Energética XXI. Junio-julio 2024

Tratamiento del agua para la producción de hidrógeno verde Tras la pandemia primero, y la posterior guerra de Ucrania, nos encontramos en la actualidad inmersos en una crisis energética, que lleva implícita la búsqueda de nuevas fuentes de energía, entre las que el hidrógeno verde está ganando un peso importante. J. HUESAWATER TECHNOLOGY E sto es así gracias a sus características, pues se trata de un elemento muy abundante en la naturaleza y de baja densidad, por lo que no se encuentra libre sino asociado a otros compuestos, que de- terminarán la forma de su extracción. El departamento técnico de J. Huesa Water Technology nos habla sobre la electrólisis, que se lleva a cabo en electrolizadores que dividen el agua en hidrógeno y oxígeno. La característica que tienen en común los dis- tintos tipos de electrolizadores es que nece- sitan agua ultrapura, libre de impurezas. Tal y como indica su nombre, es un agua de alta calidad, carente de impurezas que requiere un tratamiento riguroso para que cumpla con las exigencias de la industria. A nivel mundial, son varias las organizaciones que regulan los estándares de calidad del agua, pero nos vamos a centrar en la Norma- tiva de la Sociedad Americana de Pruebas y Materiales (ASTM), que hace referencia al agua que se usa como reactivo, clasificándo- la en cuatro tipos de agua distintas. Lo más habitual en el caso de los electro- lizadores es que el agua sea del tipo I (ver tabla 1). Llegados a este punto, hay que tener en cuenta que el origen del agua, por un lado y, la cantidad de agua que hay que aportar al electrolizador van a determinar, en gran medida, el tren de tratamiento que se debe diseñar e implantar en la planta de trata- miento de aguas. A continuación, detallamos algunas cifras clave del sector: • 9 litros de agua ultrapura producen 1 kilo de hidrógeno • 1 electrolizador consume 45-55 kwh por kg de hidrógeno producido • Una planta de1 MW necesita 0,2 m 3 /h de agua ultrapura • Una planta de 10 MW necesita 2 m 3 /h de agua ultrapura • Una planta de 1 GW necesita 200 m 3 /h de agua ultrapura • 1 MW produce 200 Nm 3 /h de gas • 1,4 m 3 de agua subterránea produce 1 m 3 de agua ultrapura–consumo medio de 2 kwh • 1,5 m 3 de agua superficial produce 1 m 3 de agua ultrapura–consumo medio de 2,2 kwh • 3,3 m 3 de agua de mar produce 1 m 3 de agua ultrapura– consumo medio de 7 kwh • La energía requerida para la electrolisis de 1 m 3 de agua ultrapura es de 5.000 kwh En resumen, para producir 1 MW de hidró- geno verde se necesitan 200 litros de agua ultrapura. Las principales tecnologías que forman parte del tren de tratamiento son: • Pretratamiento: permite adecuar el agua de aporte a la ósmosis inversa. En función de la procedencia del agua, se aplicará una u otra tecnología, y así, por ejemplo, emplearemos la desinfección para eliminar patógenos del agua; dis- tintos tipos de filtración, para la elimina- ción de coloides y sólidos en suspensión. • Ósmosis Inversa: tecnología de membra- na que permite eliminar la salinidad del agua, se obtiene agua pura con un bajo contenido en sales, libre de virus y con- taminantes químicos, empleando para ello membranas de ósmosis inversa. Se obtiene un permeado con una conduc- tividad comprendida entre 5-10 µS/cm, que es la adecuada para el correcto fun- cionamiento de la electrodesionización. • Electrodesionización (EDI): técnica de pulido que genera agua ultrapura gracias a la conjugación del intercambio iónico con las membranas, al introducirse una resina intercambiadora en el interior de los compartimentos entre las membra- nas de las células. J. Huesa pone a disposición de las empre- sas del sector soluciones globales del tipo llave en mano, que van desde el estudio inicial de la viabilidad del proyecto hasta la puesta en marcha de la instalación ◉ TABLA 1 . Parámetro Tipo I Tipo II Tipo III Tipo IV Conductividad eléctrica Max. (µS/cm a 25 °C) 0,056 1 4 5 Resistividad eléctrica Min (MΏ -cm a 25 °C) 18,2 1 0,25 0,2 pH a 25 °C - - - 5,0 – 8,0 TOC máx. (µg/L) 10 50 200 Unlimited Sodio máx. (µg/L) 1 5 10 50 Sílice máx. (µg/L) 3 3 500 Unlimited Cloro máx. (µg/L) 1 5 10 50 Hidrógeno y gases renovables 54 ENERGÉTICA XXI · 237 · JUN/JUL 24