¿Hidrógeno verde en el transporte marítimo?
en Tendencias por Andrew Craston
Mientras el mundo lucha por vencer al coronavirus y superar el catastrófico impacto económico de la pandemia, se han hecho frecuentes llamamientos a favor de una recuperación económica sostenible desde el punto de vista medioambiental y sin volver al statu quo a priori. ¿Podría la tecnología verde de hidrógeno y pilas de combustible impulsar el transporte marítimo hacia un futuro sostenible y económicamente viable?
Hidrógeno verde
Mientras exista la Tierra, el agua, el viento y la luz solar estarán disponibles en abundancia. Estos son los únicos recursos necesarios para producir hidrógeno verde mediante la tecnología de electrólisis del agua. Este proceso descompone el agua en hidrógeno y oxígeno. Y si la electricidad necesaria para el electrolizador procede de fuentes renovables, el hidrógeno es realmente verde. Como portador de energía, el hidrógeno verde producido, por ejemplo, mediante la tecnología de electrólisis del agua a gran escala de thyssenkrupp, es una reserva de control primaria aprobada en Alemania. En la práctica, esto significa que las plantas de electrólisis pueden actuar como amortiguadores a gran escala para compensar las fluctuaciones a corto plazo en la generación de energía renovable. Sin embargo, el hidrógeno verde no es sólo un portador de energía limpia, sino también un combustible para un futuro sostenible en el transporte marítimo, ya que el hidrógeno puede convertirse fácilmente en electricidad en una pila de combustible.
Tecnología de pilas de combustible
En una pila de combustible, el hidrógeno y el oxígeno se combinan para generar electricidad, calor y agua mediante una reacción electroquímica. Una pila de combustible típica funciona haciendo pasar hidrógeno por el ánodo de una pila de combustible y oxígeno por el cátodo. Un catalizador divide las moléculas de hidrógeno en electrones y protones en el ánodo. Los protones pasan a través de la membrana porosa del electrolito, mientras que los electrones son forzados a través de un circuito, generando una corriente eléctrica y un exceso de calor. En el cátodo, los protones, los electrones y el oxígeno se combinan para producir moléculas de agua. Como no hay piezas móviles, los sistemas de pilas de combustible son limpios y silenciosos. La tecnología ha avanzado mucho desde que William Grove inventó la primera pila de combustible en 1838 y ahora es un medio eficaz y fiable de generar electricidad.
Una pila de combustible individual sólo genera alrededor de 1,2 voltios, no mucho más que una pequeña batería de linterna. Pero las pilas de combustible pueden apilarse apiladas para generar voltajes más altos. Una pila de combustible compuesta por unas 4.000 pilas individuales puede generar 80 KW de potencia. Sin embargo, a pesar de los de la tecnología, las pilas de combustible tienen un gran potencial de propulsión para de propulsión para buques y embarcaciones, ya que son una fuente de energía totalmente libre de emisiones. una ventaja clave para el transporte marítimo. Como el aceite de búnker del 3,5% de azufre de azufre e incluso el fuel-oil de muy bajo contenido en azufre (0,5% VLSFO) de combustible con muy bajo contenido de azufre (0,5% VLSFO), los sistemas de propulsión con pilas de combustible de combustible alimentados con hidrógeno verde serían una forma de mejorar significativamente la huella ambiental del transporte marítimo. del transporte marítimo.
Pionero piloto
Alemania es uno de los países en los que más ha avanzado la tecnología del hidrógeno verde. No se trata sólo de que thyssenkrupp sea el primer proveedor mundial de plantas y equipos de electrólisis de agua a escala mundial, basados en su propia tecnología avanzada de electrólisis de agua. En Laage, cerca de Rostock, uno de los principales puertos del Mar Báltico, se ha puesto en marcha recientemente un proyecto piloto de una planta que acabará generando 300 toneladas métricas de hidrógeno verde al año mediante la tecnología de electrólisis del agua. El operador afirma que será la mayor planta de este tipo en Europa.
Proyecto de conversión de viento en hidrógeno
Los parques eólicos marinos son una fuente evidente de energía verde y un proyecto de conversión de viento en hidrógeno a gran escala en la ventosa costa noroeste de Alemania, Westküste 100, acaba de recibir la financiación necesaria del Ministerio de Economía y Energía de Alemania. El proyecto Westküste 100 pretende investigar y desarrollar un proceso de producción de hidrógeno verde a partir de la energía eólica marina y aprovechar el calor y el oxígeno residuales resultantes. "El proyecto es único porque utiliza la energía eólica marina para la producción de hidrógeno a gran escala. Sólo la energía eólica marina puede proporcionar una fuente renovable de energía verde tan fiable para la electrólisis", afirma Volker Malmen, que dirige las operaciones alemanas de Ørsted, líder mundial en energía eólica marina y motor de este proyecto.
Pilas de combustible en los barcos
En octubre de 2019, Meyer Werft, uno de los principales astilleros de cruceros del mundo, anunció que su crucero AIDAnova, propulsado por GNL, probaría la tecnología de pilas de combustible como sistema de propulsión en 2021. Esto forma parte del proyecto de investigación Pa-X-ell2, en el que ocho socios colaboran para desarrollar una red energética descentralizada y un sistema energético híbrido con una nueva generación de pilas de combustible adecuado para su despliegue en buques de pasajeros oceánicos. Sin embargo, como tantos otros planes actuales, el impacto económico de la crisis de la corona en los cruceros y en los astilleros como Meyer Werft ha puesto en duda el calendario de este proyecto piloto.
Preparados para el futuro
Desde el año 2000 funcionan varios tipos de embarcaciones impulsadas por hidrógeno. Además de pequeñas embarcaciones de pasajeros como el transbordador ALSTERWASSER de Hamburgo, el transbordador HYDROGENESIS de Bristol o el NEMO H2 de Ámsterdam, taxis acuáticos como el DUFFY-HERRESTORFF y yates como el convenientemente llamado NO. 1, el primer yate con pila de combustible de la historia, una de las aplicaciones más interesantes de la tecnología de pila de combustible se encuentra en los submarinos alemanes de tipo 212, que entraron en servicio en 2005. La tecnología de pila de combustible HDW instalada en estos y otros modelos de submarinos posteriores es ahora el líder mundial en sistemas de propulsión de submarinos no nucleares. Además, a principios de 2020 se informó de que Bill Gates había encargado el primer superyate del mundo propulsado por hidrógeno. Sin embargo, no se ha escalado ninguna pila de combustible para utilizarla en grandes buques mercantes.
¿GNL o hidrógeno verde?
Desde el punto de vista de la sostenibilidad, el GNL se ha considerado a menudo como el sistema de propulsión de barcos del futuro. "Pero el gas natural es sólo una tecnología de transición", afirma el profesor Gerd Hollback, del Instituto de Transporte Terrestre y Marítimo de la Universidad Técnica de Berlín. En su opinión, el futuro pertenece a la tecnología del hidrógeno y las pilas de combustible. La Autoridad Portuaria de Rotterdam fue el primer puerto en adherirse al Consejo del Hidrógeno, una asociación mundial de empresas que pretende estimular el uso del hidrógeno. Allard Castelein, director general de la Autoridad Portuaria de Rotterdam, es inequívoco: "El hidrógeno es el vector energético del siglo XXI". Benoît Potier, director general de Air Liquide y copresidente del Consejo del Hidrógeno, está igualmente seguro: "Los responsables políticos, el sector empresarial y los inversores de todo el mundo consideran que el desarrollo del hidrógeno es indispensable para la recuperación de la actual recesión económica tras la pandemia."
