Cabecera e Politecnica Sostenible

El almacenamiento de hidrógeno verde, clave para alcanzar la independencia energética en España

N#07
06.02.2023
Por Laura Valle, Carlos Grima y Raquel Cagigal.
Un grupo de investigadores de la Escuela Técnica Superior de Ingenieros de Minas y Energía (ETSIME) diseña un piloto de almacenamiento de hidrógeno verde en cavernas salinas subterráneas en España

La transición ecológica hacia el uso de energías renovables es una obligación para toda Europa si queremos cumplir los ODS. España cuenta para ello con una superficie terrestre de 50 millones de hectáreas, amplios territorios con baja densidad de población, vientos mediterráneos y atlánticos, y por este motivo, es uno de los países europeos con mayor potencial de aprovechamiento de las energías renovables; fomentando sobre todo la fotovoltaica y la eólica.

 

Sin embargo, la variación de la radiación solar y del viento hace que la producción de energía renovable fluctúe, impidiendo un suministro de carga base de forma continua. Además de su dependencia de las condiciones climatológicas y su incertidumbre, presentan la dificultad del almacenamiento del excedente, y por lo tanto no es posible su uso en momentos en los que no se está generando la energía. 

 

A diferencia de otras alternativas renovables, el hidrógeno verde puede almacenarse hasta que sea necesario su uso, por lo que la Agencia Internacional de la Energía ha definido un nuevo modelo en el que éste, jugará un papel fundamental como parte del mix energético.

 

El hidrógeno verde es un combustible limpio que no produce gases de efecto invernadero, partículas, óxidos de azufre ni ozono troposférico, siendo vapor de agua la única emisión, lo que contribuye a la mejora de la calidad medioambiental y de salud de la población cercana.

 

El hidrógeno verde es producido por electrólisis, llevada a cabo con energía eléctrica excedente de parques eólicos, para descomponer la molécula del agua en oxígeno e hidrógeno (Figura 1). 

 

El reto para que esto sea una realidad pasa por encontrar formas sostenibles, seguras y económicas para su almacenamiento masivo, y su posterior consumo en pilas de combustible enlazadas a la red local de distribución o de transporte.

 

Un equipo de investigadores de la Escuela Técnica Superior de Ingenieros de Minas y Energía (ETSIME) de la Universidad Politécnica de Madrid (UPM) ha estado trabajando desde el año 2017 en el diseño de cuevas de sal para almacenamiento de energía, entre otras hidrógeno verde como vector energético, centrándose en el domo salino de Poza de la Sal (Burgos). Entre otros hallazgos, han identificado los puntos diferenciales para que el almacenamiento cumpla las condiciones de estabilidad, hermeticidad tanto en la fase de excavación de la caverna como durante las operaciones de inyección y extracción del gas. Estos requerimientos son:

 

1- Adecuado diseño del pozo que permita llevar a cabo el proceso de lixiviación para construir la caverna y la posterior inyección y extracción del H2.

 

2- Adecuada forma de la cavidad para que el diseño aumente la estabilidad y seguridad sugiriéndose la forma capsular con un volumen calculado de 515,355 m3.

 

3- Evaluación de los parámetros de operación; profundidad de la base de la cavidad y temperatura media de la caverna, que determinarán los valores máximos y mínimos de densidad del hidrógeno, 11.4 kg/m3 y 4.51 kg/m3 respectivamente.

 

4- Volumen de seguridad; parte del hidrógeno almacenado (volumen de gas base o gas colchón) deberá permanecer en la cavidad a fin de mantener la presión mínima de operación, quedando el resto del hidrógeno almacenado (volumen de gas trabajo) para su extracción cuando sea requerido para su consumo, siendo la presión de trabajo máxima cuando la cavidad está llena.

 

5- Máxima capacidad total de almacenamiento, para lo que se tiene en cuenta la cantidad de energía que puede suministrar el parque eólico de Páramo de Poza, así como el hidrógeno de trabajo necesario para rellenar la cavidad.

La zona del domo salino de Poza de la Sal, tiene una baja actividad sísmica y está cerca del Parque eólico Páramo de Poza, por lo que cumple con los criterios geológicos, técnico-económicos y medioambientales para el almacenamiento de hidrógeno verde producido por electrólisis con energía eléctrica excedente de dicho parque eólico, haciendo que sea un lugar idóneo.

 

El reto ahora está en conseguir los fondos europeos y/o capital privado, para llevar a cabo los proyectos piloto que definan las nuevas infraestructuras de almacenamiento masivo que nos permitan tener independencia energética en España. 

 

Autor: Laura Valle, Carlos Grima y Raquel Cagigal.

 

Para más información contactar con: lauramaria.valle@upm.es; Tel.: +34-910676499

 

 

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