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La transformación en la transición energética mediante hidrógeno e hibridación

6 min lectura

19 de diciembre de 2023

Autor: Andrés Muñoz

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A nivel global, la sociedad se encuentra inmersa en una etapa de transición energética más o menos avanzada, según la región, sin que en muchas ocasiones nos detengamos a conocer qué es exactamente está transición y qué conlleva. Fruto del impacto del cambio climático y sus efectos, la humanidad se ha dado cuenta de que hay que reducir, drásticamente, las emisiones contaminantes a la atmósfera. Por ende, entendemos por transición energética el conjunto de cambios en los modelos de producción, distribución y consumo de la energía, con el propósito de reducir al máximo las emisiones de esos gases nocivos para el medio ambiente. En este artículo vamos a ver los cambios más importantes en la forma de generar energía a través de proyectos como los de EDP. Por ejemplo, la transformación madura y realista de sus centrales térmicas en 'green hubs' vinculadas al almacenamiento de energía, las renovables, la flexibilidad del sistema eléctrico y el hidrógeno verde. Con ellos, EDP busca mantener su liderazgo de la transición energética, con un Plan de Negocio 2023-2026 que contempla inversiones por valor de 25.000 millones de euros para impulsar el despliegue de las energías renovables y potenciar la flexibilidad del sistema eléctrico, así como ofrecer soluciones energéticas innovadoras a sus clientes

Los “hubs” de hidrógeno verde 

La transición energética ha presentado al sector un nuevo actor, del que se espera que tenga un mayor protagonismo con el paso de los años; el hidrógeno (H2). El cambio hacia un modelo de producción de energía más sostenible se basará también en el uso de las múltiples aplicaciones que tiene el H2, el elemento químico más simple y abundante del universo pero que cuenta con un gran inconveniente; no se encuentra libre en estado natural, sino mezclado con otros componentes. El H2 es un elemento ligero, se puede almacenar y no genera emisiones contaminantes por sí mismo. Todo esto hace que su presencia haya llegado a cambiar la naturaleza de muchos proyectos, como veremos más adelante.

Por lo tanto, estamos ante un vector energético ideal para reducir la dependencia de combustibles fósiles, y se cataloga como verde cuando su obtención procede del uso de fuentes renovables como la fotovoltaica y/o la eólica. De ahí que los parques solares y las centrales eólicas sean instalaciones indispensables para su producción a partir del proceso de electrólisis, por el cuál las moléculas del agua (H2O) se separan gracias a una corriente eléctrica, obteniendo el ansiado hidrógeno por separado.

En este artículo vamos a ver las numerosas iniciativas del Grupo EDP, desde la trasnformación de centrales para crear "green hubs” a la hibridación de varias tecnologías.

EDP lidera la apuesta por este sector en España y el resto de Europa 

Como empresa líder de la transición energética, EDP cuenta con objetivos muy ambiciosos de reducción de huella de carbono, como el de ser 100% verde en 2030 y Net Zero en 2040, así como un plan de desarrollo de renovables, y también respecto al del hidrógeno verde.

La apuesta de EDP por él está en línea con los objetivos globales de descarbonización, pero también con la reducción de costes de este producto. Por eso, la empresa cuenta con la H2 Business Unit desde 2021, una unidad de negocio para reforzar su liderazgo en la transición energética entorno a este segmento.

Un ejemplo de este liderazgo es la producción de la primera molécula de hidrógeno verde en la planta de São Gonçalo do Amarante, en Brasil, durante este 2023. Se trata del primer paso estratégico en el desarrollo del proyecto piloto de hidrógeno verde en la central de Pecém.

El proyecto de I+D+i persigue el objetivo de generar combustible limpio con garantía de origen renovable, además de desarrollar una hoja de ruta con análisis de escenarios de escalabilidad, considerando todos los eslabones de la cadena de producción de hidrógeno. Para producirlo, se emplea electricidad originada en una planta solar y un módulo electrolizador de última generación, con capacidad para producir hasta 250 Nm3/h de gas.

El valle asturiano del hidrógeno verde 

Es, sin duda, una de las iniciativas bandera de EDP en España. El proyecto de transformación de la central térmica de Aboño tendrá una primera fase de 150 MW en el emplazamiento. Su puesta en servicio se llevará a cabo entre finales de 2025 y principios de 2026, y la segunda fase contempla la instalación de 350 MW de electrolizadores, que se desarrollarán en función de las condiciones del mercado elevando la capacidad a 500 MW en el entorno de 2030

El suministro de electricidad para la producción de hidrógeno a través de la electrólisis, como no puede ser de otra forma, procederá de fuentes renovables.

La importancia y relevancia de esta iniciativa queda patente con su inclusión para recibir financiación del Fondo de Innovación de la Unión Europea, así como la del proyecto GreenH2Atlantic, que la compañía energética desarrolla en Sines (Portugal).

Gracias a ello, EDP promueve 2 de los 13 proyectos seleccionados por la Comisión Europea en la categoría de electrificación de la industria e hidrógeno, y recibe soporte económico de uno de los mayores programas de financiación destinados al desarrollo de tecnologías innovadoras y orientadas a la disminución de las emisiones de CO2.

En el caso de Aboño, la Comisión Europea lo considera Proyecto Importante de Interés Común Europeo (IPCEI Hy2Use) y, además de la financiación mencionada, es una de las iniciativas adjudicatarias de ayudas por parte del IDAE (Instituto para la Diversificación y el Ahorro Energético) dentro del PERTE de energías renovables, hidrógeno renovable y almacenamiento (ERHA). Tiene concedida financiación del programa Pioneros y Cadena de Valor y acaba de recibir, por parte de la Consejería de Transición Ecológica, Industria y Desarrollo Económico, la resolución favorable de la Declaración de Impacto Ambiental de la primera fase del proyecto.

El proyecto de Aboño es un caso único en Europa y el que más reconocimientos tiene de todo el continente por parte de la Comisión Europea.

Aboño, valle asturiano del hidrógeno verde

Aboño, valle asturiano del hidrógeno verde

Reconversión de ciclos combinados 

Desde abril de 2020, EDP lidera otro proyecto innovador llamado FLEXnCONFU, que tiene como objetivo demostrar cómo se puede lograr una mayor flexibilidad y reutilización en la producción de energía en centrales de ciclo combinado. Es una prueba con hidrógeno o con un portador de amoniaco como elementos de almacenamiento de energía que se lleva a cabo a escala industrial en la central de ciclo combinado de Ribatejo.

Gracias a él, se podrá evaluar la compatibilidad del sistema de combustión con combustibles no convencionales mediante el desarrollo de modelos numéricos y la validación virtual y experimental en laboratorio de la combustión de mezclas de amoniaco e hidrógeno con gas natural. También se determinan los efectos de la reducción de las emisiones, así como la viabilidad de la transformación de los sistemas de combustión convencionales.

Eólica marina para producir hidrógeno 

Junto a un consorcio, EDP también investiga el potencial de la eólica marina para producir hidrógeno verde en el proyecto BEHYOND, que consiste en la ingeniería de un módulo de producción de hidrógeno offshore mediante el proceso de electrólisis, y su correspondiente infraestructura con la electricidad producida por parques eólicos marinos durante períodos de necesidad energética.

Transformación de centrales convencionales 

Hasta la fecha, son numerosas las iniciativas que se van transformando para dar paso a la entrada del H2 renovable en el sector eléctrico. A continuación, mostramos algunas de las centrales térmicas de EDP que se adaptan a este nuevo panorama

Un ejemplo muy significativo de esta transformación es la que se llevará a cabo en la central térmica de Soto de Ribera, también en Asturias. En este caso, a la construcción de un parque solar se sumará una central minihidráulica con hidrotornillos, que aprovecharía las aguas del río Nalón a su paso por la central. Esta tecnología renovable y novedosa emplea hidrotornillos, un mecanismo que servía para bombear el agua del cauce del río hacia las zonas altas y que con la aplicación de una ingeniería inversa se transforma en una turbina de micro-generación hidráulica.

Ambas instalaciones generarán energía limpia que producirá H2 verde para diversas aplicaciones e incluso se podrán almacenar en dos tipos de baterías: de Ion Litio y una combinación de baterías RedOx y de segunda vida.

En esta central térmica se estudiará la viabilidad de emplear H2 verde como sustituto del gas natural en caso de ausencia o escasez de este combustible.

Hay ya 5 MW de capacidad de electrólisis en tramitación ambiental y es un proyecto que ha recibido financiación del IDAE. 

Soto de Ribera, la batería verde de Asturias

Soto de Ribera, la batería verde de Asturias

  • Los Barrios y Puente Nuevo

Más ejemplos de esta conversión de tecnologías convencionales a nuevos vectores energéticos son la Central Térmica de Los Barrios, en Cádiz, y la de Puente Nuevo, en Córdoba.

La primera pretende convertirse en un suministrador de energía verde para el entorno industrial del Campo de Gibraltar y aprovechar su estratégica ubicación en el mar para exportarlo a otros mercados.

En Los Barrios se están tramitando 130 MW de capacidad de electrólisis. Es un proyecto IPCEI, y además el objetivo es disponer de 255 MW de almacenamiento en baterías de iones de litio, dotar de mayor flexibilidad a la red eléctrica y generar energías renovables. 

La segunda, tiene como objetivos la construcción de varias plantas fotovoltaicas en el entorno con una potencia suficiente para convertirse en la energía verde de Córdoba, incluyendo instalaciones fotovoltaicas flotantes sobre el embalse de Puente Nuevo.

Central de los Barrios: el valle de hidrógeno de la Bahía de Algeciras

Central de los Barrios: el valle de hidrógeno de la Bahía de Algeciras

Central de Puente Nuevo: la energía verde de Córdoba

Central de Puente Nuevo: la energía verde de Córdoba

Hibridación; la transformación de embalses con energía solar 

La energía hidráulica para generación masiva de electricidad viene acompañando a la sociedad desde hace muchas décadas. En regiones con un gran potencial hídrico, como América Latina, es la tecnología predominante para la generación de energía eléctrica.

Pese a considerarse una fuente renovable (el recurso natural es el agua y su uso no produce gases de efecto invernadero), el alto impacto ambiental de las presas de gran tamaño no ha permitido que este tipo de proyectos sigan construyéndose.

De la mano de la transición energética, las presas hidráulicas se están transformando en iniciativas más sostenibles, y uno de los motores de este cambio es, nuevamente, la energía solar fotovoltaica, en este caso flotante.

Instalar paneles solares sobre una plataforma que no se sumerge en el agua tiene numerosos beneficios; los paneles trabajan mejor al estar a temperaturas más suaves, se evita cierta vaporación del agua del embalse e incluso las sombras que proyectan los módulos pueden crear ecosistemas nuevos. Además, la electricidad producida puede emplearse para procesos de la propia central hidráulica o verterse a la red.

Esta transformación la ha llevado a cabo también EDP, en Portugal. Con cerca de 12.000 paneles fotovoltaicos que ocupan 4 hectáreas del embalse de Alqueva, se encuentra la mayor planta solar flotante de Europa de este tipo con 5 MW de capacidad y produciendo cerca de 7,5 GWh al año.

Hibridación; fotovoltaica en parques eólicos 

Siguiendo el ejemplo de la hibridación, otra transformación dentro de la transición energética es la de aprovechar las grandes extensiones de parques eólicos para instalar paneles solares, aprovechando la infraestructura eléctrica entre otros beneficios.

Un ejemplo de ello es la central solar fotovoltaica instalada junto al parque eólico de Mosteiro, en Portugal, por EDP Renewables (EDPR). Este es el primer proyecto híbrido a escala mundial que combina la generación de energía eólica y solar en un único emplazamiento, así como el primer parque de la Península Ibérica que combina ambas tecnologías.

Suma 8,4 MW con tecnología solar gracias a unos 17.000 paneles solares fotovoltaicos bifaciales, mientras que el proyecto eólico cuenta con ocho aerogeneradores y una potencia total instalada de 11 MW. En total, 19,4 MW en un mismo punto de conexión.

En España, EDPR ha sido la primera compañía en recibir la autorización de puesta en marcha de un parque híbrido, en Ávila.

Conclusión 

Más allá de la instalación de nuevos proyectos energéticos con fuentes renovables, la transición energética es también un proceso por el cual tecnologías convencionales se transforman en nuevas oportunidades de empleo, de generación de energía y de valor para su entorno.

La reconversión de centrales y la hibridación son dos tendencias del sector energético que van ganando protagonismo, y que tienen a EDP como su mayor aliado.

Autor: Andrés Muñoz

Ingeniero en Energía y Máster en Gestión y Dirección de Empresas Industriales. Postgrado en Ingeniería Eólica y Energía Termosolar. Apasionado de las Energías Renovables, emprendedor y Dir. Ejecutivo de Infoenergética.

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