Centro Nacional del Hidrógeno

27 Sep, 2018 | I+D+i, Investigación y desarrollo septiembre 2018

“El hidrógeno se ha propuesto como sustituto de los combustibles fósiles”

 

Dr. Emilio Nieto

Director del Centro Nacional del Hidrógeno (CNH2)

 

El Centro Nacional del Hidrógeno (CNH2) es un centro de investigación dedicado al impulso de las tecnologías del hidrógeno y las pilas de combustible, cuyo objetivo es canalizar la transición hacia una solución energética sostenible para la industria y la sociedad en su conjunto. Existen muy pocas entidades a nivel internacional que aúnen en sus instalaciones una capacidad de investigación, desarrollo e innovación tan amplia como la que el CNH2 dispone y pone al servicio de centros de investigación y empresas.

 

Día sí y día también oímos hablar sobre el futuro incierto de los combustibles fósiles. ¿El hidrógeno puede ser una buena alternativa?

Las fluctuaciones en los precios del petróleo, la preocupación por el calentamiento global, el progresivo crecimiento de la demanda de energía y el inevitable agotamiento de los recursos energéticos fósiles, han evidenciado la inmensidad y urgencia del desafío de la energía global a través de la llamada economía energética del hidrógeno y las pilas de combustible.

Vamos a pasar de una economía basada en combustibles fósiles a una economía basada en las energías renovables, que requiere de una adecuada gestión de las mismas, para lo que se necesitan sistemas de almacenamiento de energía de gran capacidad, dónde el hidrógeno puede jugar un papel clave. El hidrógeno, una vez generado, puede almacenarse y distribuirse hasta los puntos de consumo, y en los momentos que se requiera, puede usarse como combustible para por ejemplo, impulsar un vehículo dotado con pila de combustible, o bien, en diferentes procesos industriales o para generar otros vectores energéticos, como gas natural, metanol o amoniaco.

 

El hidrógeno, al no ser un recurso natural, ¿de dónde se obtiene?

El hidrógeno es un vector energético, lo que implica que hay que producirlo. Se puede obtener a partir de diferentes recursos naturales como, por ejemplo, el agua, la biomasa, los combustibles fósiles, o a partir de multitud de compuestos químicos, etc.; según su origen, pueden utilizarse diferentes procesos como la electrólisis, gasificación, reformado, termólisis o procesos biológicos, entre otros.

En la actualidad, el 96% del hidrógeno se obtiene a partir de gas natural, carbón o petróleo, y prácticamente se consume donde se produce, fundamentalmente en industrias químicas (refino de petróleo, fertilizantes, etc.), así como en la industria automotriz, de generación de energía, aeroespacial y de telecomunicaciones.

 

“Algunas de las principales compañías automovilísticas ya disponen de modelos de vehículos que funcionan con pila de combustible”

 

¿Este proceso de producción es contaminante o podemos considerarlo “limpio”?

Hasta ahora, a nivel industrial, lo más común es obtener el hidrógeno mediante reformado de gas natural con vapor de agua, emitiendo  CO2 y otros gases contaminantes en el proceso. El impacto medioambiental del hidrógeno depende así de la fuente de energía empleada para su obtención. No obstante, existen otras tecnologías para producir hidrógeno, como la electrólisis, qué sólo utiliza energía eléctrica y agua. Si la electricidad  proviene además de fuentes renovables como la eólica o la solar, el hidrógeno será un vector energético “verde”, respetuoso con el medioambiente y con nulas emisiones de gases de efecto invernadero.

 

¿De qué forma puede almacenarse el hidrógeno generado?

El hidrógeno generado es complicado de almacenar por tener una densidad muy baja (unas 13 veces inferior a la del aire), ocupando mucho volumen a temperatura ambiente. Por ello, habitualmente se  comprime a muy altas presiones para su almacenamiento. También se puede almacenar en estado líquido, teniendo que enfriar el hidrógeno hasta -273ºC;  en estado sólido, combinado con diferentes materiales, o bien en forma de otros vectores energéticos como gas natural, amoniaco o metanol, tras nuevos procesos de conversión.

Posteriormente para convertir ese hidrógeno en energía eléctrica y térmica, se utiliza una pila de combustible, un dispositivo electroquímico capaz de convertir la energía química del combustible (en este caso hidrógeno) en energía eléctrica y térmica mediante su combinación con el oxígeno del aire, teniendo como única emisión vapor de agua.

¿Cuál es el estado de desarrollo de las tecnologías del hidrógeno en el mundo?

Diversas iniciativas a nivel internacional buscan desarrollar las tecnologías del hidrógeno y fomentan su uso. Los principales países industriales y tecnológicos como Estados Unidos, Alemania, Canadá, Japón, Corea o China, entre otros, han planteado diversos planes específicos a nivel nacional con gran dotación de recursos.

Dentro de estos planes está el desarrollo de infraestructuras para el transporte basadas en el vehículo de hidrógeno. Se trata de la implantación de redes de suministro y distribución de hidrógeno mediante “hidrogeneras” (“gasolineras” de hidrógeno) que complementen la anunciada puesta en la calle de un número significativo de vehículos que funcionen con pila de combustible.

Algunas de las principales compañías automovilísticas ya disponen de modelos de vehículos eléctricos comerciales que funcionan con pila de combustible. El desarrollo de un modelo energético sostenible global pasa por tener en cuenta tanto el hidrógeno como las pilas de combustible.

 

Desde 2007, el CNH2 ha desarrollado 40 servicios externos y tiene establecidos más de 200 convenios con empresas y otros centros de investigación, lo que demuestra la importancia estratégica del hidrógeno en el sector energético

 

¿Qué papel juega el CNH2 en el desarrollo de las tecnologías del hidrógeno?

El CNH2 nació en 2007 para facilitar una aproximación a la economía del hidrógeno del sector productivo nacional, orientado a impulsar la introducción del nuevo modelo energético basado en hidrógeno como portador y almacén energético y que se apoya plenamente en las energías renovables como recurso autóctono de urgente implantación para mejorar el desequilibrio que la importación de recursos energéticos produce en la balanza de pagos.

Pretendemos servir como punto de encuentro entre el sector productivo demandante de tecnologías explotables, el sector científico suministrador de nuevos conocimientos, las entidades desarrolladoras de tecnología y la innovación abierta hacia el mercado.

 

¿Cuáles son las líneas de investigación en las que el CNH2 trabaja? ¿Quién establece esas líneas?

Actualmente las líneas de investigación se encuentran clasificadas en Producción, Almacenamiento, Transformación de hidrógeno mediante pilas de combustible, Integración y Aplicaciones, Implantación Tecnológica y finalmente, y no por ello menos importante, Normativa de I+D y Seguridad.

Las líneas de investigación del CNH2 se establecen en un periodo cuatrienal en base al estado del arte actual y sus perspectivas y planes en el medio plazo en la Unión Europea, alineadas con las capacidades de los 13 laboratorios e instalaciones auxiliares que el CNH2 posee, así como las unidades que integran el centro y la experiencia de su personal adquirida durante sus 10 años de vida.

 

Por último, ¿cuántos proyectos han desarrollado hasta la fecha?

Se han desarrollado más de 30 proyectos tanto nacionales como internacionales, lo que confirma el creciente interés por el uso de las tecnologías del hidrógeno y denota un amplio abanico de aplicaciones viables de las tecnologías del hidrógeno y pilas de combustible que, en unos años, nos permitirán disfrutar de una sociedad sostenible y cumplir con los compromisos medioambientales.

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