Hidrógeno verde en el mar, más barato y más sostenible, Universidad de Wageningen

Hidrógeno verde en el mar más barato y más sostenible, Universidad de Wageningen.

Investigadores de la Universidad e Investigación de Wageningen han demostrado que los costos de producción de hidrógeno verde a través de la electrólisis en el mar pueden reducirse al producir agua ultrapura (UPW) en el sitio mediante destilación por membrana. Esta agua ultralimpia es esencial para la conversión de la energía eólica en hidrógeno 'verde'.

Con esta investigación, un prototipo de demostración en Texel demostró que se puede producir agua ultrapura a partir de agua de mar con calor residual liberado durante la electrólisis del agua (para la producción de hidrógeno). Jolanda van Medevoort, líder del proyecto de esta investigación e investigadora dentro del programa de Tratamiento y Tecnología del Agua, está encantada de que este piloto se haya completado con tanto éxito.

Jolanda van Medevoort, líder del proyecto dijo:

Esto hace que el caso comercial del hidrógeno verde sea más competitivo y se necesita desesperadamente, porque en este momento el hidrógeno verde no puede competir con el hidrógeno gris producido con energía fósil.

"Y lo que es igual de importante es que el proceso de destilación por membrana en sí también es más respetuoso con el medio ambiente en comparación con la ósmosis inversa, que ahora se usa a menudo. La destilación por membrana no solo usa mucha menos energía eléctrica porque aplica el calor residual del electrolizador, sino que también también es más respetuoso con el medio ambiente porque no se necesitan productos químicos para el pretratamiento del agua de mar".

"Además, el agua de mar apenas se vuelve más salada, en contraste con la ósmosis inversa (OI), lo que significa que el entorno submarino no se ve afectado. Y, por supuesto, no se debe usar agua potable para este proceso".

Agua ultrapura con destilación por membrana

El proceso de destilación por membrana para producir agua muy limpia a partir de agua de mar no es nuevo en sí mismo, ya que el proceso requiere mucho calor y, por lo tanto, energía, no es la mejor solución económicamente viable para todas las aplicaciones, pero para este caso lo es. El calor producido por el electrolizador debe disiparse rápidamente para que el proceso de electrólisis funcione sin problemas.

Al utilizar este calor para la destilación por membrana, ya no es necesario enfriar con agua de mar y se produce inmediatamente el agua de alimentación ultrapura necesaria para el electrolizador.

Los costos del agua ultrapura serán más bajos que, por ejemplo, la aplicación de ósmosis inversa (RO), que reduce la eficiencia eléctrica general de todo el sistema de hidrógeno. Esto se debe a que la ósmosis inversa es un proceso impulsado eléctricamente.

Los principales resultados dentro del proyecto.

El resultado principal es la prueba funcional del principio tecnológico al construir un sistema de destilación de membrana en funcionamiento, integrándolo con el electrolizador y demostrando el sistema combinado en el muelle de Seaport Texel.

La foto a continuación muestra las instalaciones en la ubicación de demostración. Las instalaciones de electrolizador y destilación por membrana están integradas en un contenedor para poder transportarlas al lugar de demostración en Texel. El electrolizador del socio del proyecto Hydron Energy en el contenedor azul y en el gris/blanco adyacente a la instalación de destilación por membrana de Wageningen Food & Biobased Research.

La toma de agua de mar (Bomba con filtro de arena) para bombear el agua de mar directamente a la instalación de destilación por membrana se encuentra en la esquina derecha del pantalán. El electrolizador ha producido la cantidad esperada de hidrógeno en el agua producida por la destilación de membrana. Esta agua se produce mediante el calor residual que desprende el electrolizador.

Una evaluación económica ha demostrado que se pueden obtener beneficios adicionales a partir de la cantidad de agua producida con el calor residual. Alrededor de un tercio del agua producida se utiliza para la producción de hidrógeno. Dos tercios del agua producida está disponible para otros fines.

Esta es agua muy pura y es interesante en áreas/períodos con escasez de agua, en alta mar, pero también para agua potable o aplicaciones industriales.

Hidrógeno verde

El hidrógeno "verde" es una parte importante de la transición hacia una sociedad libre de combustibles fósiles. Puede utilizarse, entre otras cosas, como combustible y como materia prima química para diversos procesos industriales. Además, es una solución importante para amortiguar la energía sostenible en los momentos pico de la energía eólica y solar.

En las horas punta, la energía solar y eólica suele ser gratuita o incluso se paga a los clientes por la compra para evitar la sobrecarga de la red.

En esos momentos, la energía eólica marina se puede convertir en hidrógeno. Una ventaja adicional de producir hidrógeno en el mar es que la infraestructura de gasoductos existente se puede utilizar para transportar hidrógeno a tierra, lo que es considerablemente más económico que instalar líneas eléctricas adicionales para llevar la energía eólica a tierra.

Próximos pasos

La siguiente fase es demostrar este concepto a mayor escala (0,5-1 MW) en una ubicación en alta mar con socios relevantes. Los socios potencialmente interesantes para un proyecto de seguimiento de este tipo son los operadores de redes y parques eólicos, los productores de destilación por membrana y electrólisis de membrana de agua con electrolitos poliméricos y una plataforma marina (ubicación de demostración).

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Hidrógeno verde en el mar más barato y sostenible, 22 de septiembre de 2022