La electrólisis y la gasificación en la transición energética

AESA

La transición energética depende de tecnologías como la electrólisis y gasificación para lograr una reducción significativa en la demanda de energía primaria y el despliegue de recursos renovables. AESA lidera el desarrollo en este ámbito.

La principal conclusión que obtuvimos del estudio es que resulta imprescindible dotarse de un sistema energético altamente eficiente que permita aprovechar cada megavatiohora de energía disponible. Esto permite reducir significativamente la demanda de energía primaria desde los 1300 TWh anuales actuales a casi la mitad, entorno 700 TWh, una cifra que parece más razonable de obtener mediante recursos renovales sin destrozar los ecosistemas ni el paisaje y que aún queda lejos de los 260 TWh actuales [2]. 

Esta reducción en la demanda de energía puede realizarse mediante el despliegue de tecnologías como el coche eléctrico, la bomba de calor para climatización y el aprovechamiento del calor residual en sistemas de generación de electricidad (y acumulación) con combustibles renovables o sintéticos que permitiría dotar a la industria de energía renovable y competitiva. 

Figura 1: Resultados del escenario de autoabastecimiento energético. (arriba) curvas de demanda eléctrica y generación horarias en función de la fuente renovable. (Abajo) demanda y producción total en TWh (y potencia maxima GW) de cada tecnología.
Figura 1: Resultados del escenario de autoabastecimiento energético. (arriba) curvas de demanda eléctrica y generación horarias en función de la fuente renovable. (Abajo) demanda y producción total en TWh (y potencia maxima GW) de cada tecnología.

Precisamente es este último punto, la generación y acumulación de energía eléctrica mediante combustibles renovables o sintéticos, el que frena el despliegue del resto de tecnologías, ya que se encuentra en un estadio de madurez insuficiente. 

Por un lado, los sistemas de acumulación de energía reversibles basados en hidrógeno, como la combinación de electrolizadores y pilas de combustible posibilitarían seguir desplegando el parque solar fotovoltaico en zonas próximas a los consumidores sin necesidad de reformar las líneas de transmisión y evacuación. Además, el calor residual de estos sistemas podría aprovecharse por parte del tejido industrial si se dimensionan adecuadamente. 

Por otro lado, la energía solar fotovoltaica no sería suficiente para cubrir la demanda energética durante ciertos periodos, sobre todo en las noches de invierno. Por ello es necesario la generación eléctrica masiva a partir de gases renovables generados a partir de biomasa o residuos. La digestión anaeróbica tiene un potencial reducido y resulta necesario explorar otras tecnologías como la gasificación, con un mayor potencial de aprovechamiento de numerosas fuentes de materia orgánica. Estos sistemas de generación eléctrica a partir de combustibles renovables también deben ser altamente eficientes y aprovechar el calor residual en modo de cogeneración para aportar energía a la industria cuando la generación a partir de hidrógeno sea insuficiente en invierno. 

Desde AESA estamos poniendo los esfuerzos de I+D en estas dos tecnologías. Las membranas para electrólisis de alta temperatura basadas en óxidos solidos que trabajan a 800ºC son muy eficientes, reversibles y flexibles. Pueden trabajar con syngas procedente de la gasificación e integrarse en plantas combinando ambas tecnologías para generar y acumular electricidad procedente tanto de la biomasa como del hidrógeno sintetizado. Dimensionadas y emplazadas adecuadamente permitirían aprovechar el calor residual de alta temperatura en polígonos industriales. Este tipo de instalaciones requieren de diseños muy optimizados para trabajar a altas temperaturas con un alto rendimiento y, a la vez, reducir los costes de CAPEX y OPEX, que hoy frenan su despliegue. 

También deben resolverse complicaciones derivadas del uso de fuentes de biomasa de bajo valor, como lodos de depuradora o residuos industriales y que nos permitan limpiar los gases de sustancias contaminantes como el H2S, NH3 o valorizar recursos con un alto grado de humedad. 

Todas estas dificultades se están resolviendo gracias al talento, capacidades y tejido industrial que existe en nuestro país y hacen creer en un futuro respetuoso con el medio ambiente a corto plazo.  

Desde AESA agradecemos la ayuda y financiación obtenida por parte del CDTI en el proyecto COMECOCO2 [3] del programa Transmisiones con expediente MIG-20242051.

Artículo escrito por:
Jaume Roqueta Responsable de I+D AESA