Producir hidrógeno verde con energías renovables tiene una dificultad básica: el viento no sopla siempre con la misma intensidad y la radiación solar desaparece cada noche. Un estudio publicado en el International Journal of Hydrogen Energy analiza una posible forma de reducir esa variabilidad en instalaciones marinas: combinar eólica offshore y energía solar fotovoltaica flotante para alimentar los mismos procesos de producción de hidrógeno y amoniaco verde.
Los resultados del modelo muestran que ambas tecnologías pueden complementarse y proporcionar un suministro eléctrico más equilibrado y continuo que si se depende únicamente del viento o del Sol. Esto es especialmente relevante cuando la electricidad renovable no se destina directamente a la red, sino a procesos industriales como la electrólisis, que se benefician de disponer de energía durante muchas horas.
Por qué eólica marina y solar flotante pueden complementarse
Una planta renovable basada en una sola fuente está condicionada por sus periodos de mayor y menor producción. La fotovoltaica genera durante las horas de luz y cambia mucho con las estaciones y la nubosidad. La eólica puede producir tanto de día como de noche, pero depende de la intensidad del viento.
Al combinar ambas, parte de esas variaciones pueden compensarse. En el caso analizado por los investigadores, la eólica marina tenía un mayor peso durante los meses de invierno, mientras que la fotovoltaica flotante contribuía especialmente durante el verano. El resultado era un perfil de generación menos irregular a lo largo del año.
Sin embargo, esto no significa que desaparezca la intermitencia. Puede haber horas con poco viento y poca radiación al mismo tiempo, y seguir siendo necesario dimensionar correctamente electrolizadores, almacenamiento y otras instalaciones. Pero una producción renovable más complementaria puede reducir los periodos en los que los equipos funcionan muy por debajo de su capacidad o permanecen parados.
Así pues, esta combinación reúne dos tecnologías relacionadas: la energía eólica marina y las plantas solares flotantes, cuyo desarrollo en el mar podría permitir compartir parte de las infraestructuras de generación y evacuación.
Una generación más estable facilita producir hidrógeno verde
El hidrógeno verde se obtiene utilizando electricidad renovable para separar mediante electrólisis el hidrógeno y el oxígeno presentes en el agua. Por tanto, la cantidad de hidrógeno que puede producir una instalación depende directamente de la electricidad disponible para alimentar los electrolizadores.
Si la generación cambia continuamente, el electrolizador también tiene que adaptar su funcionamiento. Por eso, resulta interesante disponer de una fuente eléctrica que mantenga la producción durante el mayor número posible de horas.
El estudio concluye que la hibridación entre eólica offshore y solar flotante favorece una operación más continua de los procesos Power-to-X, entre ellos la producción de hidrógeno y su posterior transformación en amoniaco.
El modelo incluye también la desalación necesaria para disponer de agua adecuada para la electrólisis en un entorno marino. De este modo, los autores estudian el conjunto como un sistema energético completo y no simplemente como dos parques renovables conectados a un electrolizador.
Hidrógeno por tubería o convertido en amoniaco para transportarlo
Una vez producido mar adentro, todavía queda otro problema: cómo llevar esa energía hasta los lugares donde se va a consumir. El estudio compara dos de las posibilidades que más se están investigando para grandes proyectos offshore.
La primera, consiste en transportar directamente el hidrógeno mediante tuberías submarinas. La segunda es utilizar ese hidrógeno para fabricar amoniaco verde, que posteriormente puede trasladarse en barco. Los autores encontraron que la competitividad de las tuberías depende mucho de factores como la distancia, el caudal, el diámetro y las necesidades de compresión, mientras que el transporte marítimo de amoniaco resulta menos sensible al aumento de las distancias.
Sin embargo, el principal interés ambiental del trabajo no está en elegir una única tecnología ganadora. Los propios autores advierten de que sus resultados dependen del emplazamiento y de las hipótesis utilizadas y no demuestran que una configuración híbrida sea siempre superior en cualquier lugar.
Asimismo, la conclusión más general es otra: a medida que la electricidad renovable se utilice para descarbonizar procesos que necesitan funcionar de manera continua, como la producción de hidrógeno o amoniaco, combinar fuentes cuyos periodos de producción se complementan puede resultar tan importante como aumentar simplemente la potencia instalada.