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Hidrógeno barato a partir de corrientes de gas natural

La red de gas natural de Europa podría llegar a utilizarse para proporcionar energía renovable a los ciudadanos y las empresas en forma de hidrógeno. Uno de los últimos obstáculos que quedan para lograr este plan general —la ausencia de una tecnología de separación rentable— podría desaparecer pronto.

Energía

Puede que los expertos no estén de acuerdo en cómo y en cuánto tiempo lo conseguirá la sociedad, pero una cosa es segura: el futuro de la energía está en la electricidad renovable. «Solo» necesitamos producir suficiente y, lo que quizás sea más importante, descubrir cómo almacenarla y transportarla de manera eficiente. Existe una opción que cada vez destaca más y es el uso de las tuberías de gas natural existentes para llevar electricidad a los usuarios finales en forma de hidrógeno. «Varios estudios han mostrado que es posible inyectar hasta entre el 10 y 15 % del hidrógeno en redes de gas natural de alta presión sin preocupaciones importantes en cuanto a seguridad», afirma Fausto Gallucci, profesor de membranas inorgánicas y reactores de membrana en la Universidad de Eindhoven. «El siguiente problema sería separar este hidrógeno del gas natural en el punto que nos interesa». Esto es precisamente de lo que trata el proyecto HyGrid (Flexible Hybrid separation system for H2 recovery from NG Grids). Aunque ya existen algunas opciones de separación como la adsorción por cambio de presión (PSA, por sus siglas en inglés), estas han resultado ser demasiado caras para utilizarlas con gases con concentraciones bajas de hidrógeno en las que el 90 % del gas que debe comprimirse y recomprimirse es el transportador. El consorcio del proyecto dirigido por Gallucci decidió superar este problema utilizando una combinación de tecnologías diferentes que incluyen la adsorción por oscilación de temperatura (TSA, por sus siglas en inglés), membranas y separadores electroquímicos. «La idea es lograr una recuperación elevada a un coste bajo. Tomamos la corriente de la red de gas natural, la hacemos pasar por diferentes etapas, que incluyen membranas inorgánicas con gas de barrido, y, por último, recuperamos el hidrógeno restante con separadores electroquímicos. A partir de ahí, podemos reinyectar el gas natural limpio en la red», explica Gallucci. Todavía quedan unos meses para que el proyecto pueda finalizar, pero la lista de resultados ya es sustancial. El separador electroquímico, la producción de membranas y los separadores de membrana se han ampliado, y las membranas se han probado en condiciones industriales de hasta 50 bar. Los socios del proyecto, la Universidad Técnica de Eindhoven (TUE) y Tecnalia, han presentado dos solicitudes de patente: una para el desarrollo de diferentes esquemas de separadores que pueden utilizarse en distintos escenarios de recuperación de hidrógeno y otra centrada en el uso de membranas de base de carbono para la separación del gas. «También hemos generado conocimientos nuevos recopilados en diversos artículos científicos», añade Gallucci. «Entre ellos, hay publicaciones de acceso libre sobre separadores electroquímicos en el “Chemical Engineering Journal”. En esas publicaciones, probamos por primera vez la pureza del hidrógeno separado, desarrollamos modelos detallados para el separador y dilucidamos el mecanismo de intoxicación del sistema». Otros de los artículos publicados hablan de la evaluación de los mecanismos de permeación de membrana, la producción de membranas y la utilización de membranas de base de paladio y de base de carbono.

Camino a la comercialización

La modelización del sistema completo ha demostrado unos costes entre un 25 y un 40 % inferiores a los de la tecnología puntera. Las pruebas finales todavía deben demostrar la pureza y las tasas de recuperación que alcanza la tecnología, pero la TUE y Tecnalia no están perdiendo el tiempo. A fin de explotar parte de la tecnología desarrollada en HyGrid, ya se ha creado una empresa común llamada H2SITE, que desarrollará sistemas de separación y producción de hidrógeno a pequeña escala para una producción de hidrógeno de pureza elevada. «Ahora tenemos un sistema que funciona y es rentable. Si se decide poner en práctica la inyección de hidrógeno en la red de gas natural —lo cual parece muy posible dadas las distintas acciones realizadas a nivel de la Unión Europea—, estamos listos para recuperar este hidrógeno en el punto de uso. HyGrid facilitará la penetración de la tecnología de inyección de hidrógeno en el mercado», concluye Gallucci.

Palabras clave

HyGrid, hidrógeno, gas natural, transporte, separación

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