Simulaciones de posibles plataformas de producción para hidrógeno en alta mar. Producción centralizada en una sola plataforma (izquierda) y producción descentralizada en turbinas eólicas individuales (derecha). Crédito: Aquaventus Förderverein EV
El hidrógeno verde es una parte clave de la transición de energía. En los próximos años, se hará en parques eólicos en la Bight alemana. Con la tecnología reciente, este proceso crea calor residual y salmuera, que se arrojan al mar.
Un nuevo estudio de Helmholtz-Zentrum presenta por primera vez que el calor residual de la planta de 500 megavatios puede aumentar la temperatura del agua localmente hasta 2 ° C, lo que influye en la estratificación del mar.
Los autores proporcionan nuevas recomendaciones para la expansión ecológica de la producción planificada de hidrógeno en alta mar en el Mar del Norte en un estudio publicado recientemente en NPJ Ocean Sostenity.
Casi el 80% de la energía utilizada en todo el mundo actualmente proviene de combustibles fósiles como el petróleo, el carbón y el gas. Como parte de la transición de energía, estos deben ser reemplazados cada vez más por fuentes de energía ecológicas como el hidrógeno climático neutral.
La Ley de energía eólica en alta mar alemana (Windseeg) establece las bases para producir hidrógeno utilizando energía eólica en el Mar del Norte en el futuro. El objetivo es instalar plantas de hidrógeno en alta mar con una capacidad de 10 gigavatios en parques eólicos en alta mar en el Bight alemán. Las tecnologías se están probando actualmente.
Hasta ahora, el enfoque se ha centrado principalmente en cuestiones de viabilidad técnica y viabilidad económica. El impacto en el medio ambiente solo se ha considerado en un grado limitado. Utilizando un modelo de computadora desarrollado internamente, el nuevo estudio de este documento analiza por primera vez la huella potencial de la producción de hidrógeno en alta mar en el Mar del Norte y muestra cómo la expansión planificada se puede lograr de una manera ecológica.
En la producción de hidrógeno en alta mar, el agua de mar se desaliniza primero y luego se divide en hidrógeno y oxígeno a través de un proceso llamado electrólisis. Esto produce calor y salmuera. Según el estado actual de la tecnología, ambos son devueltos al mar cerca de la superficie.
Los autores del estudio de este momento basaron sus cálculos en un proceso térmico en el que el agua está desalinada a través de la evaporación. Los resultados de su modelado muestran que, en comparación con la salmuera, el calor de los residuos tiene un impacto significativamente mayor en el agua de mar. Hace que la temperatura del agua dentro de un radio de 10 metros alrededor de una planta de hidrógeno de 500 megavatios aumente hasta 2 ° C en promedio en el transcurso de un año.
Los investigadores ampliaron el escenario y calcularon el impacto para varias plantas de hidrógeno ubicadas unas cerca de otras con una capacidad total de 10 megavatios. Incluso dentro de un radio de 1,000 metros, todavía había un aumento promedio de temperatura anual de 0.1 ° C a 0.2 ° C. A una distancia de 50 kilómetros, todavía era 0.01 ° C.
“Los cambios de temperatura decisivos ocurren principalmente localmente y, dependiendo de la escala de producción, tienen un impacto en la estratificación del cuerpo de agua”, dice el autor principal, el Dr. Nils Christiansen del Instituto de Sistemas Costeros de aquí, análisis y modelado.
La estratificación es la división vertical del océano en diferentes capas de agua con densidad, temperatura y salinidad variables. El agua más fría y más densa con una mayor salinidad y muchos nutrientes se encuentran en la parte inferior. Por encima de esto hay agua más cálida y ligera con una salinidad más baja. La capa más cálida actúa como una barrera y también influye en el transporte de nutrientes desde la parte inferior hasta la parte superior.
Los hallazgos del estudio muestran que esta estratificación se intensifica cuando la temperatura del agua en la superficie aumenta debido a la entrada del calor de los residuos. Esto puede alterar el transporte de nutrientes y, por lo tanto, también la productividad del fitoplancton. El fitoplancton se encuentra cerca de la superficie y forma la base de toda la cadena alimentaria en el mar. Para reproducir y llevar a cabo la fotosíntesis, necesita nutrientes de las capas más profundas.
Soluciones para la producción de hidrógeno ecológica
Para minimizar el impacto de la producción de hidrógeno en la estratificación, los autores del estudio recomiendan distribuir la entrada de subproductos espacialmente, por ejemplo a través de soluciones descentralizadas. Esto implica varios electrolizadores pequeños que producen hidrógeno en diferentes ubicaciones en lugar de un electrolizador grande en una sola plataforma. También tiene sentido distribuir la entrada a través de la columna de agua, desde cerca de la superficie hasta el fondo del mar o reducir el calor de los desechos a través de soluciones tecnológicas.
“Nuestros hallazgos ayudan a comprender mejor el impacto de la producción de hidrógeno verde en los océanos y desarrollar soluciones para una transición energética sostenible y amigable para la naturaleza en el mar en una etapa temprana”, dice Christiansen. “Ahora se necesitan más estudios para investigar otras tecnologías, como los procesos químicos y el impacto exacto en los ecosistemas”.
Más información: Nils Christiansen et al, producción de hidrógeno en alta mar deja una huella hidrográfica local sobre la estratificación en el Mar del Norte, Sostenibilidad del Océano NPJ (2025). Doi: 10.1038/s44183-025-00121-w
Proporcionado por la Asociación Helmholtz de Centros de Investigación Alemania
Cita: La producción de hidrógeno en alta mar afecta el Mar del Norte: el estudio ofrece estrategias para la expansión ecológica (2025, 10 de junio) Recuperado el 10 de junio de 2025 de https://techxplore.com/news/2025-06 óxido-hidrógeno-fections-afects-north.html
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