El agua del mar: un recurso de interés para la producción de hidrógeno renovable

28 marzo, 2023

El sector energético avanza con paso firme para dar con alternativas que ayuden a conseguir los objetivos de descarbonización fijados para las próximas décadas. En lo que respecta a la producción de hidrógeno renovable, también son muchas las innovaciones en este ámbito, como la posibilidad de producir este vector energético a partir de agua del mar. Aunque todavía se encuentra en fases muy iniciales de investigación y desarrollo, presenta algunas ventajas pero también diversos retos. ¿Llegará a convertirse en un opción real?

El hidrógeno renovable se produce, principalmente, a partir de energía eólica o solar y agua en un proceso en el que se descompone esta agua en hidrógeno y oxígeno, en una técnica denominada electrólisis.

Esta forma de producción totalmente limpia requiere, entre otros, de agua y de espacios para instalar parques eólicos y paneles solares. Aunque se encuentra en una fase inicial de desarrollo, el mar es un ecosistema que presenta varias ventajas para la producción de hidrógeno verde. Entre las más destacadas:

1. El agua de mar constituye más del 95 % de toda el agua que tenemos en nuestro planeta. Con la utilización de agua de mar para producir hidrógeno se protegen las aguas continentales, es decir, las que contienen agua dulce y que suponen un recurso fácilmente agotable.

2. La localización de las plantas en alta mar hace que no sea necesario transportar agua para la producción de hidrógeno porque hay disponibilidad de grandes cantidades en el mismo lugar.

3. El espacio disponible es mayor. Esto hace que haya mayores oportunidades para la instalación de parques eólicos y solares el mar. No solo en cantidad, sino también en tamaño y potencia. La Unión Europea pretende aprovechar esta condición para multiplicar por 25 la producción de energía eólica marina en 2050.

4. Las fuentes de energía renovable que intervienen en el proceso de producción del hidrógeno pueden producirse de manera más constante en el mar porque:

      • En general, el viento que sopla en el mar es mayor y más constante, permitiendo hasta el doble de producción de energía eólica respecto a una instalación terrestre.
      • La radiación solar también es mayor en el mar ya que hay más luz solar. En consecuencia, los paneles solares marítimos pueden ser más productivos (un estudio de la Universidad de Utrecht comprobó un 12,96 % más de rendimiento).

El resultado es un hidrógeno verde que puede ser utilizado para una amplia variedad de aplicaciones, desde la industria hasta el transporte o la generación de electricidad.

Ventajas y retos de la producción de hidrógeno verde a partir del agua de mar

La electrólisis del agua de mar -proceso en el que se descompone el agua en hidrógeno y oxígeno- presenta algunas ventajas respecto al uso de agua dulce. La principal es la disponibilidad de la materia prima. El agua del mar es abundante, mientras que el agua dulce es escasa e imprescindible para la vida en el planeta.

Aunque se encuentra en una fase inicial de desarrollo, el mar es un ecosistema que presenta ventajas para la producción de hidrógeno verde

Para producir hidrógeno renovable a partir de agua salada se necesitan ubicaciones en la costa y cercanía a plantas energéticas renovables. Por ello, los países rodeados de mar son los “favoritos” para desarrollar este tipo de proyectos. Es el caso de España, que podría tener una posición privilegiada para aprovechar el potencial del mar para la producción de hidrógeno:

  • Es uno de los 15 países con más costa del mundo, con casi 8.000 kilómetros y cerca del 40 % de la población del país vive en un municipio costero.
  • Es una potencia en energías renovables que cuenta con gran cantidad de sol y viento, siendo el segundo país de Europa en producción de energía solar y eólica. Además, cuenta con una Hoja de Ruta para promover la producción y uso de hidrógeno y tiene diversos proyectos en marcha, entre los que se encuentra el primer corredor de hidrógeno renovable de la Unión Europea: H2Med.

Sin embargo, para convertir la producción de hidrógeno verde en el mar en una alternativa a gran escala, se requiere la adaptación de tecnologías y procesos. Esto se debe a la composición del agua salada, que contiene sales disueltas y materia orgánica que resultan corrosivas para los electrolizadores (dispositivo utilizado en la electrólisis). Por ello se hace necesaria la eliminación de impurezas y su desalinización antes de utilizarla para producir hidrógeno.

Convertir la producción de hidrógeno verde en el mar en una alternativa a gran escala requiere la adaptación de tecnologías y procesos

También están surgiendo nuevas técnicas y desarrollos para que no sea necesaria la desalinización ni nuevos electrolizadores. Algo que ya están investigando en universidades como la australiana RMIT, las estadounidenses Stanford y Houston, o la china Nanjing Tech.

Y, por último, también es necesaria la fabricación de componentes más robustos y eficientes que resistan la corrosión producida por el agua salada.

Proyectos piloto

La utilización de agua marina para producir hidrógeno renovable es una posibilidad que está dando sus primeros pasos, aunque pronto podríamos empezar a ver cómo crece este mercado. De hecho, ya existen algunas instalaciones piloto como las plantas de Texel y Saint-Nazaire.

En la primera, en la isla de Texel (Dinamarca), la empresa alemana Schaeffler ha demostrado la viabilidad de su técnica para producir hidrógeno verde a partir de agua de mar desalada y energía eólica. Y, en la localidad francesa de Saint-Nazaire ya existe una planta piloto en el muelle que, tras testar todos los sistemas, se desplazará hasta alta mar para producir hidrógeno.

Además, un grupo de investigadores de la Universidad de Cantabria están liderando el proyecto S2H para obtener hidrógeno utilizando la luz solar y agua de mar como materia prima.

El empleo de agua del mar y energías renovables marinas para la producción de hidrógeno verde puede ser otra de las vías para impulsar este vector energético. Se trata de una alternativa más para diversificar las fuentes, desarrollar nuevas tecnologías y crear una cadena de valor más sostenible.