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Electrolizadores para mejorar la eficiencia de las energías renovables

 A la vista del consenso científico sobre la causa del cambio climático, por un lado, y del crecimiento incontrolado de las emisiones de dióxido de carbono, por otro, la pregunta del momento es: ¿reduciremos el uso de combustibles fósiles a tiempo para evitar niveles inaceptables de la alteración del clima? Sin embargo, hay otra pregunta que debe responderse antes incluso que esa: ¿realmente podemos reducirlo?

Es imposible lograrlo únicamente a través de la simple sustitución de carbón, petróleo y gas natural con fuentes de energía alternativas. Los combustibles fósiles han sustentado el progreso desde la revolución industrial, y posibilitan la sociedad que conocemos. Ésta es una sociedad acostumbrada a la abundancia de energía concentrada y barata (sí, barata), y que tradicionalmente no ha dado mucha importancia a la gestión sostenible de los recursos energéticos ni a la eficiencia energética: es increíblemente derrochadora. Ninguna otra fuente de energía podrá competir nunca bajo estos principios, por lo que la sociedad deberá reinventarse a sí misma a medida que se aleja de los combustibles fósiles, ya sea de forma voluntaria u obligada por las circunstancias. Entoces, ¿cómo?

av pic 489x250La energía renovable debe sustituir a la fósil, pero además la eficiencia energética en el consumo debe mejorar enormemente (factor éste muy urgente en vista del rápido crecimiento de la población) y deben maximizarse también las capacidades de las distintas fuentes renovables. Esto requiere de un conjunto de nuevas medidas y tecnologías, en el que las pilas de combustible y su complementario, los electrolizadores, resultarán ser herramientas muy valiosas. Las posibilidades de las pilas de combustible son numerosas y variadas pero, en esencia, tienen relación con la gran eficiencia y versatilidad de esta tecnología. Desde el Paleolítico quemamos diferentes materiales para obtener luz y calor, pero ahora disponemos de un medio más limpio y eficaz para acceder a la energía contenida en los enlaces químicos.

En cuanto a los electrolizadores, tienen un papel crucial que desempeñar en el aprovechamiento de las energías renovables de manera eficiente: parte del problema de la eliminación gradual de los combustibles fósiles es que éstos son un gigantesco depósito de energía, y no existen reservorios de energía renovable equivalentes. El resultado es la extraña situación que presenciamos hoy, donde la electricidad generada a partir de la valiosa energía eólica o solar con frecuencia se desaprovecha, mientras la capacidad de generación fósil es cada vez mayor. Aunque se seguirán produciendo excesos puntuales de electricidad renovable, necesitamos toda la energía renovable que podemos conseguir, y la solución pasaría por un sistema de almacenamiento eficiente de esa energía excedentaria.

Como se ha comentado antes, el problema se agrava por la variabilidad e imprevisibilidad de la energía eólica y solar. La falta de una forma de almacenar esta energía se traduce en la práctica en que el uso de estas fuentes se verá seriamente restringido, y tendremos que depender en mayor medida de la biomasa y la energía nuclear, mucho más allá del punto en el que estas actividades podrían considerarse "sostenibles". El hecho es que necesitamos un método libre de emisiones para almacenar energía en cantidades apreciables y durante períodos prolongados, y además para desplazarla al punto de demanda. Lejos de ser una solución especulativa, la generación de hidrógeno por electrólisis a partir de energía renovable y agua es probablemente el único candidato viable. Además, la tecnología está disponible y podría implementarse en la actualidad.

Aunque las comparaciones en la cuestión de los costes no son válidas si no se toman en cuenta las subvenciones a los combustibles fósiles, es probable que este uso de la electrólisis resulte rentable en la actualidad o a corto plazo. Esto se debe a que permitiría un mayor retorno de la inversión de la capacidad renovable instalada: típicamente, los parques eólicos tienen factores de capacidad por debajo del 50% (a menudo muy por debajo), que reflejan la limitada capacidad real de estas plantas. El complemento con sistemas de electrólisis podría aumentar este factor, generando al cabo del año más energía útil con la misma inversión en potencia instalada.

Otra aplicación posible sería su combinación con producción de biogás o gasificación de biomasa: las mezclas gaseosas producidas en estos procesos suelen contener cantidades variables pero significativas de CO2, sin ningún valor en términos energéticos. Por reacción de esta fracción de CO2 con hidrógeno electrolítico, el contenido energético del gas se incrementa en una proporción parecida, a la vez que mantendría su característica de ser 100% renovable.

La electrólisis, por tanto, podría ocupar una posición central en un futuro planteamiento energético, diverso pero integrado e interconectado, y basado fundamentalmente en fuentes renovables sostenibles. La tecnología existe y avanza, y la velocidad del cambio dependerá del nivel de implicación política y social a la hora de tomar medidas de reducción de emisiones y de autoabastecimiento energético.

 

 

Adaptación por Ariema Energía y Medioambiente SL para pilasde.com

 

 Artículo basado en el texto original “Electrolysers for Renewable Energy Efficiency”,

publicado por Fuel Cell Today en mayo de 2013.

 

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