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El hidrógeno renovable: clave para la descarbonización
y la transición energética
Antón Martínez Rodríguez Chief Transformation Officer de ENAGAS
Hoja de Ruta de Hidrógeno
Renovable en España
En octubre de 2020, el Ministerio para la Transición Ecológica y el Reto Demográfico (en adelante MITERD) publicaba la “Hoja de Ruta del Hidrógeno: Una apuesta por el Hidrógeno Renovable” , hito sin precedentes en la apuesta y compromiso del Gobierno Español para alcanzar los objetivos del Plan Nacional Integrado de Energía y Clima 2030 en materia de descarbonización y transición energética (32,5% de mejora de la eficiencia energética, 32% de penetración de energías renovables y una reducción del 40% de los gases de efecto invernadero respecto a 1990).
La Hoja de Ruta establece unas inversiones de 8.900 M€ hasta el año 2030 para el despliegue del hidrógeno renovable como solución sostenible clave para la descarbonización de la economía, ya que constituye un vector energético capaz de:
- ser usado como materia prima en proce- sos industriales como el refino del petró- leo, fertilizantes y productos químicos, en- tre otros, con el objetivo de descarbonizar los procesos de una manera competitiva,
- canalizar grandes cantidades de energía renovable desde la generación eléctrica
Figura 1. Objetivos de España a 2030
a sectores donde la electrificación no es una opción factible,
- gestionar y almacenar energía de forma masiva y durante largos períodos de tiempo.
Esta Hoja de Ruta responde además a la estrategia y objetivos definidos por Eu- ropa en el proceso de descarbonización, estando alineada con todas las acciones definidas en esta materia, entre las que destacan:
Fuente: Hoja de Ruta del Hidrógeno. Ministerio para la Transición Ecológica y Reto Demográfico.
- La inclusión del hidrógeno renovable en la Directiva 2018/2001, de 11 de diciem- bre, relativa al fomento del uso de ener- gía procedente de fuentes renovables ,
- La Iniciativa del Hidrógeno , lanzada en Linz en 2018, en la que países de la UE y de fuera de ésta, reconocen el rol de las tecnologías del hidrógeno sostenible como vector destacado en el proceso de descarbonización y transición energética,
- El Pacto Verde Europeo ( European Green Deal ) cuyo objetivo es que Europa sea el primer continente climáticamente neutro en 2050. Este Pacto incluye la Estrategia Europea del Hidrógeno ( EU Hydrogen Stra- tegy ), que fija tres horizontes temporales: - 1ª Fase (2020-2024) en la que se instalarán 6GW de electrolizado- res en la UE y se producirán hasta 1 millón de toneladas de hidróge- no renovable, - 2ª Fase (2025-2030) en la que el hidrógeno se convierta en una parte intrínseca del sistema energético inte- grado, con, al menos , 40 gigavatios de electrolizadores y la producción de hasta 10 millones de tonela- das de hidrógeno renovable en la Unión Europea, - 3ª Fase que llegará hasta 2050 en la que se espera que las tecnologías del hidrógeno renovable alcan- cen la madurez y se desplieguen a gran escala en todos los sectores de difícil descarbonización.
- La Estrategia Anual de Crecimiento Sos- tenible de 2021 publicada por la Comi- sión Europea, que identifica el futuro Me- canismo de Recuperación y Resiliencia como una oportunidad de crear ámbitos
emblemáticos de actuación a nivel euro- peo, haciendo dos de dichos ámbitos de actuación ( Power up y Recharge and Re- fuel ) mención expresa al desarrollo del hi- drógeno renovable en la Unión Europea.
Papel de las infraestructuras
gasistas en la transición
energética
El gas natural y sus infraestructuras ayudarán en el medio plazo a conse- guir las metas fijadas por el Plan Na- cional de Energía y Clima , garantizando el suministro, aportando una mayor eficien- cia energética y fomentando la introducción de energías renovables. Debido a sus enor- mes capacidades, el sistema gasista puede transportar y almacenar energía durante largos períodos de tiempo de una forma mucho más eficiente que otros mecanis- mos y tecnologías. Y teniendo en cuenta que las infraestructuras gasistas básicas se encuentran ya construidas, sin que se pre- vean nuevas inversiones relevantes durante los próximos años, lo harán de una manera mucho más económica y por tanto, al me- nor coste para los consumidores.
Estas características, bajo el precepto de neutralidad tecnológica y máxima eficien- cia y eficacia, hacen que la participación de las infraestructuras gasistas en la integración creciente de energía renovable eléctrica sea clave , y ayude a preservar la seguridad de suministro a futuro.
Y dado que la electrificación no puede cubrir el total de la demanda energética, el desarrollo de modelos híbridos de electrificación y gases renovables , como el hidrógeno, representa la opción más eficiente para lograr los objetivos de descarbonización con un coste mu- cho más reducido debido al apro- vechamiento de parte de la infraes-
tructura de transporte y almacena- miento del gas natural existente.
En este sentido, se hace necesaria una visión integrada del sistema energé- tico y considerar el papel que tiene la red de gas, tanto a día de hoy como sistema de respaldo para la energía renovable, como la oportunidad que en el medio plazo re- presenta el hidrógeno para impulsar un al- macenamiento a gran escala y largo plazo eficiente en costes (ver Figura 2).
Hacia una red europea
de hidrógeno
Enagás es una de las once compañías trans- portistas de gas europeas que forman parte de un plan para el desarrollo de una red troncal de hidrógeno europea ( European Hydrogen Backbone plan ), que parte del entendimiento de que las infraestructu- ras de gas existentes pueden adap- tarse para transportar hidrógeno a un coste asequible. El plan está en línea con la Estrategia de Hidrógeno europea, que destaca la necesidad de crear una red es- pecífica de gasoductos de hidrógeno.
El plan contempla que, a partir de me- diados de la década de 2020, se irá de- sarrollando gradualmente una red troncal de gasoductos que alcanzará los 6.800 km de longitud en 2030 y que conectará los llamados «valles de hidrógeno» (centros de suministro y demanda). Para 2040, se prevé que estará en operación una red de hidrógeno de 23.000 km, de la que el 75% estará formada por gasoductos de gas natural adaptados, y el 25% restante por tramos de gasoductos nuevos. En última instancia, estarán activas dos redes parale- las de transporte de gas: una destinada al transporte hidrógeno y otra al de gas natural y biometano. Teniendo en cuenta las importaciones de hidrógeno, esta red
Figura 3. Despliegue de la Red troncal de hidrógeno en Europa
Figura 4. Proyecto Green Spider
lado español
Fuente: Enagás.
Fuente: Enagás.
do su amplio recurso solar y las infraes- tructuras de almacenamiento y transporte ya construidas, y por ello, debe aspirar al liderazgo como país productor y exporta- dor de hidrógeno renovable.
En este sentido, en octubre de 2019, Ena- gás presentó en Europa, como potencial proyecto prioritario de interés común eu- ropeo (IPCEI), el desarrollo de una cade- na de valor en torno al hidrógeno verde, contemplando, adicionalmente, una po- tencial exportación de dicho hidrógeno a Europa. Este proyecto, inicialmente llama- do Green Spider ha evolucionado a la idea de un proyecto que contempla la defi- nición de corredores de hidrógeno verde desde el sur hacia el centro- norte de Europa , denominado Green Crane , y que el pasado 15 de junio ha sido presentado por Enagás a la convoca- toria lanzada por el Ministerio de Industria para la identificación de proyectos IPCEI como “paraguas” que aglutina diferentes proyectos que están siendo desarrollados por la compañía.
Rol de Enagás en un contexto
de descarbonización y transición
energética
Enagás, como una de las principales com- pañías transportistas de gas en Europa, así como principal agente del sistema gasista español, se encuentra en una posición cla- ve para ser uno de los líderes del proceso de descarbonización del sector energético.
La compañía está sólidamente comprome- tida con la transición ecológica y la sosteni- bilidad, y cree firmemente que el sector gasista es indispensable para alcan- zar la descarbonización completa de la economía de forma técnica y eco- nómicamente eficiente.
El desarrollo de los gases renovables (prin- cipalmente, el hidrógeno) se encuentra en una etapa muy embrionaria, que se limita a proyectos demostrativos y experiencias piloto de sustitución del gas natural, por lo que su desarrollo precisa de un impulso decidido. Esta pequeña escala del merca-
do en la actualidad lastra su rentabilidad y supone un impedimento para la participa- ción de actores que contribuyan de forma competitiva a aumentar la demanda y a desarrollar la oferta necesaria. Asimismo, el momento de la curva tecnológica en la que nos encontramos desincentiva la adquisi- ción de nueva tecnología.
No obstante lo anterior, Enagás ha decidi- do actuar de forma decidida, promoviendo proyectos de I+D y proyectos piloto demostrativos a escala industrial en colaboración con entidades públicas y privadas, así como impulsando proyectos para la descarbonización de distintos sectores económicos , especialmente en regiones en donde la transición energética pueda tener un mayor impacto.
El rol de Enagás en el hidrógeno reside en actuar como catalizador y motor im- pulsor de este tipo de proyectos de la mano de las Administraciones, pudiendo servir de modelo escalable para la integra- ción paulatina del hidrógeno verde como una actividad más del sistema gasista.
La propuesta de Enagás para impulsar el hi- drógeno renovable en España consiste en promover proyectos, en coordinación con otros socios, que:
- Contribuyan a la descarbonización y a una transición justa e inclusiva
- Sean tractores en toda su cadena de valor
- Contribuyan al desarrollo de la industria española
- Generen empleo sostenible
Para impulsar realmente la tecnología del hidrógeno en este momento inicial es fun- damental la colaboración entre empresas,
instituciones y administraciones. Así tam- bién se canaliza de forma más eficiente y se maximiza la capacidad inversora. Para ello, Enagás se asocia con empresas con las que ejecutar líneas de actuación que permitan avanzar firmemente en la transi- ción ecológica de la mano de la Adminis- tración del Estado y de las Comunidades Autónomas.
El ámbito de los proyectos que promueve Enagás se basa en los tres pilares siguientes:
DISPONIBILIDAD DE INFRAESTRUC- TURAS, que facilita la conexión de los cen- tros de producción con los puntos de con- sumo, permite flexibilidad en la gestión de las renovables y ayuda a mejorar el modelo económico de los proyectos. De esta ma- nera, se puede ya empezar a descarbonizar todos los sectores que actualmente usan gas natural, optimizando los costes de la transición energética, lo que redundará en un incremento de la competitividad de la industria española y en un mayor beneficio para el conjunto de los ciudadanos.
La red de transporte puede admitir hasta el 5% de hidrógeno sin inversiones adicio- nales, y, si fuera necesario, se puede elevar en el corto plazo este límite hasta un 10%, principalmente a través de la sustitución de los actuales compresores de gas por turbo- compresores eléctricos. Asimismo, se están analizando proyectos de almacenamiento de hidrógeno en cavidades salinas que permitan en un futuro el almacenamiento de hidrógeno puro.
PROMOCIÓN DE PROYECTOS de di- ferentes tipologías que abarcan toda la cadena de valor industrial del hidrógeno. Aprovechando la oportunidad que ofrece su inyección a las infraestructuras gasistas, Enagás promueve proyectos de producción de hidrógeno a partir de energía renovable
y de sustitución de hidrógeno gris en hubs de consumo. También promueve proyec- tos demostrativos de cadena de valor com- pleta y de I+D+i para la fabricación de bie- nes y equipos en España.
El desarrollo de estos proyectos se realiza prestando especial atención a su contribu- ción a la reindustrialización de zonas en riesgo de despoblación, generación de em- pleo y contribución al crecimiento del PIB, así como a favorecer la descarbonización de los sistemas energéticos aislados, como los territorios insulares.
EXPERIENCIA Y CAPACIDAD TÉCNICA Y DE GESTIÓN como promotor y opera- dor de infraestructuras y del conocimiento adquirido a través de un equipo de profe- siones dedicados desde hace varios años en exclusiva a la investigación, estudio y promoción de proyectos de gases renova- bles e hidrógeno.
Desde su centro de I+D de Zaragoza, Ena- gás está desarrollando un demostrador de tecnologías de hidrógeno de referencia na- cional y europea para estudiar el impacto del hidrógeno en componentes y materia- les de la red de gas, y ensayar equipos y tecnologías de la cadena de valor del hi- drógeno.
El desarrollo de localizaciones
clave ( hubs ) de hidrógeno:
el caso de l as Islas Baleares
Mallorca es uno de los principales destinos turísticos insulares del mundo, que recibe más de 16 millones de turistas anualmente y está continuamente clasificada entre los 10 mejores destinos insulares del mundo. Como tal, ofrece un gran potencial para convertirse en un escaparate internacional de la integración del hidrógeno y las pilas de combustible a escala insular.
- Suministro de calor y electricidad a ho- teles en Palma a través de una pila de combustible de 50 kW.
- Inyección de hidrógeno en la red local de distribución de gas natural.
El proyecto pretende ser el inicio del de- sarrollo e implantación de un ecosistema energético basado en el hidrógeno en Ma- llorca. Se busca por tanto, allanar el camino hacia la introducción masiva del hidrógeno en el comercio, el turismo, los servicios y el sector terciario en general que es donde se concentra la mayor parte de la actividad económica de la isla.
Figura 6. Desarrollo del Hub de Hidrógeno en Mallorca
Figura 7. Localización de las infraestructuras en el Hub de Hidrógeno
de Malloca.
Tras la implantación inicial del proyecto, se espera que este ecosistema se vaya desa- rrollando al ritmo necesario para satisfacer la demanda de hidrógeno generada en la isla, llegándose a estimar una producción de 1.000 toneladas de hidrógeno al año cuando el ecosistema esté plenamente desarrollado y consolidado, para lo cual será necesario dis- poner de recurso renovable adicional.
El proyecto cuenta con numerosos benefi- cios y tendrá impacto a nivel insular y regio- nal sirviendo como modelo de éxito a repli- car en otros territorios insulares. Sin duda, el uso de energías renovables para la produc- ción de hidrógeno verde permitirá adquirir experiencia sobre la integración a gran es- cala de la energía renovable y la electrólisis, así como avanzar en la senda de reducción de los costes de producción del hidrógeno verde. La interconexión de las infraestructu- ras regionales de electricidad y gas existen- tes mediante un enfoque Power-to-Gas con hidrógeno verde con Garantías de Origen no se ha intentado antes en un contexto insular. Este proyecto permitirá el almacenamiento de energía a corto y largo plazo (es decir, estacional) en Mallorca utilizando tanto las infraestructuras eléctricas como las de gas.
Asimismo, el proyecto se desarrolla en ar- monía con los objetivos de descarboniza- ción del Gobierno Balear y fomenta la ca- pacitación y formación de los recursos hu- manos de los usuarios finales, así como la creación de empleo en torno a la economía del hidrógeno y las pilas de combustible. Adicionalmente, la concienciación pública y la aceptación social están plenamente inte- gradas en el proyecto como factores clave para garantizar que la economía local de hidrógeno en Mallorca pueda desarrollarse de manera adecuada y continuar de ma- nera sostenible en el tiempo, integrando a todas las partes interesadas en el proceso.
Con el objetivo de contribuir a que el pro- yecto se desarrolle en un marco que per- mita cierta estabilidad y sostenibilidad, la iniciativa cuenta con ayuda del IDAE para el desarrollo del recurso renovable asociado al proyecto así como ayuda de la Comisión Europea a través de la Fuel Cell and Hydro- gen Joint Undertaking (FCH JU), a través de la cual se destinarán 10 M€ a ayudar a que el proyecto se desarrolle entre los años 2021 y 2025.
The project GREEN HYSLAND has received funding from the Fuel Cells and Hydrogen 2 Joint Undertaking under Grant Agreement No
- This Joint Undertaking receives support from the European Union’s Horizon 2020 Research and Innovation programme, Hy- drogen Europe and Hydrogen Europe Research.
La relevancia del I+D+i y el
desarrollo de tecnología propia
La presentación y participación de España y sus industrias en proyectos que abarquen toda la cadena de valor del hidrógeno ver- de permitirá posicionarse a nivel tecnoló- gico y estratégico en un sector industrial clave, trabajando en el almacenamiento energético, la integración y gestión de las energías renovables, así como en la descar- bonización de la sociedad.
En este sentido, es fundamental el desarro- llo de la industria del hidrógeno, incluyendo tecnología propia y nacional, así como de proyectos no sólo demostrativos sino tam- bién de gran escala que permitan ir avan- zando en la curva de aprendizaje y posicio- nar a España hacia el liderazgo tecnológico en este sector.
Así, cabe destacar la participación y los es- fuerzos que vienen desarrollando tanto cen- tros de investigación, como diversas empre- sas españolas con el objetivo de desarrollar nuevas tecnologías de hidrógeno verde, así como nuevas soluciones y aplicaciones.
Claro ejemplo de ello es el proyecto innovador que, Enagás, junto con Repsol, está desarro- llando para el desarrollo de una nueva tec- nología, que permite la transformación directa de energía solar en hidrógeno a través de una planta de fotoelectro- catálisis (tecnología PEC). Se trata de una tecnología que no necesita de electricidad ex- terna ( bias free ), sólo de agua y sol.
Además de Enagás y Repsol , para el desarrollo técnico del proyecto se cuenta con la colaboración de varios centros de investigación de referencia, como el Institu- to de Investigación en Energía de Cataluña (IREC), el Instituto Universitario de Electro- química de la Universidad de Alicante y la Fundación del Hidrógeno de Aragón, así como con una ingeniería especializada en soluciones innovadoras, Magrana. n
