Valencia
El hidrógeno verde se ha convertido en una de las mayores esperanzas de las grandes industrias que utilizan el calor como principal fuente de energía para alcanzar los objetivos de descarbonización. El reciente Plan Nacional Integrado de Energía y Clima (PNIEC) ha incrementado el objetivo de España para 2030 hasta los 12 gigavatios (GW) en electrolizadores.
Una carrera por desarrollar y, sobre todo, hacer factible y competitiva la producción de esta energía, en la que los institutos tecnológicos valencianos de Redit están teniendo un papel fundamental para el desarrollo industrial esta tecnología, con el apoyo del Instituto Valenciano de Competitividad e Innovación (IVACE+i). Una energía estratégica que cuenta además con proyectos de inversión en la Comunidad Valenciana, como el polo previsto por BP en su refinería de Castellón con 2.000 millones de euros de inversión, la punta de lanza de HyVal, el Clúster del hidrógeno de la Comunidad Valenciana en que participa la propia Generalitat Valenciana.
El Instituto Tecnológico de la Energía (ITE) es uno de los grande protagonistas en el desarrollo soluciones tecnológicas sostenibles para la producción y el uso de hidrógeno renovable. Una de las líneas de I+D+i estratégicas del ITE es precisamente el H2 renovable, donde cuenta con infraestructuras y laboratorios de alta capacidad. En ellos trabaja en la optimización de la operativa de la planta piloto de hidrógeno a partir de fuentes de energía renovables y vinculado al almacenamiento energético en baterías, con iniciativas como el proyecto Hystec.
Su impulso ha supuesto la mejora del banco de ensayos para la caracterización de celdas y stack de electrólisis, que permite realizar en paralelo un análisis de sensibilidad de las variables más críticas en el proceso de producción de hidrógeno renovable. Con ella busca optimizar el rendimiento de la planta y contempla distintos escenarios de degradación de los componentes. Esto permitirá reducir significativamente los costes de producción del hidrógeno a lo largo de la vida útil de las instalaciones, mejorando así la viabilidad económica de esta tecnología renovable
Uno de los avances más destacados del proyecto Hystec ha sido el desarrollo de electrodos sostenibles fabricados a partir de restos de biomasa forestal para su uso en pilas de combustible tipo PEM (membrana de intercambio de protones). Un hito para reducir la huella de carbono en la producción de hidrógeno y, al mismo tiempo, promover la economía circular al aprovechar residuos de origen agroforestal.
Así, Hystec ha logrado mejorar la eficiencia y la sostenibilidad de las pilas de combustible, reduciendo la dependencia de materias primas críticas y sustituyéndolas por materiales más respetuosos con el medio ambiente. Al emplear biomasa en la fabricación de estos electrodos, normalmente se evita el uso de componentes que generan emisiones de gases de efecto invernadero, lo que contribuye a una producción de energía mucho más limpia.
Para el desarrollo del proyecto, el ITE trabaja con empresas de distintos sectores, entre ellos grupos con una amplía experiencia en el sector energético, como Laurentia Technologies R&D, Grupo Dominguis Energy Services (GDES), Hydros Power, AboWind, Regenera Levante e Inmatex.
De la generación al transporte
Si la generación de hidrógeno verde es uno de los grandes retos, su extensión también plantea la necesidad de desarrollar sus redes de transporte, tanto por tubería como por otros medios. En ese terreno es donde trabaja el Instituto Tecnológico del Plástico (Aimplas) con el proyecto H2MAP, que aborda el desarrollo de tecnología para la generación y el almacenamiento de hidrógeno, que permita hacer más seguro y accesible este combustible. Una iniciativa en que el centro tecnológico valenciano trabaja en colaboración con las empresas Plastire, Reboca y Porous Material in Action.
El principal objetivo es, por un lado, la obtención de vectores energéticos, tales como el hidrógeno, a través de procesos de deshidrogenación. Por el otro, el instituto especializado en materiales trabaja en el desarrollo de nuevos compuestos poliméricos que permitan su almacenamiento, transporte y distribución. Es decir, que mejoren las condiciones de rendimiento y seguridad de las tuberías y otros equipos utilizados para sus futuras redes y almacenamiento.
"Este proyecto se centra en la generación de hidrógeno desde un punto de vista innovador, mediante catalizadores y a partir de amoníaco, y en su transporte mediante tuberías de materiales poliméricos que permitan distribuirlo sin pérdidas significativas. De esta manera, se apuesta por la investigación en nuevas tecnologías encaminadas a la descarbonización y la electrificación de la industria, así como por el uso de energías limpias para avanzar hacia la transición energética industrial", ha explicado Jaime Lozano, investigador en construcción y energías renovables en Aimplas.
La experiencia en biogás
El hidrógeno no es la única alternativa verde para muchas industrias valencianas que actualmente tienen el gas natural como combustible básico. El biometano es el principal sustituto natural, ya que también puede inyectarse a la red y emplearse para el transporte, lo que lo convierte en un vector de futuro que además ya cuenta con plantas en funcionamiento. Precisamente sectores como el agroalimentario y la depuración de aguas, con los que tiene una sólida experiencia el centro tecnológico especializado en alimentación Ainia, son los que más han desarrollado esta alternativa.
El proyecto UPBIOMET+ está destinado a optimizar el proceso de conversión en metano en digestores de las plantas de biogás agroindustrial y en las plantas involucradas en el ciclo integral del agua. Por ejemplo, en el tratamiento de lodos de depuradora, para que la cantidad de energía obtenida a partir de la digestión anaerobia de los lodos sea mayor, y permita abastecer energéticamente en mayor medida la planta de tratamiento de aguas residuales.
Además de obtener un biogás con un mayor porcentaje de metano, se quiere reducir los costes operacionales y residuos gaseosos, así como desarrollar estrategias de optimización del proceso de conversión del biogás en biometano para propiciar futuros avances.
De esta forma, el instituto tecnológico desarrolla una nueva tecnología de digestión anaerobia para optimizar el biogás mediante la transformación de CO2 en CH4 extra, es decir dióxido de carbono en biometano. Los primeros resultados obtenidos han logrado un incremento de entre un 20 y un 30% de biometano, gracias a los materiales conductores en los que se ha investigado para mejorar el rendimiento.