Miss Hidrógeno

Quieren contribuir al cambio energético para hacer frente a la crisis climática: presentamos a expertas y expertos que impulsan la expansión de las energías renovables en Alemania y en todo el mundo con sus ideas y su compromiso.

“Siempre digo que son muchos los componentes y soluciones que necesitamos para una transición energética exitosa. Por eso, el camino es multicolor, pero el objetivo común es verde”, explica Ulrike Beyer. La ingeniera toma en su mano una placa bipolar metálica que acaba de pasar entre dos rodillos que giran en sentido contrario. La jefa de la fábrica Referenzfabrik.H2 del Instituto Fraunhofer de Máquinas-Herramienta y Tecnología de Conformado (IWU) de Chemnitz está situada en medio de una nave de producción. A su alrededor hay prensas mecánicas de tres metros de altura, impresoras 3D industriales, rodillos y robots industriales. El objetivo de Ulrike Beyer es fabricar modernos sistemas de hidrógeno que sean respetuosos con el clima, económicos y robustos.

La transición energética está en pleno apogeo y el hidrógeno verde desempeña un papel cada vez más importante en ella. Este versátil vector energético se considera un elemento fundamental para reducir las emisiones de CO2. Pero, ¿cómo producir el hidrógeno verde y cómo utilizarlo? Beyer, doctora en ingeniería, tiene algunas ideas al respecto: “El hidrógeno es, por así decirlo, un buen compañero de las energías renovables”. El hidrógeno puede utilizarse para conservar y transportar energías renovables. “Es como el queso, que conserva la leche fresca”. Hay zonas en Alemania y en el mundo predestinadas a producir energía renovable: a partir del viento, el sol y el agua. Pero a menudo estas regiones no coinciden con las que demandan la energía en grandes cantidades. “Gracias al hidrógeno, llevamos la energía allí donde la necesitamos”.

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¿Qué es el hidrógeno verde?

• Verde, azul, gris, turquesa: aunque el hidrógeno es siempre un gas incoloro, los colores que lo designan informan sobre la forma en que se produce.
• El hidrógeno verde se produce por electrólisis del agua. Para ello se utiliza electricidad procedente de fuentes de energía renovables. Por eso, el hidrógeno verde no contiene CO2.
• Un electrolizador es un dispositivo en el que se produce una reacción química con ayuda de corriente eléctrica.
• La reconversión del hidrógeno en electricidad se realiza en una pila de combustible. En combinación con el oxígeno, el hidrógeno se convierte aquí en agua, generando energía durante el proceso.
• Apiladas en los llamados stacks, las placas bipolares constituyen componentes esenciales de una pila de combustible y de un electrolizador.

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Beyer y sus colegas del Fraunhofer IWU quieren llevar la producción de sistemas de hidrógeno a un nuevo nivel de fabricación industrial en serie. El Gobierno alemán apoya el proyecto en el marco de la Estrategia Nacional del Hidrógeno. El objetivo es establecer la producción y el uso de sistemas de hidrógeno como piedra angular de la economía alemana y avanzar así en la descarbonización de la economía y la sociedad.

Un paso decisivo en esta dirección son, por ejemplo, las nuevas tecnologías de producción de placas bipolares, que constituyen un componente esencial de las pilas de combustible. Todavía no se producen a gran escala industrial. “Actualmente, se siguen produciendo en condiciones de fabricación individual. Esto encarece las pilas de combustible e impide su uso generalizado, por ejemplo, en vehículos o edificios”, explica Beyer, que ahora se encuentra junto a un sistema de pilas de combustible y muestra dónde está instalada la pila con las placas bipolares. “Aquí ya podemos apuntar nuestros primeros éxitos en términos de reducción de costos”, afirma Beyer. En el Fraunhofer IWU, las placas también se fabrican mediante procesos más rápidos y eficientes, como el estampado con rodillos, lo que permite producir las placas bipolares de forma más económica y rápida.

Referenzfabrik.H2: sistema modular para la industria

Con los nuevos sistemas aptos para la producción en serie, el hidrógeno no sólo podría reducir las emisiones de CO2, sino también convertirse en un negocio sostenible y con futuro para Alemania como lugar de producción y para muchas partes del mundo. Aquí es donde entra en juego el proyecto Referenzfabrik.H2. Junto con la industria, se están desarrollando nuevas tecnologías, materiales y métodos de ensayo que permitirán ampliar la producción y establecer redes de suministro. “Con el proyecto Referenzfabrik.H2 queremos crear módulos tecnológicos y reunirlos virtualmente, y de este modo orientar la producción en serie de sistemas de hidrógeno”, afirma Beyer. La Referenzfabrik.H2 pretende ser un punto de contacto y asesoramiento para empresas, desde grandes fabricantes de automóviles hasta la PYME industrial. Expertos y directivos contarán con el apoyo de los conocimientos específicos de los institutos Fraunhofer.

Cooperación internacional para una mayor aceptación del hidrógeno verde

Beyer considera esencial la cooperación internacional en este ámbito del hidrógeno verde. No sólo Alemania lleva años investigando intensamente las posibilidades de la producción de hidrógeno. “Cuanto más intercambiemos experiencias y resultados, más rápido encontraremos soluciones”. Por eso, el Ministerio alemán de Medio Ambiente, Protección de la Naturaleza, Seguridad Nuclear y Protección del Consumidor (BMUV) financia dos grandes proyectos de la UIT en Namibia y Sudáfrica. El intercambio pretende sobre todo generar aceptación para el uso del hidrógeno en ambos países y estabilizar el suministro energético a largo plazo. “Por ejemplo, organizamos exposiciones de modelos de pilas de combustible y electrolizadores en Namibia y hablamos con investigadores locales sobre los requisitos específicos del país y las múltiples posibilidades que ofrece el hidrógeno”, explica Mary Esther Ascheri, jefa de grupo y responsable del proyecto de cooperación Hydrogen & Oxygen Biotope (HygO) en Namibia y de Hydrogen Tryout Area (HyTrA) en Sudáfrica.

Las múltiples posibilidades: eso es precisamente lo que motiva a Ulrike Beyer. “Hace unos años, Fraunhofer buscaba a 'Mister o Miss Hidrógeno'. Alguien que se ocupara de este tema y lo impulsara. No dudé mucho en aceptarlo”, cuenta la ingeniera. “Hoy en día, los desarrollos tecnológicos suelen estar tan avanzados que, como investigador, sólo te queda hacer ajustes mínimos”. Pero el hidrógeno es como un árbol joven que acaba de ser plantado. “Todavía es posible aportar mucho, dar forma a los procesos y encontrar nuevos caminos. Eso es lo que me motiva”.