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Introducción
Tras la publicación del primer capítulo sobre la producción de hidrógeno renovable a través de la energía solar, abordamos ahora otro de los métodos de producción: la energía eólica.
Cuando se habla de generación, distribución y almacenamiento de energía, el hidrógeno se posiciona como el mejor de los vectores, ya que no solo puede almacenar la energía del exceso de electricidad generado en plantas (eólicas, solares…), sino que también puede ser empleado como combustible y utilizar el excedente eléctrico de energías renovables para su producción.
Si tomamos como referencia la energía eólica como fuente de energía renovable, en 2007 España producía ya el 20% de la energía eólica mundial, siendo una país clave en materia de investigación y desarrollo de este sector. Debemos observar también las previsiones a medio y largo plazo a nivel nacional: si bien hace dos años la energía eólica sufrió un estancamiento (del que salió a principios de 2020, con más de 25.700 MW instalados en España según la Asociación Empresarial Eólica), planes como el PNIEC tienen como objetivo que la capacidad eólica instalada para el año 2030 alcance los 50 GW, lo que la posicionaría como la tecnología renovable con mayor potencia instalada en nuestro país.
El hidrógeno renovable a partir de energía eólica
A pesar de que, a nivel nacional y durante los últimos años, la energía eólica ha experimentado un enorme crecimiento en cuanto a potencia instalada, existen algunos problemas por los que esta energía tiene una penetración complicada en el mercado eléctrico. Principalmente, una complicada predicción y gestión del recurso eólico (debido a su intermitencia) y las propias inclemencias climáticas, que provocan por ejemplo desconexiones por vientos fuertes en las instalaciones. Debido a su variabilidad, es aquí donde y cuando surge la necesidad de poder almacenar esta energía y donde la producción de hidrógeno mediante electrólisis (usando la corriente eléctrica proveniente de esta fuente de energía o su excedente) se plantea como una alternativa sostenible para el almacenamiento.
El beneficio resultante de enlazar la tecnología de producción de hidrógeno con la energía eólica es que el exceso de producción de eólica no se pierda y se pueda aprovechar consumo final. Tanto para favorecer la producción de hidrógeno en los parques eólicos (producción a gran escala) o en un aerogenerador (generación aislada) se habla de sistemas integrados, que están compuesto principalmente por los siguientes elementos:
- Aerogenerador – Pudiendo ser también un conjunto que conforme un parque eólico, se trata del sistema encargado de convertir la energía cinética del viento en energía eléctrica.
- Electrolizador – Equipo que produce hidrógeno a través de la electrólisis del agua.
- Almacén de hidrógeno – Depósitos generalmente a alta presión encargados de almacenar el hidrógeno producido previamente en el electrolizador.
- Pila de combustible – En algunos casos, y como paso final, una pila de combustible será la encargada de producir energía eléctrica a partir del hidrógeno almacenado en el dispositivo de almacenamiento. También puede emplearse un generador basado en un motor o turbina.
El funcionamiento de estos sistemas de almacenamiento de energía se basa en el aprovechamiento del excedente de energía: cuando la potencia eléctrica producida es mayor que la demanda, la restante se reconduce a un electrolizador que, mediante reacciones electroquímicas, produce hidrógeno. Éste se almacena y el oxígeno es expulsado a la atmósfera sin ningún inconveniente para el medio. Para poder utilizar el hidrógeno, el papel de la pila de combustible es crucial, aunque también se puede realizar la transformación en energía mediante motores de combustión interna conectados a generadores eléctricas.
Conclusiones
Si tomamos como referencia los sistemas distribuidos, el empleo de energía generada por turbinas eólicas para llevar a cabo la electrólisis se dibuja como una de las mejores opciones para poder producir hidrógeno sin emisiones de GEI. Este dúo eólico-hidrógeno se enfrenta al reto de optimizar la integración de los sistemas de doble generación (turbina y electrolizador) y almacenamiento.
Además, debemos recordar que esta tecnología de almacenamiento presenta la ventaja de que el hidrógeno no sólo puede ser empleado para producir energía eléctrica, sino que también se puede destinar a otras aplicaciones, como el transporte o la industria.
