Un eficaz paso adelante en el reto del almacenamiento estable del hidrógeno

El hidrógeno se genera utilizando el exceso de energía solar en verano mediante la división electroquímica del agua. Luego, el gas se pasa a una caldera de acero inoxidable, donde reacciona con el mineral de hierro. El hidrógeno elimina el oxígeno del mineral de hierro y se crean los elementos elementales de hierro y agua. «Este proceso químico es similar a cargar una batería. Esto significa que la energía del hidrógeno puede almacenarse en forma de hierro y agua durante largos períodos casi sin pérdidas», explica Stark. «La gran ventaja de esta tecnología es que la materia prima, el mineral de hierro, es fácil de obtener en grandes cantidades. Además, ni siquiera necesita ser procesado antes de que lo pongamos en el reactor», insiste el investigador, que supone que se podrían construir grandes instalaciones de almacenamiento de mineral de hierro en todo el mundo sin influir sustancialmente en el precio del hierro en el mercado mundial.

El reactor en el que tiene lugar la reacción tampoco tiene que cumplir ningún requisito de seguridad especial. Consta de paredes de acero inoxidable de solo seis milímetros de espesor. La reacción tiene lugar a presión normal y la capacidad de almacenamiento aumenta con cada ciclo. Una vez lleno de óxido de hierro, el reactor puede reutilizarse durante cualquier número de ciclos de almacenamiento sin tener que reemplazar su contenido. Todo ello hace que esta tecnología de almacenamiento sea aproximadamente diez veces más barata que los métodos anteriores.

Este sistema de almacenamiento de hidrógeno está ya funcionando en una pequeña planta piloto en el campus de Hönggerberg. Actualmente, el hidrógeno se almacena allí en forma de hierro y agua en tres calderas de acero inoxidable. La electricidad necesaria para la producción de hidrógeno procede de la red eléctrica por el momento, pero a partir de 2026 debería proceder de los sistemas solares que alimentan también el campus. Para recuperarlo, se debe introducir vapor caliente en las calderas para que el hierro y el agua se conviertan nuevamente en óxido de hierro e hidrógeno. Luego, el gas se convierte en 'combustible' para una turbina de gas o pila de combustible, que a su vez produce electricidad y calor.

La desventaja es que la producción y conversión del hidrógeno son ineficientes en comparación con otras fuentes de energía, ya que hasta el 60% de su potencial se pierde en el proceso. Esto significa que, como medio de almacenamiento, el hidrógeno es más atractivo cuando se dispone de suficiente energía eólica o solar y hay otras opciones descartadas. Este es especialmente el caso de los procesos industriales que no se pueden electrificar.

El sistema piloto en funcionamiento es capaz por ahora de almacenar diez megavatios hora de hidrógeno, lo que puede proporcionar entre cuatro y seis horas de electricidad. Para poder cubrir una quinta parte de las necesidades eléctricas del campus en invierno serían necesarias calderas con una capacidad de almacenamiento 450 veces mayor, un dato que muestra la necesidad de seguir trabajando para conseguir concentrar el almacenamiento y aquí el proyecto topa con el problema de la financiación de la investigación. Mientras siga siendo más barato importar gas, las empresas son reticentes a invertir en estas investigaciones. A diferencia de la UE, que ya en 2020 determinó cómo quiere desarrollar aún más la economía del hidrógeno en el futuro, Suiza aún no tiene una estrategia adecuada. El combustible se utilizará solamente allí donde no exista una alternativa renovable en el suministro energético suizo, sobre todo en procesos de alta temperatura en la industria, donde, entre otras cosas, todavía hoy se utiliza gas fósil.

Sin embargo, el hidrógeno también se utiliza cada vez más como combustible para las centrales eléctricas de reserva, lo que el gobierno federal considera una salvaguardia en caso de que las centrales nucleares dejen de estar conectadas a la red eléctrica en invierno y la electricidad renovable escasee.