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Existe en las estrellas. Es un elemento químico gaseoso, incoloro, inodoro e insoluble en agua. Es menos denso que el aire y es el más ligero de todos los elementos de la tabla periódica. Es ¡el Hidrógeno!... y su formula molecular estable es H2.

En los últimos meses es posible que haya oído hablar de este humilde elemento. El H2 se ha utilizado durante varios años, pero ahora ha recibido más atención en varios sectores, principalmente en el de la energía. La contribución del hidrógeno a la descarbonización de la sociedad puede ser pertinente y EDP tiene los ojos puestos en este elemento.

H2: buscando su lugar en el sector de la energía

La Ruta para la Neutralidad de Carbono (RNC2050) es un compromiso que tiene como objetivo lograr el 100% de descarbonización en 2050, y que Portugal ha asumido internacionalmente con muchos países de la UE, contribuyendo así a la reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero en el mundo. 

Miguel Patena, responsable del área de Innovación de EDP Producción, cree que estamos en una etapa atractiva para el sector energético. Tenemos que considerar no solo la electricidad como un portador de energía, sino también los combustibles ecológicos. Esta combinación es lo que podría conducir a la descarbonización que la sociedad quiere. ¿Y por qué? 

En 2030, el objetivo es que más del 90% de la electricidad generada por EDP sea de fuentes renovables. La forma más eficiente y económica de alcanzar el 100% en 2050 es con la electrificación del consumo en general, ya sea en movilidad eléctrica, aire acondicionado, en industrias, etc. Aun así, hay sectores adonde la electrificación no logra llegar, como es el caso de la industria pesada, el transporte aéreo y la navegación. Aquí entra el hidrógeno, más específicamente el H2 verde, que puede usarse para resolver este problema. Además, ganó viabilidad económica y su uso es cada vez más accesible. Es por eso que podemos ver este elemento como una arma possible en la lucha contra la crisis climática.

“Con grandes expectativas vienen grandes responsabilidades” 

Con la euforia global que hay actualmente por el hidrógeno para la producción de energía verde, es necesario conocer todos los poderes de este elemento, pero también ser consciente de las desventajas.

El H2 no existe en la naturaleza en su estado puro, por lo que debe obtenerse a través de procesos que consumen energía, para luego ser utilizado de diferentes maneras, ya sea en combustión directa o en celdas de combustible. La forma en que se produce puede ser verde o no. Los procesos más comunes para producir electricidad a partir de H2 son:

  • Reformación: funciona aplicando altas temperaturas donde el vapor reacciona con un combustible de hidrocarburos (gas natural, diesel, carbón, etc.) para producir hidrógeno. Hoy, aproximadamente el 95% del hidrógeno se produce a través del vapor de gas natural.
  • Electrólisis: se utiliza una corriente eléctrica para separar el agua en hidrógeno y oxígeno. Estos procesos se producen con un electrolizador, que tiene la capacidad de crear H2 a partir de moléculas de agua.

El proceso del gas natural da origen al hidrógeno gris, ya que emite CO2. Cuando la energía eléctrica, que impulsa la electrólisis, es 100% renovable, tenemos hidrógeno verde, un proceso sin emisión de CO2, desde la fuente hasta su uso final. Este es el objetivo en un futuro muy cercano: una producción completamente limpia y ecológica.

EDP, con su estrategia de electrificación de consumo consolidada durante mucho tiempo, tiene la intención de posicionarse en la generación de hidrógeno a partir de fuentes de energía renovable. Esto permite que Portugal no sea tan dependiente de los combustibles del exterior, y también tiene la ventaja de que estas tecnologías (eólica y solar) son cada vez más competitivas.

Para demostrar este aumento en la competitividad, el gobierno portugués lanzó, en 2019, un conjunto de subastas para la producción de energía solar, lo que condujo a la inversión y participación de varias empresas. Aquí el ganador de la subasta es el que hace la oferta más barata, lo que permitió que el precio de Megavatios alcanzara el récord mundial por el precio más bajo de la historia.

En el extranjero, el hidrógeno se ha utilizado por mucho tiempo, por ejemplo, en Japón, donde ya se considera el combustible del futuro: se han desarrollado automóviles impulsados por H2 que solo emiten vapor de agua. En las ciudades occidentales, la apuesta alternativa ha estado en los autos eléctricos, por lo que, por ahora, no piense en invertir en un vehículo que funcione con celdas H2 porque tendrá el problema de que no hay estaciones de servicio.

Alemania también ha invertido en la producción de hidrógeno, pero a través del gas natural. Solo recientemente ha empezado a promover el uso de H2 a través de la conversión de electricidad solar y eólica a los sectores de la industria, del transporte y de la calefacción. Ya nadie es indiferente a la fuerza verde del H2 y EDP también ha presentado su proyecto de producción de hidrógeno, el primero en Portugal.

El hidrogeno llegó a Ribatejo

Si hay algo a lo que esta región está acostumbrada es a los proyectos transformadores. Esa fue la antigua central de Carregado a Fuel, que está siendo demolida y la más reciente planta de gas natural. EDP está preparando todas las condiciones para que la Planta de Ribatejo, en Carregado, tenga todo lo necesario para recibir a este nuestro huésped.  

El Grupo explorará el potencial del hidrógeno en tierra nacional con la instalación de un electrolizador en la Planta de Ribatejo. La elección de esta instalación no es casual: tiene espacio, infraestructuras de tratamiento de agua, energía eléctrica, una turbina de gas donde se puede probar la combustión conjunta con gas natural y también tiene una conexión a la tubería de gas, donde se quiere probar la inyección de H2 en la red de transporte de gas natural.

central ribatejo

La tecnología de electrolizadores, con una capacidad instalada de 1 MW, funciona con membranas y protones, es decir, lo que hace es la separación de hidrógeno y oxígeno en el agua tratada. El oxígeno se usa como combustible o como catalizador en otros procesos industriales y el hidrógeno como vehículo energético, ya sea por combustión directa para producir calor en calderas o para producir electricidad a partir de celdas de combustible.

En el proyecto de Ribatejo en particular, FLEXnCONFU, el proceso de producción será un ciclo combinado. Esta tecnología se basa en la operación simultánea de una turbina de gas y una turbina de vapor. ¿A ver, cómo funciona?

 ¿Cómo funciona el ciclo combinado?

  • Los gases a alta presión, provenientes de la combustión de gas natural o hidrógeno, se utilizan para mover la turbina de gas y producir electricidad.
  • Los gases de media y baja presión pasan a través de la caldera de recuperación, liberan el calor residual para la producción de vapor de agua, activando la turbina de vapor. 
  • El vapor que sale de la turbina se condensa mediante enfriamiento en el condensador. El agua se redirige a la caldera para ser vaporizada nuevamente. La acción combinada de las dos turbinas pone el alternador en rotación, convirtiendo la energía mecánica en energía eléctrica.

"Lo que estamos haciendo en Ribatejo no es hidrógeno verde, porque la electricidad que alimenta el electrolizador no es 100 % renovable, pero este es un proyecto piloto. El gran futuro es la energía renovable. Nosotros, como ya tenemos esta instalación, queremos continuar con el proyecto para luego tener todos los conocimientos para explorar el H2 verde”, dice Miguel Patena. Es con este componente heroico que es posible: producir electricidad y producir combustible verde. Además, esta es, hasta la fecha, la única fuente de energía renovable que hemos logrado almacenar e incluso transportar. Este es otro superpoder de hidrógeno que ayudará al RNC2050. El almacenamiento también se probará en el proyecto de la Planta de Ribatejo.

Algunas de las tecnologías actuales permiten almacenar grandes cantidades de hidrógeno en:

  • Estado líquido con temperaturas inferiores a -235ºC y almacenadas en cámaras criogénicas de gran capacidad;
  • Comprimido a altas presiones. Esta será la forma que se pruebe en la central eléctrica de Ribatejo, con una capacidad de almacenamiento de 12 MWh. 

Con el apoyo de la Unión Europea, EDP espera tener lista la construcción de la fase de demostración y producción de hidrógeno en 2022. Para el presidente ejecutivo de EDP, António Mexia, “el hidrógeno es una opción clara en el nuevo mundo de la energía. Como líderes en la transición energética, estamos continuamente evaluando y probando posibles alternativas para la producción de energía. Portugal puede aspirar a estar a la vanguardia de los desarrollos de hidrógeno durante la próxima década”. 

"Contribuir al desarrollo del uso del hidrógeno como energía del futuro, un elemento por el que ya se ha apostado firmemente, y abrir un nuevo capítulo en la producción y almacenamiento de energía verde en nuestra empresa es, para la central de Ribatejo, un motivo de gran orgullo y satisfacción. Acoger este innovador proyecto y probar el uso de hidrógeno en las turbinas de gas en cocombustión con gas natural es un guiño al papel que van a desempeñar los ciclos combinados en la transición energética."

Nuno Timóteo, Diretor de la Central del Cliclo Combinado en Ribatejo

El futuro es supersónico

En un abrir y cerrar de ojos, el hidrógeno llegó a Portugal y los periódicos han llenado algunas páginas con el protagonista de esta historia. También deberíamos escuchar hablar de él al empezar la construcción de una unidad de producción de H2 completamente verde en Sines, a través del agua de mar y un parque fotovoltaico de 1 giga-vatio.

Al final del año 2019, el Secretario de Estado de Energía reveló que el hidrógeno verde está en la agenda del Gobierno. João Galamba mostró interés en Sines: un proyecto que implica una inversión de 600 millones de euros en asociación con los Países Bajos y con la ayuda de fondos europeos. Esta central eléctrica de 1 giga-vatio, suficiente para abastecer a un millón de hogares que funcionen 8,000 horas al año, puede producir 160 millones de kg de hidrógeno. Esto permitiría abastecer una flota de autobuses y camiones por 800 millones de kilómetros.

En este mismo proyecto, el transporte de H2 (en estado líquido) se puede hacer por mar. Miguel Patena explica que Portugal podría ser un exportador importante de hidrógeno a Europa y que EDP está "a bordo" en la producción de hidrógeno verde en Sines. Necesitamos entender lo que sucede a nuestro alrededor y aprovechar cada oportunidad. El grupo está en la cresta de la ola. Necesitamos pensar como si ya estuviéramos en 2050.

El hidrógeno es, sin duda, una de las mejores alternativas para un futuro energético limpio, seguro y accesible. Con la transición energética en marcha, H2 ayudará a acelerar los esfuerzos de descarbonización global al 100% e incluso puede permitirle alcanzar su objetivo antes de lo programado. Los años pasan volando, pero las tecnologías también evolucionan cada vez más rápido. Lo potencial de H2 está más que listo para ayudar a cambiar el futuro del planeta y EDP está preparada para estudiar el potencial que este elemento puede ter en el futuro del sector de energía y en la sustenibilidad.