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Producir hidrógeno para combustible en plataformas eólicas marinas

El objetivo de investigadores de la UPV/EHU es producir hidrógeno in situ en lugar de transportarlo por cable a tierra: “Es técnicamente posible y económicamente viable”

08 MAY. 2020
8 minutos

Investigadores de la Escuela de Ingeniería de Vitoria-Gasteiz de la UPV/EHU han propuesto utilizar la energía generada en las plataformas eólicas marinas para producir hidrógeno in situ en lugar de transportarla por cable a tierra. Han demostrado que es técnicamente posible y económicamente viable. Además, según ha publicado la revista Journal of Hydrogen Energy, este equipo ha comprobado que la incorporación de ciertos elementos de muy bajo coste mejora notablemente la eficiencia de los aerogeneradores.

De este modo, se verificado que es viable producir hidrógeno para usarlo como combustible a partir de la energía eólica marina. Así, hay que destacar que la generación de esta energía es muy elevada, ya que se instalan aerogeneradores de gran potencia y los regímenes de viento son mucho más estables que en tierra.

Al poner en marcha la investigación, los investigadores buscaban reducir el coste energético del proceso de generación de hidrógeno. “Con el fin de mejorar la aerodinámica de los aerogeneradores, quisimos probar el efecto de dos componentes utilizados para controlar el flujo de la turbina. Uno es un generador de vórtices y, el otro, unas láminas (conocidas como Gurney Flaps) que se colocan en la pala, que mejoran mucho la fuerza de sustentación y, por tanto, la aerodinámica”, explica uno de los investigadores Unai Fernández-Gámiz. Además, “son muy baratos y se colocan fácilmente en los aerogeneradores”.

“Toda esta energía generada puede ser transportada a tierra mediante dos vías: la creación de una infraestructura enorme, para hacer llegar la red de potencia eléctrica hasta ella, y transportar por cable la electricidad generada, o la generación de hidrógeno allí mismo, mediante hidrólisis, utilizando la energía generada en el terreno, y el transporte de ese hidrógeno a tierra para ser utilizado como combustible. Nosotros hemos apostado por la segunda opción y el objetivo de esta investigación ha sido buscar una forma de mejorar ese proceso”, señala otro de los investigadores Ekaitz Zulueta Guerrero.

Generar hidrógeno por hidrólisis

En un segundo paso, quisieron ver si “es viable, tanto técnica como económicamente, la generación de hidrógeno en las propias plataformas eólicas offshore, a partir de esa energía generada, mediante hidrólisis, y así poderlo transportar a tierra para que pueda ser utilizado como combustible”, añade Fernández-Gámiz.

De hecho, la generación de hidrógeno permitiría su transporte a tierra en barco y, además, la energía acumulada ofrecería “una gran flexibilidad al sistema eléctrico, teniendo en cuenta que en la actualidad la producción de electricidad debe ser acorde con la demanda”.

Las pruebas se llevaron a cabo en el laboratorio nacional de energías renovables de Estados Unidos (NREL), en una turbina de 5 MW, cuyas características técnicas, geometrías y demás parámetros son públicos. “Se ha comprobado que la producción anual de energía de las turbinas es alrededor de un 2,5 % superior. No es un incremento muy elevado, pero teniendo en cuenta la gran potencia de los aerogeneradores que se instalan en el mar, se genera una gran cantidad de energía adicional”, ha explicado Zulueta.

Los investigadores también han calculado la cantidad de hidrógeno que se podría producir con esta generación adicional de energía: más de 130.000 Nm3. Es decir, “la cantidad de combustible que necesitarían un millón de coches impulsados por hidrógeno para recorrer 100 kilómetros”, detallan los investigadores en el artículo. Y esto gracias a los elementos de control de flujo añadidos, que “apenas implican costes adicionales”.

Una vez comprobado que técnicamente es posible y económicamente viable, el siguiente paso sería, según los investigadores, “que algún desarrollador de plataformas eólicas se pusiera en contacto con nosotros para probar, medir y adaptar en sus sistemas lo conseguido en la planta de Estados Unidos”.

Y añaden que para esa labor les sería de gran utilidad el túnel de viento del edificio Marie Curie, una instalación que tiene el Gobierno vasco en Miñano, que les permitiría para realizar las mediciones y ajustes necesarios. “Tras el fracaso de la escudería Epsilon Euskadi en 2012, toda la instalación cayó en desuso, y la tecnología del túnel está obsoleta. Sin embargo, se trata de una instalación muy especial en la que se puede analizar el comportamiento de los perfiles aerodinámicos (en muy pocos lugares se pueden realizar estos estudios). Nosotros lo podríamos poner al día y utilizarlo si nos permitieran acceder a él”.

Esta investigación la han llevado a cabo en colaboración investigadores del Departamento de Ingeniería de Sistemas y Automática y del Departamento de Ingeniería Nuclear y Mecánica de Fluidos de la Escuela de Ingeniería de Vitoria-Gasteiz de la UPV/EHU. Los primeros están especializados en el diseño, control y modelado de los aerogeneradores, mientras que los segundos lo están en aerodinámica.