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Hidrógeno verde y almacenamiento de energía

El Hidrógeno y el reto de su almacenamiento

Tanque Amoniaco KHI (Turkmenistan, 2011)

Sin lugar a duda, el Hidrógeno se ha convertido en uno de los vectores principales de la transición energética. Dentro de las políticas a desarrollar en el marco del European Green Deal destaca la Estrategia Europea del Hidrógeno (EU Hydrogen Strategy), cuyo objetivo es establecer las pautas necesarias para desarrollar el papel del Hidrógeno en la reducción de emisiones de la Unión Europea de una manera eficiente y convertirlo en actor esencial para alcanzar la neutralidad de carbono en 2050. Las metas fijadas por esta estrategia europea contemplan tres horizontes temporales con ambiciosos hitos ya marcados:

  • Primera fase (2020-2024): Instalación de un mínimo de 6GW de electrolizadores en la UE y la producción de hasta 1 millón de toneladas de Hidrógeno verde.
  • Segunda fase (2025-2030): Instalación de un mínimo de 40GW de electrolizadores en la UE y la producción de hasta 10 millones de toneladas de Hidrógeno verde.
  • Tercera fase (2030-2050): Madurez y despliegue a gran escala de las tecnologías de Hidrógeno verde o renovable.

 

Convendría tener en cuenta qué es el Hidrógeno y por qué es tan importante en la Transición Energética. El Hidrógeno es el elemento más ligero que se conoce, se presenta de forma estable en moléculas biatómicas H2 y en condiciones atmosféricas es un gas no tóxico, incoloro e inodoro. Nos encontramos ante el elemento más abundante del universo, si bien en nuestro planeta siempre aparece asociado al oxígeno para formar agua, o bien al carbono, para formar compuestos orgánicos. Esta última circunstancia nos obliga a no poder considerarlo como recurso natural o fuente de energía primaria, sino como un portador de energía o «vector energético»: es necesario producirlo (separarlo de sus socios con los que forma compuestos) mediante la aportación de algún tipo de energía.

En función de la materia prima a partir de la cual se produce el Hidrógeno y la energía utilizada para su obtención, éste se clasifica generalmente en:

  • Hidrógeno verde: Hidrógeno generado empleando fuentes de energía renovables, con bajas emisiones. Dentro de la categoría de hidrógeno verde, se encuentra el denominado Hidrógeno renovable, que se corresponde con la electrólisis del agua a partir de fuentes de energía renovables, con niveles de emisiones próximas a cero.
  • Hidrógeno gris: es el producido a partir de gas natural u otros hidrocarburos ligeros como metano o GLP mediante procesos de reformado.
  • Hidrógeno azul: es el producido de manera similar al hidrógeno gris, pero aplicando técnicas de captura, uso y almacenamiento de CO2 reduciendo de forma significativa las emisiones del proceso.

 

Debemos tener en cuenta que la Hoja de Ruta del Hidrógeno desarrollada por las administraciones se centra en el Hidrógeno Verde e hidrógeno Renovable.

El H2 verde, obtenido puede usarse en pilas de combustible, que deberían ser esenciales en la movilidad de un futuro cada vez más cercano; pero también se espera de él que sea un portador de energía, así como un nuevo protagonista en la industria descarbonizada.

Uno de los desafíos que debemos superar para consolidar el uso de H2 como fuente de energía es su almacenamiento y transporte, dado que los gastos asociados a estos apartados pueden llegar a suponer una parte importante del coste total de la energía producida con el Hidrógeno. La baja densidad de este elemento añade una gran dificultad a su almacenamiento, si bien se nos presentan varias alternativas:

  • En estado gaseoso, dentro de recipientes a alta presión (200 a 1000 bar)
  • En estado líquido, a temperatura criogénica de -253⁰C
  • En forma de compuestos químicos (Amoniaco (NH3), Líquidos orgánicos (tolueno), etc.)
  • En hidruros metálicos
  • En microesferas de vidrio
  • En materiales basados en el carbono (nanotubos y nanofibras de grafito)
  • En zeolitas

 

En este contexto, y ante las dificultades que presenta en la actualidad la logística del H2, quizá deberíamos detenernos en la apuesta de un consorcio industrial japonés creado en 2019 para desarrollar el uso del Amoniaco (NH3) como producto energético. En la página de esta agrupación (https://www.ammoniaenergy.org/) están publicados interesantes artículos que detallan los prometedores avances de este compuesto como pilar en el uso energético.

El Amoniaco es un viejo conocido en el mundo de los fertilizantes; no genera CO2 al ser usado como combustible y se puede transformar en H2 a la vez que ofrece la posibilidad de alimentar directamente centrales térmicas y hornos industriales; además cuenta con la gran ventaja de su versatilidad para ser almacenado en estado líquido de manera refrigerada a una temperatura razonable de -33⁰C (a la presión de 1 atm), semi-refrigerada (entre -33⁰C y temperatura ambiente a una presión superior a 1 atm) o incluso en condiciones de temperatura ambiente a una presión muy superior a 1 atm, aunque sin llegar en ningún caso a los exigentes requisitos del H2.

En este escenario, en Duro Felguera acumulamos un vasto historial de proyectos de tanques y esferas para almacenamiento de Amoniaco que arranca hace más de 50 años: en 1968 con una esfera para ENPETROL en Cartagena y en 1969 con un tanque para FERTIBERIA en Castellón. Desde entonces nuestras referencias no han parado de crecer tanto en el mercado nacional como internacional, ofreciendo soluciones para el almacenamiento criogénico de Amoniaco a numerosos clientes.

Como hito particularmente reseñable cabe destacar que en 2003 Duro Felguera, a través de su filial Felguera-IHI completó el proyecto de diseño, fabricación, montaje y puesta en marcha de la mayor esfera de almacenamiento de amoniaco que se ha construido hasta la fecha en Europa (27 metros Ø y 10.500 m3 de capacidad).

Es evidente la imparable apuesta mundial por el Hidrógeno como vector energético, pero nos encontramos con el gran desafío que supone su logística y -particularmente- su almacenamiento. No dudamos de que el camino pasa por la investigación y desarrollo de nuevas soluciones económicamente viables y -sobre todo- fiables para el delicado manejo del H2, y ahí estará Duro Felguera. Pero en este momento el mercado no puede permitirse desdeñar las soluciones maduras ya contrastadas en las que nuestra empresa es referencia solvente desde hace más de 50 años, sobre todo si a ese vector energético se une también el del Amoniaco (NH3) por el que apuestan decididamente en Japón.

Esfera Amoniaco Anhidro Grupo UBE (Castellón, 2003)
Esfera Amoniaco Anhidro Grupo UBE (Castellón, 2003)
Tanque Amoniaco KHI (Turkmenistan, 2011)
Tanque Amoniaco KHI (Turkmenistan, 2011)
Tanque Amoniaco TERQUIMSA (Tarragona, 1999)
Tanque Amoniaco TERQUIMSA (Tarragona, 1999)

(Autor del texto: José Aurelio Suárez Devesa, con la colaboración de Luis Bausela)

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