La fábrica de hidrógeno del futuro
El hidrógeno es indispensable para la transición exitosa a las energías renovables y el cumplimiento de los objetivos climático
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La fábrica de hidrógeno del futuro
La única forma de contener el calentamiento global es reducir las emisiones de gases de efecto invernadero a escala global. Las tecnologías Power-to-X se consideran un medio prometedor para este fin: por ejemplo, la electricidad procedente de fuentes renovables se convierte en hidrógeno para alimentar vehículos con celdas de combustible. Los investigadores del Fraunhofer IFF en Magdeburg están llevando esto un paso más allá. Están estableciendo un diseño para la producción distribuida y modular y la distribución de hidrógeno verde para la industria, los negocios y el transporte a lo largo de la cadena de valor con su fábrica de hidrógeno del futuro. “La electricidad procedente del sol y el viento se usa para dividir el agua en hidrógeno y oxígeno en un proceso llamado electrólisis. El hidrógeno se almacena y las celdas de combustible de los vehículos pueden convertirlo nuevamente en electricidad. Principalmente tenemos flotas de vehículos con furgonetas y carretillas elevadoras que operan en parques industriales y comerciales en mente aquí ”, dice el Dr. Torsten Birth, científico investigador de Fraunhofer IFF. “Además, queremos suministrar electricidad, gas y calor a la industria. El hidrógeno producido durante la electrólisis puede inyectarse en la red de gas, usarse como combustible, convertirse en metano o metanol y ponerse a disposición como materia prima industrial ".
Acoplando la producción de hidrógeno en una planta de biogás
Los investigadores científicos están desarrollando subcomponentes expandibles de forma modular que pueden interconectarse e integrarse en parques empresariales e industriales, lo que les permitirá implementar su diseño de fábrica de hidrógeno. Los procesos electroquímicos o bioquímicos se utilizan para producir hidrógeno, dependiendo de las condiciones en el sitio. “No es posible construir plantas eólicas y fotovoltaicas en todas partes. Optamos por soluciones específicas para el sitio y usamos plantas de biogás para la producción cuando sea posible. Los planes para una planta piloto cerca de Gommern en Sajonia-Anhalt están en la mesa de dibujo. El resultado es siempre hidrógeno verde”, explica el ingeniero Birth.
Fraunhofer IFF está trabajando junto con MicroPro GmbH y Streicher Anlagenbau GmbH & Co. KG en el proyecto HyPerFerMent I para producir hidrógeno renovable a partir de biomasa. Están empleando un proceso especial de fermentación microbiana similar a la producción de biogás para producir hidrógeno directamente a partir de desechos orgánicos. Los metabolitos de ciertas bacterias producen una mezcla de gases que contiene CO2 y cincuenta por ciento de H2, que puede purificarse fácilmente separando posteriormente el CO2. "La producción fermentativa de hidrógeno verde desempeñará un papel importante en la producción distribuida de este portador de energía en el futuro", dice Birth.
Una estación móvil de llenado de hidrógeno para parques industriales y comerciales
Los investigadores del Fraunhofer IFF se han asociado con Anleg GmbH para construir uno de los subcomponentes mencionados, el Mobile Modular H2 Port (MMH2P), una estación portátil de llenado de hidrógeno para viajes cortos de hasta 200 kilómetros. Los sistemas de presión expandibles con compresores en un remolque se pueden rellenar y también pueden dispensar hidrógeno. El Ministerio Federal de Educación e Investigación de Alemania (BMBF) está financiando el proyecto.
Desinfectar con ozono
Dado que la producción de hidrógeno integrada sistémicamente es importante para los investigadores, no solo utilizarán el hidrógeno producido durante la electrólisis, sino también el oxígeno, por ejemplo, para procesos de soldadura o para la ozonización en plantas de tratamiento de aguas residuales. Los micropolutantes problemáticos como los productos farmacéuticos, pesticidas y cosméticos se pueden eliminar de las aguas residuales cuando se introduce el ozono. Otro escenario de uso prevé el uso del oxígeno en la agricultura para desulfurar las plantas de biogás.
El equipo de investigación adquirió experiencia para la implementación de su fábrica de hidrógeno en los proyectos Energieregion Stassfurt 2020 y Energieregion Ostharz. Se implementó un plan energético regional en estos proyectos para cambiar el suministro de energía en diferentes sectores (energía, gas, calor y transporte) de combustibles fósiles a energías renovables producidas regionalmente y se desarrollaron sistemas de acoplamiento del sector renovable.
