Proyecto conjunto Fraunhofer: HySecunda – Contribución del H2 a la seguridad energética global – Producción de hidrógeno verde desde Sudáfrica
Publicado el: 4 de diciembre de 2023 / Actualización desde: 4 de diciembre de 2023 - Autor: Konrad Wolfenstein
Soluciones escalables para la producción de hidrógeno H2 verde en Sudáfrica – Imagen: Xpert.Digital
🌿🔋 El proyecto conjunto HySecunda: soluciones escalables para la producción de hidrógeno verde
🎯🌍 Resumen y objetivos: soluciones escalables para la producción de hidrógeno verde
El proyecto conjunto HySecunda tiene como objetivo optimizar la producción, el almacenamiento, el desarrollo de capacidades y la certificación de hidrógeno verde (H2). Sudáfrica está en la parrilla de salida como principal proveedor potencial de hidrógeno verde, también para Alemania. El desafío actual radica en almacenar y distribuir esta fuente de energía. Nueve Institutos Fraunhofer y la Academia Fraunhofer han unido fuerzas en el proyecto HySecunda para desarrollar soluciones para la producción, almacenamiento y certificación de hidrógeno verde. Además, el consorcio apoya el desarrollo de capacidades en Sudáfrica y proyectos sobre combustibles basados en hidrógeno para la aviación.
🌞🤝 El potencial de Sudáfrica y la cooperación internacional
Con una abundancia de fuentes de energía renovables como la solar y la eólica, Sudáfrica tiene el potencial de convertirse en un importante productor de hidrógeno limpio y sostenible, lo que podría ser de gran interés tanto para Alemania como para Europa. El país podría desempeñar un papel clave si logra desarrollar la infraestructura para almacenar y distribuir hidrógeno y reducir los costos de producción.
💡🔬 Experiencia en la materia y enfoque de investigación
El proyecto HySecunda, en el que participan varios institutos Fraunhofer, se centra en el desarrollo de soluciones prácticas y escalables para la producción de hidrógeno verde en Sudáfrica durante un período de tres años. Estos institutos ofrecen experiencia en las áreas de microestructura de materiales y sistemas, economía energética y tecnología de sistemas, infraestructuras energéticas, energía geotérmica, cerámica, investigación de silicatos, tecnologías de recubrimientos, energía eólica, investigación de sistemas e innovación y energía solar. Además, se está implementando un concepto educativo que se adapta específicamente a las necesidades de los 16 estados de la Comunidad de Desarrollo del África Meridional (SADC).
🛡️🌱 Certificación y preparación de mercado
Un objetivo principal del proyecto también es el desarrollo de soluciones compatibles con el mercado y el sistema para la certificación del hidrógeno verde y sus derivados. Los análisis del sistema energético y los estudios de viabilidad económica ayudan a identificar los riesgos y las condiciones marco necesarias en una fase temprana, lo que representa una base importante para una comercialización exitosa y la posterior importación a Alemania y Europa.
🌐✨ Contexto global y sostenibilidad
Para tener una visión integral del proyecto HySecunda, también se debe tener en cuenta el contexto global del hidrógeno verde. La Agencia Internacional de Energía (AIE) predice una creciente demanda de hidrógeno verde como parte de los esfuerzos globales para reducir las emisiones de carbono y cumplir los objetivos climáticos. El hidrógeno se puede utilizar como fuente de energía en diversos sectores como el transporte, la industria y la producción de energía. En particular, la capacidad del hidrógeno para almacenar energía durante largos períodos de tiempo y transportarla a largas distancias lo convierte en un pilar importante de la transición energética.
🤝🌏 Alianzas internacionales y desarrollo local
La cooperación entre Alemania y Sudáfrica en el ámbito del hidrógeno es también un ejemplo de la creciente importancia de las asociaciones internacionales en el sector energético. A través de dichas colaboraciones, la transferencia tecnológica, el desarrollo económico y la lucha contra el cambio climático pueden ir de la mano. Estos proyectos también promueven la economía local en Sudáfrica al crear empleos y fortalecer las habilidades locales en el campo de las energías renovables.
🚀⚙️ Retos y caminos futuros
La tecnología del hidrógeno todavía enfrenta desafíos técnicos y económicos. Entre ellos se incluyen la eficiencia de la producción de hidrógeno, en particular mediante electrólisis, el coste de la energía renovable y la necesidad de desarrollar una infraestructura segura y eficiente para el transporte y almacenamiento de hidrógeno. Proyectos como HySecunda son cruciales para afrontar estos desafíos y acelerar la transición hacia un futuro con bajas emisiones de carbono.
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- ✅ Certificación y comercialización de H2 verde
- 🌐 Contexto global del hidrógeno como fuente de energía
- ⚡ Uso del hidrógeno en el transporte, la industria y la energía
- 🌱 Apoyo económico local a través de tecnologías H2
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🔬🇩🇪 La investigación pionera de los Institutos Fraunhofer en Alemania
🌟 Principales áreas de innovación tecnológica
Los Institutos Fraunhofer de Alemania son conocidos por su trabajo pionero en investigación aplicada y desempeñan un papel crucial en el desarrollo de tecnologías innovadoras. Al promover los avances científicos, se centran, entre otras cosas, en cuatro áreas principales del sector tecnológico que son de gran importancia para la industria y el medio ambiente.
🔍Expansión de la tecnología de sensores
En primer lugar, los institutos se dedican al desarrollo de tecnología de sensores de última generación. Los enfoques innovadores incluyen el diseño de sensores con mayor sensibilidad que pueden ayudar a detectar fugas en tanques y tuberías de manera más temprana y confiable. Asimismo, esta tecnología de sensores tiene como objetivo detectar más rápidamente signos de corrosión y fatiga de materiales, lo cual es crucial para el mantenimiento y la seguridad en diversas industrias. Por ejemplo, el uso de estos sensores en la industria del petróleo y el gas podría prevenir daños ambientales y aumentar la eficiencia operativa.
🛡️ Innovación en capas barrera
En el segundo ámbito, los institutos se centran en innovadoras capas barrera contra el oxígeno y el hidrógeno. Dichos recubrimientos son esenciales para la integridad de las celdas electrolíticas, ya que evitan que el oxígeno y el hidrógeno entren en segmentos adyacentes. Las capas de barrera mejoradas no sólo prolongan la vida útil de las celdas electrolíticas, sino que también aumentan significativamente su seguridad. Esto es particularmente relevante para la industria energética, donde las celdas electrolíticas representan una tecnología clave para almacenar energía renovable en forma de hidrógeno.
💰 Rentabilidad de las placas bipolares
El tercer objetivo estratégico se centra en recubrimientos más rentables para placas bipolares (BPP). Las placas bipolares son elementos esenciales en pilas de combustible y electrolizadores. Sirven como capas separadoras conductoras que también distribuyen los gases de reacción. Tradicionalmente, estas placas se fabrican con materiales caros como el titanio o el grafito y, a menudo, están recubiertas con metales preciosos como el oro o el platino para aumentar la durabilidad. Los Institutos Fraunhofer se esfuerzan por desarrollar recubrimientos más baratos pero de alto rendimiento que puedan soportar los altos requisitos operativos de temperatura, presión, voltajes eléctricos y ambientes corrosivos.
🌬️ Mejoras en las capas de transporte.
La cuarta y última optimización se busca en el desarrollo de capas de transporte porosas (PTL). Estas capas son esenciales para el suministro de reactivos como gases y líquidos, así como para el transporte de iones dentro de las celdas de electrólisis. La mejora de estos PTL puede tener un impacto dramático en la velocidad de reacción y la eficiencia general de conversión de energía. Una mayor eficiencia significa que se produce más energía utilizable con el mismo insumo, lo que reduce los costos y aumenta la sostenibilidad.
🌍 Contribución a un futuro sostenible
Los Institutos Fraunhofer trabajan en tecnologías clave que no sólo aumentan el rendimiento y la seguridad de los sistemas, sino que también pueden contribuir a reducir costes y proteger el medio ambiente a largo plazo. Estos avances tienen el potencial de revolucionar una amplia gama de sectores industriales, incluidos el almacenamiento de energía, la automoción, la ingeniería de plantas y la industria química. Más allá de los esfuerzos por lograr eficiencia y rentabilidad, el trabajo de innovación de los Institutos Fraunhofer hace una contribución significativa a los esfuerzos globales para dar forma a un futuro sostenible y respetuoso con el medio ambiente.
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🌍🔋 Contribución a la seguridad energética en Alemania y Europa
🔬🤝 Necesidades de investigación y desarrollo para la transición energética
La seguridad energética es una preocupación central para Alemania y Europa, especialmente porque los acontecimientos geopolíticos de los últimos años han dejado clara la importancia de un suministro energético independiente y sostenible. En este contexto, los proyectos de investigación y desarrollo como HySecunda no sólo son innovadores, sino necesarios para dar forma con éxito a la transición energética y alcanzar los objetivos climáticos de París.
🏢💪 Fraunhofer-Gesellschaft: un actor central
La Fraunhofer-Gesellschaft desempeña un papel clave en la búsqueda de la seguridad energética en Alemania y Europa. Como la organización más grande de Europa para la investigación orientada a aplicaciones, aporta su amplia experiencia a través de proyectos multidisciplinarios para desarrollar soluciones innovadoras. El compromiso en el campo estratégico de investigación de las tecnologías del hidrógeno mencionado por el Prof. Mario Ragwitz lo ilustra de manera impresionante.
💼🌟 El proyecto HySecunda: un ejemplo brillante
El proyecto HySecunda, que se lanzó en una reunión inicial los días 29 y 30 de noviembre de 2023 en Halle (Saale), es un ejemplo destacado de este tipo de iniciativas. Con un volumen de financiación de unos 15 millones de euros, apoyado por el VII Programa de Investigación Energética del Ministerio Federal de Educación e Investigación, queda demostrada la importancia que el Gobierno federal concede a este tema. El objetivo es promover el hidrógeno verde y sus derivados, especialmente en la región de la SADC en Sudáfrica, y al mismo tiempo construir una cooperación a largo plazo.
🤲🏽🔄 Colaboración en el consorcio
Los socios del consorcio HySecunda, que reúne a nueve institutos Fraunhofer diferentes, son cruciales para alcanzar los ambiciosos objetivos del proyecto. Combinando su experiencia única, será posible desarrollar tecnologías innovadoras para la producción y el uso de hidrógeno verde y fuentes de energía sintéticas. Según la Dra. Klemens Ilse, líder del grupo de diagnóstico de materiales para tecnologías H2 en Fraunhofer IMWS y a cargo del proyecto, el proyecto es un paso crucial para el crecimiento del mercado del hidrógeno verde y sus derivados.
🔋♻️ El hidrógeno como fuente de energía del futuro
El hidrógeno desempeña un papel clave en la descarbonización de la industria y el transporte, especialmente donde la electrificación directa es difícil o imposible. El hidrógeno verde, obtenido mediante electrólisis utilizando electricidad procedente de energías renovables, está especialmente en el punto de mira porque sólo libera agua cuando se quema y, por tanto, es una alternativa limpia.
✈️🌿 Promoción de la energía verde en la aviación
El proyecto HyShiFT, con el que colabora el consorcio HySecunda, tiene como objetivo establecer la producción de combustible de aviación ecológico. Este proyecto subraya la relevancia del hidrógeno verde también en el sector de la aviación, un área que necesita urgentemente soluciones sostenibles debido a los elevados requisitos de combustible y las emisiones.
🏭📈 Importancia para la economía regional y creación de valor
No se debe subestimar la importancia de tales proyectos para el desarrollo económico regional. Las colaboraciones a largo plazo proporcionan la base para la creación de valor local, mejoran la infraestructura energética y reducen la dependencia del carbón y los combustibles fósiles importados.
🌍💚 Sostenibilidad y desarrollo socioeconómico
Los Institutos Fraunhofer siguen un enfoque integral que, además del desarrollo técnico, tiene en cuenta los aspectos socioeconómicos. No se trata sólo de la producción pura de hidrógeno, sino también de desarrollar modelos de negocio viables que permitan una implementación económicamente sostenible.
🔋🌞 Potencial de la región SADC para el hidrógeno verde
El hidrógeno verde también puede servir como medio de almacenamiento del exceso de energía procedente de fuentes renovables, y la región de la SADC ofrece aquí las condiciones ideales gracias a su alto potencial de energía solar y eólica. Por el contrario, esto podría significar que Europa podría cubrir parte de sus necesidades energéticas importando hidrógeno verde o sus derivados de esta región, aumentando así su seguridad energética.
🌐🔗 Política energética en red para el futuro
Sin embargo, el compromiso de Fraunhofer-Gesellschaft con las tecnologías del hidrógeno es sólo un aspecto de un enfoque más amplio para lograr la seguridad energética. Las energías renovables como la eólica y la solar desempeñan un papel tan importante como la eficiencia energética, la interconexión de sistemas energéticos y las tecnologías digitales para el control inteligente del suministro energético.
🔍🌱 La investigación como motor de innovación e independencia energética
En definitiva, el proyecto HySecunda es un excelente ejemplo de cómo la investigación y el desarrollo, junto con la colaboración internacional y un claro enfoque en la sostenibilidad y la independencia energética, pueden conducir a avances concretos y soluciones innovadoras. Muestra qué oportunidades ofrece la tecnología del hidrógeno y qué papel desempeñan Alemania y Europa en un mercado energético globalizado.
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