de 9 kg de CO.2 cuando arde
Que Lhyfe se convierta en productor de hidrógeno es casi una especie de efecto secundario. De hecho, fue motivado en parte por abordar otro aspecto del calentamiento global: el agotamiento del oxígeno de los océanos.
Al producir un kilogramo de hidrógeno mediante electrólisis, también se liberan ocho kilogramos de oxígeno como subproducto. Lhyfe tiene la intención de bombearlo al mar, Ayuda a restaurar el potencial. Equilibrio de los ecosistemas marinos alterados por el cambio climático.
"Cuando fundamos Lhyfe, queríamos producir hidrógeno en alta mar para tener la viabilidad económica de llevar oxígeno al océano", dice Le Barre.
El primer piloto marino del mundo de conversión de energía eólica a hidrógeno
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 un proyecto demostrador de 1 MW, llamado Sealhyfe, había producido su primer kilogramo de hidrógeno verde. (La empresa estatal china Dongfang Electric puedes ganar Lhyfe en producción real en unas pocas semanas).
Sylheif se encuentra a unos 20 km de la costa de Le Croix, Francia. Hoy produce media tonelada de hidrógeno al día. Está conectado al SEM-REV Powerhub, el primer parque eólico flotante europeo y sitio para pruebas marinas de múltiples tecnologías.
El SEM-REV tiene un centro submarino, que es como un bloque gigante con cuatro enchufes. Uno de ellos se utiliza para conectar la turbina eólica SEM-REV y el otro conecta el sitio a la red costera. Esto deja dos enchufes muy codiciados para el proyecto de demostración, uno de los cuales ahora permite que la plataforma SailHife extraiga energía directamente de la turbina eólica.
El electrolizador Sealhif se asienta sobre una plataforma flotante, diseñada para estabilizar la unidad de producción en el mar y utiliza agua dulce para la electrólisis. Un kilogramo de hidrógeno verde requiere nueve litros de agua, y se prevé que la escasez de agua potable aumentará significativamente en las próximas décadas, lo que lo convierte en uno de los principales argumentos para ubicar sitios de producción cerca o en el océano.
Lhyfe tiene hasta mayo del próximo año antes de desconectarse del centro SEM-REV. Hasta entonces, demostrará que la tecnología no sólo funciona, sino que también puede soportar las duras condiciones del Océano Atlántico en invierno.
esperanza de hidrógeno
Las lecciones de Sealhyfe servirán de base para futuros proyectos marinos. Esto incluye HOPE, de 10 MW de tamaño sin precedentes, que Lhyfe está coordinando con otros ocho socios. El Programa Europeo de Asociación para un Hidrógeno Limpio ha seleccionado el proyecto para recibir una subvención de 20 millones de euros.
HOPE producirá hasta cuatro toneladas de hidrógeno verde por día. Su lanzamiento está previsto frente a las costas de Bélgica en 2026.
En toda Europa, otros proyectos de producción de energía eólica marina a hidrógeno están comenzando a tomar forma. Uno de ellos es H2Mare, 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 produzcan al menos parte de su hidrógeno cerca de los centros de demanda costeros, reduciendo así los costos de transporte". dicho Matthias Müller, coordinador de proyectos de H2Mare y director de programas de hidrógeno marino en Siemens Energy. "Además, la velocidad del viento en el mar es generalmente alta y constante, lo que permite una producción constantemente mayor".
Siemens ha invertido 120 millones de euros en el proyecto, que no desplegará un sistema marino a gran escala, sino más bien una plataforma de prueba en una barcaza en mar abierto y una instalación de prueba en tierra de sistemas de electroanálisis. Intentará demostrar la viabilidad financiera y la configuración óptima de la conversión de energía eólica marina a hidrógeno.
En cuanto a las baterías, Europa no duerme con hidrógeno
El Ministerio Federal de Educación e Investigación de Alemania ha seleccionado H2Mare como uno de los tres proyectos emblemáticos de hidrógeno que han recibido un total de 700 millones de euros. Como parte del plan de Alemania para producir 30 MW de energía eólica marina para 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 la ambición. En mayo, un grupo formado por BP, Siemens Gamesa, RWE y Lhyfe firmó Una aplicación El gobierno alemán ha pedido incluir el objetivo de una producción adicional de hidrógeno marino de 10 GW para 2035 en las estrategias nacionales y los planes de desarrollo regional.
El gobierno holandés también está impulsando la agenda del hidrógeno marino. En marzo de este año, designó un área en el norte del país, cerca de las Islas Wadden, para un proyecto de conversión de energía eólica a hidrógeno de 500 MW. Como trampolín, construirá un pequeño proyecto piloto con una capacidad de electrólisis de entre 50 MW y 100 MW.
“Creo que Europa fue lo suficientemente inteligente como para apostar por el hidrógeno y apoyarlo con suficiente antelación. Porque aprendieron de lo que pasó con las baterías en China y, por supuesto, lo que Europa intentó hacer con las baterías estaba años por detrás de China", afirmó Le Barre. "Ahora, Europa ha puesto en marcha las cosas para que lleguemos a tiempo y podamos competir contra China de manera eficiente, económica y tecnológica".
Con RePowerEU, la Comisión Europea se ha fijado un objetivo de producción de 10 millones de toneladas de hidrógeno verde para 2030 y predice que el hidrógeno (nacional e importado) podría representar el 14% de su combinación energética para 2050.
Para respaldar este objetivo, tiene la intención de recaudar 372 mil millones de euros a través del programa InvestEU para 2027. Crear demanda mediante la fabricación o el desarrollo de electrolizadores para empresas emergentes europeas Aviones propulsados por hidrógeno Y a los automóviles, este tipo de apoyo de la industria puede hacerlos despegar y llevarlos a nuestro futuro de combustión limpia.
