La transición energética en el punto de mira: ¡Cómo los electrolizadores y el almacenamiento pueden reducir los costes!

La transición energética en el punto de mira: ¡Cómo los electrolizadores y el almacenamiento pueden reducir los costes!

Equipos de investigación de la Universidad Leibniz de Hannover (LUH) y del Instituto de Investigación de Energía Solar de Hameln (ISFH) han llevado a cabo un estudio exhaustivo sobre el uso de electrolizadores y almacenamiento en baterías. El objetivo es analizar la influencia de estas tecnologías en los costes de la transición energética. Uno de los mayores desafíos es adaptar el sistema energético a la disponibilidad fluctuante de energía eólica y solar. Cuando hay alta disponibilidad eólica y solar, hay un excedente de electricidad, mientras que en épocas de baja producción (períodos oscuros) hay escasez de energía.

El exceso de electricidad puede almacenarse en baterías o convertirse en hidrógeno mediante electrólisis. Este hidrógeno se utiliza principalmente en la industria. Un modelo desarrollado específicamente para este propósito ahora optimiza el sistema energético alemán y determina la contribución de los electrolizadores y el almacenamiento de baterías a una transición energética efectiva. El escenario optimizado muestra que los electrolizadores para la producción de hidrógeno deberían ubicarse principalmente en el ventoso norte de Alemania, mientras que el almacenamiento en baterías se distribuye uniformemente por toda Alemania, centrándose en el sur, donde hay más electricidad fotovoltaica disponible.

Ahorro de costes y mayor eficiencia

Las previsiones indican que alrededor del 35 por ciento de la electricidad procedente de energías renovables tendrá que almacenarse o convertirse en hidrógeno de aquí a 2050. Si no se toman medidas en este ámbito, los costes totales de la transición energética podrían aumentar hasta 60 mil millones de euros. El estudio, que cuenta con el apoyo financiero de EWE AG, proporciona bases importantes para que los responsables políticos y empresariales alcancen estos objetivos. Los retrasos en la expansión de las plantas y el almacenamiento de hidrógeno también pueden dificultar significativamente el cumplimiento de los objetivos climáticos.

Para garantizar la eficiencia de los electrolizadores, es crucial una proporción específica de electricidad verde. Según la consultora energética Novaro, la proporción anual de electricidad verde es actualmente del 60 por ciento, mientras que durante el período analizado esta proporción superó el 80 por ciento en 1.854 horas. Actualmente se está redactando una “ley de aceleración del hidrógeno” que fija un umbral del 80 por ciento, lo que se considera demasiado alto. El óptimo económico para el uso de hidrógeno es un umbral del 70 por ciento, lo que permite que los electrolizadores funcionen hasta 2.900 horas al año.

Retos tecnológicos de la electrólisis

La electrólisis en sí, un proceso que descompone las moléculas de agua en átomos de hidrógeno y oxígeno, enfrenta importantes desafíos. Se necesitan catalizadores para iniciar y acelerar este proceso. Sin embargo, los avances anteriores en este ámbito han fracasado en gran medida, por lo que los materiales deben funcionar en condiciones industriales reales durante al menos diez años. El Dr. Philipp Gerschel de la Universidad del Ruhr en Bochum describe las dificultades a la hora de seleccionar materiales y desarrollar catalizadores adecuados. La Prof. Dra. Doris Segets de la Universidad de Duisburg-Essen destacó especialmente la necesidad de un flujo de trabajo para la comparación de materiales. Trabajamos con varias instituciones para desarrollar nuevos procesos de electrólisis que también puedan prescindir de metales preciosos.

Estos avances podrían hacer avanzar aún más la investigación sobre catalizadores y permitir así una producción generalizada de electrolizadores en los próximos diez años. El proyecto de cooperación incluye a 18 investigadores de diversas disciplinas e instituciones, incluido el Instituto Max Planck para la Conversión de Energía Química.

En general, las investigaciones actuales muestran una dirección clara: el uso específico de electrolizadores y almacenamiento en baterías es crucial para una transición energética rentable y sostenible. El estudio completo está disponible en línea y proporciona información valiosa para la futura política energética.

Para obtener más información sobre los desarrollos e investigaciones actuales, visite los siguientes enlaces: Universidad Leibniz de Hannover, Revista PV, y Instituto Fraunhofer UMSICHT.