Alcanzar la neutralidad climática mediante la descarbonización de la economía para el año 2050 es el objetivo marcado por el Pacto Verde Europeo de la Unión Europea. Para cumplir esta meta, los Fondos Europeos Next Generation, que buscan la recuperación de empresas y PYMEs a través de proyectos de transformación que tengan como uno de sus retos el impulso de las energías renovables, pueden resultar fundamentales.
Sobre todo, teniendo en cuenta que la estrategia climática de la UE sitúa al hidrógeno verde como una de las llaves para descarbonizar los países comunitarios, proponiendo llegar a la producción de hasta 6 GW para 2024 y hasta 40 GW para 2030. Una carrera energética para la que las empresas de Euskadi también tienen que estar preparadas.
La producción de hidrógeno a partir de energías renovables se basa en la electrólisis de agua, un proceso que consiste en la separación de la molécula de agua en sus componentes (hidrógeno y oxígeno) empleando electricidad proveniente de fuentes renovables.
Tekniker participa en el desarrollo de tecnologías innovadoras para la generación de hidrógeno verde
Este proceso permite el almacenamiento de grandes cantidades de energía eléctrica renovable durante largos periodos de tiempo mediante la transformación directa de dicha energía eléctrica en hidrógeno. Sin embargo, la fabricación de los sistemas empleados para la generación de hidrógeno conlleva importantes costes económicos, por lo que el sector energético demanda nuevas soluciones que permitan una producción más competitiva con un menor gasto y una mayor eficiencia.
En este contexto, el centro tecnológico Tekniker, miembro de Basque Research and Technology Alliance (BRTA), trabaja en el desarrollo de nuevos componentes críticos que permitan la disminución de los costes de fabricación de la tecnología de electrólisis del hidrógeno.
Proyecto en Euskadi
Ejemplo de ello es el proyecto financiado por el programa Elkartek del Gobierno Vasco H2BASQUE (Tecnologías para Impulsar la Economía del Hidrógeno en el País Vasco), en el que el centro tecnológico trabaja junto a otras universidades, empresas y centros tecnológicos de Euskadi en el desarrollo de componentes críticos y tecnologías innovadoras para la generación del hidrógeno verde de manera competitiva.
En concreto, Tekniker aporta a la iniciativa su experiencia de más de 30 años en el empleo de la avanzada técnica de deposición de materiales magnetron sputtering para minimizar al máximo la utilización de metales preciosos en la fabricación de los sistemas de producción de hidrógeno y reducir así su coste de producción, sin restar las prestaciones de eficiencia y durabilidad de los que hay en el mercado.
Esta tecnología, a diferencia de las técnicas actuales para fabricar catalizadores, permite la fabricación de materiales en un solo paso, con composición y morfología controlada, pudiéndose depositar el material directamente sobre el electrodo sin ninguna manipulación.
De esta forma se consiguen fabricar catalizadores con bajo contenido en metales preciosos, clave no solo por su alto coste económico sino también por su escasez.
Los nuevos desarrollos de Teknikerse evaluarán mediante técnicas de caracterización para validar su implementación en la producción de hidrógeno verde y contribuir a la generación de energía limpia y la descarbonización a través de su integración en plantas renovables.
Colaboración vasca de interés europeo
La apuesta de Tekniker por el hidrógeno verde también pasa por la colaboración con otros agentes industriales. Por este motivo el centro se sumó el pasado 2021 a la Asociación del Corredor Vasco del Hidrógeno, una iniciativa que la Comisión Europea preseleccionó como IPCEI (Proyectos Importantes de Interés Común Europeo) y que unifica conocimiento y esfuerzos de diferentes empresas y organizaciones para lograr que el hidrógeno renovable sea una realidad en el sistema energético.
El centro tecnológico trabaja para contribuir a la generación de energía limpia y a la descarbonización
El objetivo de esta asociación es establecer un ecosistema estratégico público-privado para desarrollar proyectos de investigación a lo largo de toda la cadena de valor del hidrógeno y avanzar hacia la descarbonización de la energía, la movilidad y otros sectores.
Como socio, el centro tecnológico contribuye a esta agrupación, por un lado, con sus capacidades en el desarrollo de componentes innovadores y nuevos diseños de electrolizadores, incorporando estos componentes tanto para electrolizadores de membrana de intercambio protónico (PEM), como para electrolizadores de membrana de intercambio aniónico (AEM) o electrolizadores alcalinos.
El centro trabaja tanto el diseño del stack como en el diseño del balance de planta. Estos nuevos desarrollos se caracterizan y validan en las instalaciones de Tekniker, que cuentan con bancos de ensayo adaptados a las diferentes tecnologías. Dada su amplia experiencia en procesos de fabricación avanzada trabaja también en la optimización de las técnicas de fabricación de dichos componentes para garantizar su fabricación competitiva a escala industrial.
Además, en Tekniker se diseñan nuevas herramientas e innovadores métodos para la monitorización, el diagnóstico y el control de los electrolizadores durante la generación de energía como sensores y algoritmos de inteligencia artificial. Pero estos nuevos desarrollos no solo se centran en los sistemas de electrólisis, sino que incorporan, además, nuevas tecnologías de integración y control para el acoplamiento óptimo entre estos electrolizadores y las plantas de energía renovable que permitan la producción de hidrógeno renovable a un precio competitivo. Todo esto se complementa con un laboratorio puntero de caracterización de materiales que permite el estudio de la compatibilidad de materiales para trabajar en atmosferas de hidrógeno.
En definitiva, la aportación de Tekniker a la agrupación vasca contribuirá al impulso del hidrógeno verde, desde su generación hasta su uso final, pasando por el transporte o el almacenamiento.
De esta manera, formar parte de esta asociación, referente a nivel estatal y una de las líderes a nivel internacional en tecnologías del hidrógeno, refuerza la apuesta del centro por las tecnologías asociadas a este vector clave para la transición energética.
Una planta innovadora para impulsar la energía termosolar
El centro tecnológico Tekniker ha coordinado el proyecto MOSAIC, cuyo objetivo consiste en desarrollar y validar un nuevo concepto de planta de energía termosolar de concentración (CSP - Concentrated Solar Power) con menores gastos de construcción y operación. Su sistema, que emplea concentradores esféricos fijos, se encuentra ahora en fase de ensayo.
La energía solar termoeléctrica, también conocida como CSP (Concentrated Solar Power), es un tipo de energía solar térmica que se postula como alternativa para generar electricidad de una manera sostenible, gestionable e igualmente eficiente a las tecnologías fósiles. La energía solar fotovoltaica es la tecnología solar más común gracias a su bajo precio, pero cuando se trata de almacenar esa energía y satisfacer una demanda fluctuante, tecnologías solares como la CSP pueden ser más competitivas. La energía solar concentrada es una tecnología capaz de almacenar la energía solar de forma eficiente y rentable mediante grandes tanques de sales fundidas. Este tipo de centrales son ya una realidad en el mercado eléctrico español, sin embargo, su pleno desarrollo y penetración en el mercado sigue viéndose obstaculizado por el alto coste asociado a su instalación y mantenimiento.
En este sentido, el centro tecnológico Tekniker, miembro de Basque Research and Technology Alliance (BRTA), ha coordinado los últimos cinco años el proyecto MOSAIC con el objetivo de desarrollar y validar un nuevo concepto de planta CSP con rendimientos similares, pero menores costes de construcción y operación que las actuales instalaciones CSP. MOSAIC es un proyecto financiado por el programa de la Unión Europea Horizonte 2020 que arrancó en 2016 y que cuenta con un consorcio liderado por Tekniker e integrado por socios procedentes de España, Alemania, Francia, Dinamarca, República Checa e Italia.
El diseño desarrollado conjuntamente por Tekniker y CENER se trata de un concepto de planta modular en la que cada módulo se compone de un concentrador esférico fijo y un receptor móvil (SRTA, Stationary Reflector/Tracking Absorber) que aprovecha las propiedades de los concentradores esféricos. En efecto, un espejo esférico refleja y concentra la radiación solar en una única línea que se mueve sobre los espejos a medida que lo hace el sol. Gracias a esta propiedad, un receptor móvil que siga dicha línea puede captar toda la energía utilizando un único sistema de seguimiento en lugar de los costosos accionamientos de los miles de heliostatos de las centrales termosolares comerciales. De esta forma se consiguen altos ratios de concentración, alta eficiencia térmica y altas temperaturas de funcionamiento, al tiempo que se reducen los costes.
El proyecto ha culminado con la construcción de un prototipo de módulo de 300kW térmicos en las instalaciones de CENER, Centro Nacional de Energías Renovables en Sangüesa (Navarra), cuyos ensayos de validación comenzaron el pasado octubre.
La modularidad que ofrece el concepto de planta MOSAIC, le confiere la capacidad de dar una misma solución a diferentes tamaños de planta simplemente variando el número de módulos y permitiendo plantear instalaciones de potencias altas conservando las ventajas de plantas de pequeño tamaño, como la baja atenuación atmosférica y requerimientos de precisión menos restrictivos. Igualmente, los sistemas MOSAIC pueden proporcionar calor a una gran variedad de procesos industriales que requieran de calor de media y alta temperatura.
Con la experiencia adquirida y los datos obtenidos ya se trabaja en la nueva generación de módulos con configuraciones mejoradas, más eficientes y que optimicen costes, en busca de la comercialización de este concepto en el medio plazo, aprovechando su enfoque modular y flexible para adaptarlo a distintos escenarios, cubriendo tanto las demandas de energía térmica como eléctrica.
