Proyecto de almacenamiento de energía eléctrica en hidrógeno, Parque Eólico Experimental de Sotavento

Hace un par de semanas tuve la oportunidad de visitar el Parque Eólico Experimental de Sotavento con motivo de la grabación, en estas instalaciones, del programa de información científica “Efervescencia”, de la Radio Galega (audios en gallego), programa en el que fui invitado a participar. 

Este parque experimental, fundado en 1997 en la sierra de A Loba (entre Lugo y A Coruña), es un espacio para la investigación y divulgación de las energías renovables, así como del ahorro y eficiencia energética. Consta de un parque eólico de casi 18 MW de potencia instalada, formado por 24 aerogeneradores con cinco tecnologías diferentes. Posee un huerto solar fotovoltaico con tres tecnologías de paneles. Además tiene una vivienda bioclimática demostrativa en la que se exhiben diferentes tecnologías, materiales y métodos para conformar una vivienda sostenible energéticamente.

Pero el proyecto que quiero destacar en esta entrada es la planta piloto de generación y acumulación de energía eólica en forma de hidrógeno, la cual ya hemos mencionado en esta entrada sobre el almacenamiento de energía eléctrica, y está relacionada con el último post de Klaas sobre el “power-to-gas”. 

Vista de la planta de generación y almacenamiento de hidrógeno. Fuente: www.sotaventogalicia.com

El proyecto comenzó en 2005 con la colaboración de Gas Natural Fenosa, la Consellería de Economía e Industria de la Xunta de Galicia y la Fundación Sotavento Galicia. Tras la conclusión del mismo, en diciembre de 2011, se puede acceder a los datos y conclusiones obtenidas.

Tal y como recuerda el informe del proyecto, el concepto de generar hidrógeno a partir de energía eólica tiene su origen en 1891 de la mano del físico danés Poul la Cour, el cual desarrolló el almacenamiento de energía eólica en forma de hidrógeno a partir de la electrólisis del agua. Desde entonces, esta forma de almacenamiento fue evolucionando.

El hidrógeno es el elemento más abundante de los océanos, se encuentra normalmente asociado a otros elementos, formando diferentes compuestos, principalmente agua. Para extraerlo es necesario romper los enlaces de las moléculas, y esto necesita un gran aporte de energía. En el caso del agua, el proceso de disociación de sus elementos mediante energía eléctrica se conoce como electrólisis. La principal desventaja del hidrógeno es la baja cantidad de energía por unidad de volumen, y su dificultad técnica y energética para su licuefacción.

La instalación piloto de producción y almacenamiento de hidrógeno de Sotavento está compuesta por:

• un electrolizador, el cual tal y como se ha explicado, se encarga de producir hidrógeno aportando energía eléctrica procedente del parque eólico;
• compresores, encargados de comprimir el hidrógeno a 200 bares;
• sistema de almacenamiento, compuesto por siete bloques con 28 botellas de 50 litros cada una. La capacidad total de almacenamiento en condiciones estándar equivale a 1.725 Nm3 de hidrógeno. Suficiente para generar durante casi 27 horas o almacenar desde el electrolizador durante casi 29 horas;
• motogenerador, encargado de quemar el hidrógeno para generar electricidad.

La eficiencia total del conjunto respecto al PCI es del 15%, bastante bajo. Pero si nos fijamos solo en las etapas de electrolización y compresión (hasta el almacenaje del H2), el rendimiento es del 54%. El informe también ofrece datos de rendimiento si se intercambia el motogenerador (que es el eslabón con menor rendimiento) por una pila de combustible. En este caso el rendimiento total podría alcanzar casi el 33%. Pero el informe reconoce que la pila de combustible es un elemento muy caro, todavía en desarrollo.

Entre las conclusiones obtenidas, destacan la falta de normativa específica para regular este tipo de instalaciones. También se encontraron con dificultades a la hora de operar con el electrolizador, ya que en el mercado no existen máquinas pensadas para funcionar con electricidad de origen renovable (no gestionable). Lo mismo ocurre con el compresor. Por último, el rendimiento del proceso es muy bajo, pero apuntan a un alto margen de mejora. La citada última entrada de Klaas en el blog lo confirma.