En este contexto, la electrólisis de óxido sólido (SOEL, Solid Oxide Electrolysis) se posiciona como una de las tecnologías con mayor potencial para aplicaciones industriales de gran escala, gracias a su capacidad de integrar calor en el proceso y reducir el consumo eléctrico por kilogramo de hidrógeno producido.

Además, frente a tecnologías de baja temperatura como la electrólisis alcalina (AEL) o la electrólisis PEM, la SOEL introduce un cambio de enfoque que afecta tanto a la eficiencia energética como a la estructura de costes a largo plazo.

¿Qué es la electrólisis SOEL y por qué es diferente?

La electrólisis de óxido sólido es una tecnología de producción de hidrógeno que opera a alta temperatura, típicamente en el rango de 600 a 850 °C, utilizando vapor de agua en lugar de agua líquida como materia prima.

Esta diferencia aparentemente simple tiene un gran impacto desde el punto de vista termodinámico, energético e industrial. A altas temperaturas, parte de la energía necesaria para disociar la molécula de agua se aporta en forma de calor y no exclusivamente como electricidad, lo que reduce el trabajo eléctrico mínimo requerido para producir hidrógeno, desplazando parte del consumo hacia una forma de energía que, en entornos industriales, suele estar disponible como calor residual.

En términos prácticos, esto significa que la SOEL:

• Reduce de forma estructural el consumo eléctrico por kilogramo de hidrógeno.
• Permite integrar calor de otros procesos industriales, aumentando la eficiencia global del sistema.
• Abre la puerta a la co-electrólisis de vapor y CO₂ para producir syngas, clave en la síntesis de metanol y otros combustibles renovables.

Frente a las tecnologías de baja temperatura como la AEL y PEM, que operan normalmente entre 50 y 80 °C, requieren que toda la energía de electrólisis se suministre en forma de electricidad y no permiten una integración térmica profunda con procesos industriales existentes, la SOEL presenta grandes ventajas.

Esta diferencia de principio explica por qué la SOEL no debe evaluarse como un simple electrolizador, sino como una tecnología de proceso industrial que debe estar plenamente integrada en el entorno.

Desde el punto de vista electroquímico, las celdas SOEL trabajan con electrolitos cerámicos conductores de oxígeno (normalmente basados en zirconia estabilizada), lo que permite operar a elevadas densidades de corriente manteniendo altas eficiencias.

En condiciones industriales, los sistemas SOEL pueden trabajar de forma estable en rangos de 0,5 a 1,5 A/cm², con tensiones de celda del orden de 1,25–1,35 V, valores claramente inferiores a los observados en tecnologías de baja temperatura para productividades equivalentes.

Además, al operar con vapor, la SOEL presenta una cinética electroquímica más favorable, reduciendo las pérdidas por sobrepotencial y permitiendo una mayor flexibilidad en la integración con procesos térmicos existentes que mejoren la operación de la planta.

El balance de planta de la electrólisis SOEL: entender dónde está la ventaja

Antes de comparar tecnologías o hablar de proyectos concretos, es clave entender cómo es realmente una planta de electrólisis SOEL y por qué su balance de planta (BoP) explica gran parte de su ventaja competitiva. De este modo, un esquema industrial típico de electrólisis SOEL incluye:

• Stacks SOEL de alta temperatura.
• Sistema de generación y acondicionamiento de vapor, alimentado preferentemente con calor residual del proceso o de plantas colindantes.
• Intercambiadores de calor para precalentamiento de corrientes y recuperación térmica interna.
• Sistema eléctrico AC/DC y rectificadores, dimensionados para operación estable y continua.
• Gestión de gases (H₂, O₂ y, en su caso, CO/CO₂ en co‑electrólisis).
• Unidades de secado, purificación y compresión del producto.
• Sistemas de control, seguridad y auxiliares.

Este enfoque permite algo crítico en muchos proyectos, sustituir electricidad por calor, siempre que este esté disponible. Existen estudios como el informe “Next Level Solid Oxide Electrolysis” donde se muestra que, en configuraciones industriales bien integradas, hasta un 20–30% de la energía total requerida por el proceso de electrólisis puede suministrarse en forma de calor en lugar de electricidad.

Este desplazamiento energético es el que explica la reducción tan significativa del consumo eléctrico específico frente a AEL o PEM. En términos de diseño, esto implica que la SOEL alcanza su máximo potencial cuando se integra en complejos industriales con:

• Disponibilidad de vapor o calor residual.
• Operación continua y estable (alto número de horas equivalentes), pues se reducen los ciclos de operación y el estrés térmico provocado de paradas/arranques.

La clave económica: la energía más barata es la que no se consume

En cualquier proyecto de hidrógeno renovable de tamaño considerable, el principal coste operativo es la electricidad y, por eso, más allá del CAPEX, la pregunta correcta no es cuánto cuesta el electrolizador, sino cuánta electricidad es realmente necesaria para producir cada kilogramo de hidrógeno.

Es aquí donde la SOEL marca la diferencia, puesto que, de forma orientativa, a nivel de sistema la electrólisis alcalina/PEM consume 50–55 kWh/kg H₂, mientras que la electrólisis SOEL (con integración térmica) puede situarse en 40 kWh/kg H₂.

Esa diferencia de 10–15 kWh por kilogramo de hidrógeno supone una ventaja enorme en términos económicos, ya que impacta directamente en el coste operativo del hidrógeno a lo largo de toda la vida útil de la planta.

En una planta industrial de 100 MW de electrólisis SOEL, operando 8.000 h/año:

• Producción anual: 20.000 t H₂/año.
• Electricidad evitada: aproximadamente 10 kWh/kg H₂.
• Electricidad no consumida con respecto a tecnologías de baja temperatura: 200 GWh/año.

Si asumimos un precio conservador de la electricidad de 50 €/MWh y fijamos la capacidad de producción de hidrógeno, si comparamos la SOEL con una tecnología de alta temperatura se obtiene que, en base a estas suposiciones, la electrólisis de alta temperatura ahorra del orden de 10 millones de euros cada año para una misma producción de hidrógeno.

A lo largo de una vida útil de 20–25 años, la electricidad evitada supone decenas o incluso cientos de millones de euros.

Y este ahorro es especialmente robusto frente a la volatilidad del mercado eléctrico, porque no depende de subvenciones ni de hipótesis optimistas, si no de la elección de una tecnología más eficiente en las fases de ingeniería.

Reducción de CAPEX y trayectoria de coste de la SOEL

Además de la mejora en eficiencia energética, el informe comentado anteriormente analiza la evolución esperada del CAPEX de la electrólisis SOEL a medida que aumenta el volumen de fabricación y se consolida el escalado industrial.

La gráfica incluida muestra una tendencia clara de reducción de coste por kW instalado desde las primeras plantas comerciales hacia despliegues de cientos de megavatios. La disminución proyectada se apoya en cinco palancas principales:

• Incremento de densidad de corriente, que reduce el número de celdas necesarias por MW instalado.
• Aumento del tamaño de celda y optimización del stack, simplificando ensamblaje y materiales.
• Producción en mayor volumen y automatización, generando economías de escala.
• Modularización estandarizada, reduciendo costes de ingeniería.
• Optimización del balance de planta, cuyo coste específico disminuye con el tamaño de instalación.

La tendencia hacia 2030 indica una reducción progresiva del CAPEX que acerca la SOEL a la competitividad directa con tecnologías de baja temperatura en términos de inversión por kW, especialmente en configuraciones de gran escala.

Cuando esta reducción de CAPEX se combina con un menor consumo eléctrico específico, el efecto conjunto mejora de forma estructural el coste nivelado del hidrógeno (LCOH).

En aplicaciones industriales con alto número de horas de operación, la combinación de menor inversión y menor OPEX energético refuerza la viabilidad económica de la tecnología.

Triskelion (Forestal del Atlántico): aplicación industrial real

El proyecto Triskelion, promovido por Forestal del Atlántico, traslada a un caso concreto las conclusiones mencionadas anteriormente. Su objetivo es la producción de metanol renovable, un producto en el que el hidrógeno domina completamente la estructura de costes. En este contexto:

• Más del 80 % del coste del metanol depende del hidrógeno (como vemos en la gráfica más abajo).
• El coste del CO₂, la síntesis y el balance de planta tienen un peso muy inferior.

Por tanto, reducir el consumo eléctrico del hidrógeno no es una optimización marginal, sino la palanca principal para reducir el coste del producto final y, de esta forma, aumentar el atractivo del producto de cara a los offtakers.

Bancabilidad y alianza industrial: el papel de Topsoe

Esta alianza refuerza la idea de que la SOEL está alcanzando un nivel de madurez industrial, dejando atrás su percepción como una tecnología especulativa y posicionándose como una solución viable, financiable y escalable.

Un elemento determinante en el proyecto Triskelion es la alianza con Topsoe, uno de los actores industriales más consolidados en procesos catalíticos y tecnologías para la transición energética. La participación de Topsoe aporta tres factores clave:

• Experiencia industrial probada en procesos químicos a gran escala, incluyendo síntesis de metanol.
• Capacidad de ingeniería y escalado comercial, necesaria para integrar tecnologías avanzadas en activos industriales reales.
• Solidez técnica y reputacional, que facilita la estructuración financiera del proyecto frente a bancos, aseguradoras y organismos públicos.

Desde el punto de vista de financiación, este aspecto es especialmente relevante. La adopción de una tecnología como la SOEL en un proyecto de gran escala requiere no solo eficiencia energética, sino también garantías de ejecución industrial y respaldo técnico.

La integración de SOEL en un proyecto como Triskelion, junto con un socio industrial como Topsoe, refleja una etapa de madurez tecnológica en la que la electrólisis de óxido sólido deja de analizarse exclusivamente como tecnología emergente y pasa a evaluarse como solución industrial con capacidad de despliegue comercial.

Conclusión

La electrólisis SOEL no es simplemente una alternativa tecnológica. Es una decisión estratégica para proyectos industriales donde el coste del hidrógeno determina la viabilidad del producto final.

Menor consumo eléctrico, electricidad evitada, integración térmica y ahorro acumulado de decenas o cientos de millones de euros convierten a la SOEL en un pilar clave en la consecución de un suministro de hidrógeno renovable a precio competitivo.

Si estás preparando un proyecto de hidrógeno renovable y necesitas acompañamiento técnico, no dudes en contactarnos: info@atlanthy.com

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Referencias

Hauch, A. K. (2020). Recent advances in solid oxide cell technology for electrolysis. Science.

IRENA. (2020). Green Hydrogen Cost Reduction: Scaling up Electrolysers to Meet the 1.5⁰C Climate Goal. Abu Dhabi.

ISPT. (s.f.). Next Level Solid Oxide Electrolysis.

Jeppesen, T. S. (2020). Green Hydrogen High Temperature Electrolysis. Haldor Topsoe.

Mougin, J. (2015). Hydrogen production by high-temperature steam electrolysis. En Compendium of Hydrogen Energy. WP.

Selby, M. (2021). Electrolysis teach-in. Ceres Power.