Electrolizadores para electrificar la industria
Necesidad total de agua de alimentación para la producción de hidrógeno con electrolizadores para electrificar la industria en los Países Bajos en 2050
Según la Hoja de Ruta de Electrificación para la industria holandesa, se prevé que la demanda total de energía eléctrica crezca significativamente para 2050 a medida que el sector se electrifique. La electricidad adicional necesaria para uso industrial podría alcanzar hasta 130 TWh para 2050, cubriendo el 60% de las necesidades energéticas totales de la industria. Esto representa un aumento sustancial, aproximadamente tres o cuatro veces el consumo eléctrico actual de la industria holandesa. Para alcanzar los objetivos de transición energética y sostenibilidad será necesario obtener esta electricidad a partir de opciones renovables, como el hidrógeno verde.
Para satisfacer plenamente esta demanda con hidrógeno verde, será necesario producir hasta 6,5 millones de toneladas al año, lo que requerirá una capacidad de electrólisis de 75 GW. Esto, a su vez, tendría que ser alimentado por una capacidad de energía renovable equivalente, como la energía eólica marina. Por ejemplo, los Países Bajos aspiran a una capacidad eólica marina de 70 GW para 2050, en estrecha sintonía con las necesidades energéticas para la producción de hidrógeno verde.
Además de electricidad, la producción de hidrógeno verde exige importantes volúmenes de agua como materia prima. Para alcanzar el objetivo, se necesitarían aproximadamente 60 millones de m3/año de agua ultrapura, equivalentes a 80 millones de m3/año de agua potable. En comparación, el consumo anual actual de agua en los Países Bajos es de unos 1.200 millones de m3, de los cuales los consumidores utilizan 800 millones de m3 y las industrias 400 millones de m3, principalmente como agua potable.
Concepto de agua de lluvia: agua de lluvia purificada como agua de alimentación del electrolizador para apoyar la producción de hidrógeno verde
La producción de hidrógeno verde requiere volúmenes significativos de agua como materia prima. Para alcanzar el objetivo, se necesitarían aproximadamente 60 millones de m3/año de agua ultrapura, equivalente a 80 millones de m3/año de agua potable.
Para minimizar el impacto de la producción de hidrógeno en el suministro de agua existente, se pueden considerar fuentes alternativas como el agua superficial, el agua subterránea o el agua de mar. Una solución innovadora es el concepto Hemelwater, que implica el uso de agua de lluvia purificada como agua de alimentación para electrolizadores. Este enfoque, que ya se emplea ampliamente en las operaciones de invernadero, ofrece múltiples ventajas para la producción de hidrógeno verde. El uso del agua de lluvia reduciría la demanda de agua potable, preservándola para aplicaciones esenciales. Además, el agua de lluvia es naturalmente blanda y tiene menos sólidos disueltos en comparación con el agua del grifo, lo que hace que sea más fácil y rentable purificarla.
Una planta con una capacidad de electrolizador de 1 GW requeriría alrededor de 1,1 millones de m3/año de agua de alimentación. Teniendo en cuenta que los Países Bajos reciben una precipitación media anual de 75 cm, una superficie de recogida de agua de lluvia de 1,5 km2 sería suficiente para una planta de este tipo. Para satisfacer las necesidades de agua de alimentación de todo el objetivo de producción de hidrógeno verde, se necesitaría una superficie total de recogida de aproximadamente 106 km2, el equivalente a aproximadamente la mitad del tamaño de Ámsterdam.