Producción de hidrógeno verde

 

Producción de hidrógeno verde

El Centro de Desarrollo de Tecnologías de Cubillos del Sil contará en sus instalaciones con tecnologías de producción de hidrógeno verde a partir de electrólisis de agua. Para este fin, CIUDEN está en proceso de contratación de un electrolizador que junto con la instalación solar fotovoltaica y las baterías de almacenamiento energético permitirán investigar diversas estrategias de generación y almacenamiento flexible de energía renovable en entornos reales. 

Con iniciativas como esta, CIUDEN pretende acelerar, desde la innovación y el desarrollo tecnológico en el sector público estatal, el despliegue de la economía del hidrógeno, fomentar su uso y la integración efectiva de las energías renovables, además de dinamizar la actividad social y económica de los territorios afectados por el proceso de transición energética.

La Fundación se concibe como una herramienta para la implantación de plataformas piloto y de proyectos demostrativos de I+D+i orientados a la consecución de los objetivos del Plan Nacional Integrado de Energía y Clima (PNIEC), actuando como plataforma para el desarrollo de tecnologías de almacenamiento de energía e hidrógeno verde, totalmente alineadas con las medidas de la Hoja de Ruta del Hidrógeno y la Estrategia de Almacenamiento Energético.

Electrolizador SOEC

Financiado por la Unión Europea. Fondos NextGenerationEU

 

La Fundación Ciudad de la Energía está en proceso de contratación de un sistema de electrólisis de alta temperatura con celda de óxidos sólidos (SOC) para la producción de hidrógeno y la generación de potencia eléctrica (SOEC/SOFC). Se trata de un sistema capaz de ofrecer ambas funcionalidades.
La tecnología SOEC presenta unos rendimientos superiores al resto de tecnologías existentes gracias a su capacidad para aprovechar energía térmica y reducir así el consumo de electricidad. Por ello es muy interesante para su aplicación en procesos industriales que disponen de corrientes con un calor residual no aprovechado (waste heat). Actualmente, la tecnología de electrólisis de alta temperatura se encuentra en fase de desarrollo tecnológico.
El presupuesto base de la licitación es de 6.7 M€ y el plazo máximo de ejecución del mismo, una vez adjudicado, será de 29 meses. El plazo de recepción de ofertas finalizó el 19 de septiembre de 2023. Este Contrato está financiado por el Plan de Recuperación, Transformación y Resiliencia de la Unión Europea.
Link a la licitación.


Características técnicas de diseño:

  • Producción de hidrógeno – modo electrolizador: > 7 kg/h a 30 bar(g) y pureza según norma UNE-EN 17124:2022 (máximo contenido en agua y en oxígeno de 5 mol/mol).
  • Potencia eléctrica producida – modo pila de combustible: > 80 kW (DC).
  • Equipo preparado para funcionamiento reversible.
  • Posibles mejoras técnicas a incluir: funcionamiento en modo co-electrólisis con CO2 y agua, alimentación con gas natural en modo pila de combustible.

Electrolizador PEM

CIUDEN participa en el proyecto en el que se realizan pruebas de producción de hidrógeno mediante electrólisis, con un electrolizador tipo PEM, propiedad de la empresa Capital Energy, en las instalaciones de Cubillos del Sil
Este proyecto está financiado por el CDTI bajo el programa CIEN.


Características técnicas de diseño:

  • Producción de hidrógeno: 5.5 Nm3/h a 30 bar(g) y pureza 99.99 %.
  • Temperatura de trabajo: 45 °C.
  • Potencia eléctrica consumida: 25 kW.

Compresión y almacenamiento de H2

Financiado por la Unión Europea. Fondos NextGenerationEU

 

CIUDEN está en proceso de contratación del suministro de un sistema de compresión y almacenamiento de hidrógeno, para complementar al sistema de electrólisis de alta temperatura con celda de óxidos sólidos (SOEC). El compresor se adaptará a varias presiones de succión e impulsión según se requiera.
Asimismo, se dispondrá de una solución modular ligera basada en un rack de almacenamiento de botellas de hidrógeno a pequeña escala para su utilización a corto plazo.
Igualmente, se contempla una futura ampliación de un segundo compresor, el cual contará con la posibilidad de alimentarse del almacenamiento de hidrógeno existente.
Actualmente, se están elaborando los documentos para la licitación.
El presupuesto base de la licitación es de 1.2 M€ y el plazo máximo de ejecución del mismo, una vez adjudicado, será de 16 meses.


Características técnicas de diseño:

  • Compresor de hidrógeno:
  • Presión de aspiración: 30 bar(g)
  • Tª de aspiración: Tª ambiente
  • Presión de salida máxima: 500 bar(g)
  • Caudal nominal de hidrógeno: ~7 kg/h
  • Almacenamiento de hidrógeno:
    Presión de almacenamiento: 500 bar(g)
  • Capacidad de almacenamiento útil: > 240 kg

Producción de gas natural sintético

Financiado por la Unión Europea. Fondos NextGenerationEU

 

Los procesos power-to-gas (PTG) juegan un papel importante en la transformación de la energía eléctrica renovable en gases combustibles. En este contexto, se plantea la alimentación de parte de la corriente de H2 generada en el proceso de electrólisis SOEC en un reactor de metanación, en el cual reaccionará con una corriente de CO2 para transformar ambos reactivos en CH4 y H2O .
Con este reactor de metanación se logran dos objetivos: por un lado, desarrollar tecnológicamente la conversión de hidrógeno y CO2 impuro en metano, y por otro, mejorar el diseño del propio reactor de metanación a partir de un concepto de intensificación de procesos.
Actualmente se encuentra en fase de estudio mediante la simulación del proceso que permitirá diseñar la instalación más adecuada a las necesidades de CIUDEN.


Características técnicas de diseño:

  • Caudal alimentación de H2: ~2,5kg/h
  • Caudal alimentación de CO2: ~14kg/h
  • Régimen de operación del reactor de metanación: 30 bar a 350 ºC
  • Caudal gas natural sintético: ~5 kg/h
  • Características de la corriente de gas natural sintético (b.s.): 3,8% H2, 95,3% CH4, 0,9% CO2.

Producción de e-Metanol

Financiado por la Unión Europea. Fondos NextGenerationEU

 

Los procesos power-to-liquid (PTL) juegan un papel importante en la transformación de la energía eléctrica renovable en combustibles líquidos. En este contexto, se plantea la alimentación de parte de la corriente de H2 generada en el proceso de electrólisis SOEC en un reactor de producción de metanol, en el cual reaccionará con una corriente de CO2 para transformar ambos reactivos en CH3OH y H2O.
De forma análoga a la producción de gas natural sintético, con este reactor se logran dos objetivos: por un lado, desarrollar tecnológicamente la conversión de hidrógeno y CO2 impuro en metanol utilizando menores presiones, y por otro, mejorar el diseño del propio reactor a partir de un concepto de intensificación de procesos
Actualmente se encuentra en fase de estudio mediante la simulación del proceso que permitirá diseñar la instalación más adecuada a las necesidades de CIUDEN.


Características técnicas de diseño:

  • Caudal alimentación de H2: ~1,3 kg/h
  • Caudal alimentación de CO2: ~10 kg/h
  • Régimen de operación del reactor de metanación: 40 bar a 300 ºC
  • Caudal MeOH: ~7kg/h