Hidrógeno verde y biomasa, el binomio clave para hacer realidad la transición energética en Europa

Por un lado, está el coste energético. A pesar de ser un país menos dependiente del gas extranjero que otros, como Alemania e Italia, España está viviendo un momento en el que el precio de la electricidad alcanza máximos históricos: en junio de 2022, el precio mayorista promedió 169,43 euros por megavatio-hora, más del doble que el año anterior; este es solo un ejemplo de todos los que se vienen dando en estos meses. Esto deriva de la situación generada por la invasión rusa en Ucrania en febrero de este año, pero también es un problema que venía coleando desde 2021 por la escasez del suministro de energía.

Por otro lado, somos más dependientes de la energía que nunca. La ola de calor sin precedentes que ha experimentado Europa este verano y el aumento de las temperaturas globales hacen que pulsemos a diario el botón de encendido de ventiladores y aires acondicionados. Es la pescadilla que se muerde la cola: necesitamos más electricidad y esta cada vez está más cara.

Pero más allá de enfoques pesimistas, debemos pintar un escenario constructivo y también realista: hay soluciones. Hay ciencia y desarrollos tecnológicos con virtudes para dar la vuelta a esta situación.

En este caso, si juntamos dos de las palabras clave que son tendencia, biomasa e hidrógeno verde, y le añadimos una buena dosis de innovación, nace un prometedor proyecto de investigación europeo que aúna ambas tecnologías para responder a los retos energéticos. Bio-FlexGen es una de esas soluciones por las que Europa apuesta para un horizonte sostenible y autosuficiente.

El proyecto Bio-FlexGen (cuyo nombre largo es 'Integración altamente eficiente y flexible de la biomasa y el hidrógeno renovable para la generación combinada de calor y electricidad de bajo coste al sistema energético') nace en 2021 y culminará en 2024. Estos cuatro años son el plazo para que se desarrolle una planta única de producción combinada de calor y electricidad (CHP, por las siglas en inglés de Combined heat and power) con 25 megavatios de capacidad.

Pero esta coproducción no se hará de cualquier manera. Aquí entran esas dos tecnologías en boca de todos: la biomasa y el hidrógeno verde.

La primera se utilizará para generar electricidad a través de residuos no alimentarios, como agrícolas y forestales; por ejemplo, los restos de madera que acaban en la basura. En la bioeconomía los desechos no se tiran, sino que se utilizan para reemplazar a los combustibles fósiles.

Por su parte, el hidrógeno verde se obtendrá mediante electrólisis, a partir de la biomasa y la electricidad procedente de la propia planta de Bio-FlexGen, y también a partir de energía solar y eólica. Estas se integrarán en el sistema para complementar las fuentes de energía renovables. Todo unido mira a un mismo objetivo: descarbonización y huella de emisiones cero.

Si una de las trabas que siempre se ha puesto a las renovables ha sido su intermitencia y el problema del almacenamiento de energía, el proyecto Bio-FlexGen da respuesta ofreciendo altas dosis de flexibilidad.

Por una parte, flexibilidad horaria: en cualquier momento en que se necesite energía, habrá hidrógeno verde disponible de forma inmediata. Después, flexibilidad diaria: gracias a la biomasa sostenible, se puede producir calor y electricidad de forma rentable. Y por último, flexibilidad estacional, aprovechando la producción de hidrógeno a partir de biomasa cuando haya una baja demanda de calor, como en verano. El resultado: una energía 365 días, 24 horas disponible.

Bio-FlexGen es un proyecto que bebe de la última convocatoria para la investigación e innovación Pacto Verde Europeo, del programa de investigación europeo Horizonte 2020. Son cinco los países de la Unión Europa que trabajan en él - España, Finlandia, Suecia, Alemania y Hungría-; en total, 14 socios entre los que hay centros de investigación y universidades, proveedores privados de tecnología (pymes o grandes empresas) y expertos en evaluación de impacto, difusión y políticas.

Entre esta amalgama de voces expertas y enfoques, los cuatro socios españoles colaboran para hacer posible la tecnología de cogeneración que promete revolucionar el panorama europeo, cada uno en su papel.

El del centro tecnológico Ikerlan, lo explica Idoia de la Iglesia, del departamento de Tecnología de la Información y las Comunicaciones: “Ikerlan está diseñando la solución de digitalización que permite optimizar el funcionamiento de las plantas de cogeneración que integren la tecnología Bio-FlexGen. Este sistema permitirá recoger información sobre el estado de las plantas de cogeneración y, gracias a la combinación de estos datos con los extraídos de los mercados de energía y mediante técnicas de inteligencia artificial, se propondrá la configuración óptima de la planta que permita maximizar los beneficios de esta”. De nuevo, la tecnología es clave.

Otro socio es el IIT (Instituto de Investigación Tecnológica), un centro que pertenece a la Escuela Técnica Superior de Ingeniería de la Universidad Pontificia Comillas, que “participa en varias tareas y grupos de trabajo relacionados con cómo se evaluará la viabilidad económica de la tecnología y los impactos sociales de su implementación”, detalla José Pablo Chaves, subdirector de recursos de investigación del IIT. También analizan cómo definir los sistemas eléctricos y de calor.

Una vez configurada la planta, definidos los procesos y analizados sus impactos, habría que probarla. En ese último escalón entran los otros dos socios españoles, empresas privadas.

“En este proyecto nuestro papel es el de usuario final y, como tal, nos ponemos a disposición de esta iniciativa para que nuestras instalaciones y procesos sirvan de mesa de pruebas de la tecnología que se está estudiando. Daremos el input del potencial consumidor", explica Cecilia Berganza, gerente de Procesos y Combustibles Alternativos en CEMEX España Operaciones.

Un rol similar es el que desempeñará Sulquisa, una compañía minera española que centra su actividad en la producción de sulfato sódico anhidro y cuenta en sus instalaciones con una planta de cogeneración en ciclo simple. Tal y como detallan Carlos Barrenechea, director general de Sulquisa, y Guillermo Hervalejo, adjunto a dirección, “con nuestro perfil de empresa industrial somos miembros del Proyecto Bio-FlexGen como socios de caso de aplicación y uso de la tecnología en nuestro proceso productivo”.

La compañía, como el resto de socios, comulga con los objetivos sostenibles del proyecto, ya que, recalcan, siempre han sido proactivos a la integración de las mejores tecnologías disponibles para “incrementar la eficiencia energética y la productividad y, como consecuencia, reducir los niveles de emisiones de dióxido de carbono”. Unos retos en línea con las necesidades del resto de países participantes y de Europa.

Los proyectos multipaís y multidisciplinares son tanto un desafío como una ventaja. “Trabajar con tantas y tan variadas universidades y empresas de diferentes sectores, culturas y formas de ver las cosas es un reto, pero también una oportunidad para conseguir logros importantes. La buena coordinación está procurando avances en el proyecto; compartir un objetivo común nos une y nos hace cada día dejar de lado diferencias”, valoran desde CEMEX.

El objetivo común, como se ha comentado, es paliar la crisis energética, tangencialmente a la medioambiental, también vapuleada por la subida de precios. El proyecto emerge en un contexto en el que “el análisis de los mercados eléctricos está influenciado por causas extraordinarias, como ha sido la pandemia o la invasión rusa a Ucrania, lo que ha generado un incremento significativo de precios energético”, explica José Pablo Chaves de la Universidad Pontificia Comillas.

Para ser adaptable a diferentes situaciones y resiliente ante la incertidumbre, el proyecto Bio-FlexGen busca “simular distintos escenarios de evolución del sector eléctrico para analizar la factibilidad de la tecnología en estos”, añade.

Además, una clave del proyecto es precisamente la autosuficiencia, gracias a los recursos autóctonos como los residuos forestales de los que se nutre, y a energías renovables como la eólica y la solar, que no dependen de otros países. Esto “aumenta la independencia respecto a las importaciones de productos energéticos (como el petróleo y el gas) para producir electricidad y calor”, coinciden desde Ikerlan.

Acometer las soluciones que se diseñan sobre el papel y se prueban en plantas piloto lleva tiempo, sobre todo cuando los cambios que enfrentan son tan colosales como la transición de un modelo energético. “No se trata solo de un cambio de ciclo, de tendencia, de forma de hacer las cosas, de búsqueda de nuevos materiales... Estamos ante el mayor reto de la historia reciente de la humanidad por la situación climática que vivimos y lo estamos enfrentando desde todos los ángulos”, afirma Cecilia Berganza de CEMEX.

En particular, es el momento de adoptar medidas precisas que huyan de generalismos. Para problemas concretos, soluciones certeras. En ese sentido, “este proyecto ofrece una tecnología muy potente para avanzar en el desarrollo y validación de un sistema de cogeneración fiable, rentable, seguro y flexible, basado en la combinación de la utilización altamente eficiente de la biomasa local con la producción de hidrógeno”, resume Idoia de la Iglesia de Ikerlan.

Es más, Bio-FlexGen juega una doble baza, porque además “hará posible readaptar instalaciones existentes de cogeneración a los nuevos requerimientos tanto energéticos como medioambientales, para así hacerlas nuevamente viables y competitivas”, indican desde Sulquisa. Lo dicho: en bioeconomía no se tira nada.

Aunque la tarea es mayúscula, el proyecto también lo es, y la mirada, tanto nacional como europea, es optimista. Desde la Universidad Pontificia Comillas ven claro que “puede aportar contribuciones significativas al sector energético, la industria y la sociedad en general”. Se puede concluir que el desarrollo y comercialización de esta tecnología que abraza por igual al hidrógeno verde y la biomasa podrá aportar una nueva opción de energía limpia, clave para la transición energética y para hacer frente a las crisis energética y climática actuales, colocando a España en una posición más fuerte e independiente.