A finales de 2016, arrancó el proyecto conjunto ente Edar Bens SA, Naturgy y EnergyLab para poner en marcha en las instalaciones de la depuradora de Bens, la primera Unidad Mixta de Gas Renovable obtenido a partir de aguas residuales urbanas de Galicia. A primeros de 2023 entró en su segunda fase.
La EDAR de Bens, gestionada por Edar Bens S.A., la empresa pública supramunicipal de A Coruña y su entorno, será la primera en España en producir hidrógeno verde. Carlos E. Lamora Suárez, director general, nos detalla en esta entrevista los objetivos y avances de la Unidad Mixta de Gas Renovable.
Pregunta: ¿Cuál es el objetivo de la Unidad Mixta de Gas Renovable puesta en marcha en las instalaciones de la depuradora de Bens?
Respuesta: El objetivo principal de la primera Unidad Mixta de Gas Renovable, desarrollada en 2016 en la EDAR de Bens, era el aprovechamiento de 100 Nm3/h de biogás que de media se estaban eliminando en antorcha, como consecuencia de la generación de electricidad y recuperación de calor a partir de la valorización del biogás generado en la depuradora.
Se instaló una planta de membranas para la purificación del biogás y así poder utilizar el biometano generado como combustible alternativo en movilidad, mediante el repostaje en una gasinera de un autobús metropolitano, que recorría los cinco municipios a los que Edar Bens SA depura el agua residual, así como varias furgonetas utilizadas para la prestación de nuestros servicios.
Una vez alcanzado este objetivo, lo importante era poder acumular de algún modo el biometano generado de manera continua y no consumido en movilidad, para lo que se puso en marcha un módulo de inyección a la red comercial de gas natural.
En el año 2020 arrancamos con la Unidad Mixta de Consolidación de Gas Renovable, donde se está apostando por la investigación de otros gases renovables, como el hidrógeno verde y el bio-syngas, lo que permitirá evaluar su impacto en las infraestructuras actuales y en los consumidores finales.
Se desarrollan cinco líneas de investigación: generación de hidrógeno verde mediante el aprovechamiento energético del caudal de agua depurada a través de la electrólisis del agua; mejora en la producción de biogás a través de la co-digestión; impacto de los gases renovables y sus mezclas en la inyección a la red de gas y su uso en aplicaciones estacionarias y móviles; producción de biohidrógeno a través de fermentación oscura; y gasificación de lodos la obtención de bio-syngas.
"Hay tres vías de generación de hidrógeno dentro del proyecto, una biológica, una termoquímica y otra a través de la electrólisis"
P.- ¿Quiénes forman parte del proyecto y con qué financiación se lleva a cabo?
R.- Ambas fases están desarrolladas por Naturgy, el centro tecnológico EnergyLab y la empresa pública Edar Bens SA. Cuentan con la financiación de la Unión Europea en el marco del Programa Operativo FEDER Galicia 2014-2020, cofinanciada por la Axencia Galega de Innovación (GAIN), organismo dependiente de la Xunta de Galicia.
P.- Una de las líneas del proyecto es la generación de hidrógeno verde. ¿A través de qué vías se está investigando su generación?
R.- Hay tres vías de generación de hidrógeno dentro del proyecto, una biológica, una termoquímica y otra a través de la electrólisis.
La biológica se basa en el proceso de fermentación oscura, etapa temprana de la digestión anaerobia en la que se fomenta la generación de hidrógeno.
En cuanto a la termoquímica, se ha optado por la gasificación de lecho fluidizado de biomasa unida al proceso water gas shift, con el fin de incrementar el porcentaje de H2 que se genera en el syngas.
Por último, en la vía electroquímica se analizará la generación de hidrógeno verde a través de las dos principales tecnologías de electrólisis, la alcalina y la PEM.
P.- ¿Con qué tecnologías cuenta la EDAR para la producción de hidrógeno verde?
R.- El sistema de generación de hidrógeno está compuesto por dos electrolizadores, uno de tecnología alcalina y otro PEM. Ambos funcionan en paralelo, lo que permite analizar su eficiencia. Este sistema cuenta con una capacidad total de producción de cerca de 15 Nm3/h.
La energía eléctrica renovable necesaria para la alimentación de estos equipos procede de una turbina Kaplan, alimentada por el efluente del agua depurada antes de su incorporación al mar a través del emisario submarino.
P.- Una vez producido, ¿para qué se utilizará este hidrógeno renovable?
R.- El principal uso del H2 generado es el de estudiar su interacción con el biometano y el impacto en las infraestructuras de distribución, así como en los principales consumidores finales.
"Las innovaciones tecnológicas asociadas a la economía circular ayudarán a cambiar el modelo económico de la sociedad"
Otras líneas de desarrollo, es la instalación de la primera planta de separación de hidrógeno y biometano, ya que está previsto el blending de ambos gases renovables en un punto de la conducción de gas existente en la Edar de Bens y su separación en otro alejado más de medio kilómetro. De este modo, se podrá comprobar la viabilidad del uso de la infraestructura gasista existente en España para transportar de manera conjunta biometano e hidrógeno verde. Esto posibilitaría la distribución futura del hidrógeno desde sus puntos de generación hacia los de consumo. Habitualmente las instalaciones productoras no están próximas a las consumidoras, lo que puede dar lugar a que muchos proyectos no sean viables desde el punto de vista económico, ya que la bajísima densidad energética del hidrógeno encarece enormemente su transporte por otros medios que no sea a través de una red de gas.
También merece especial atención el estudio y ensayo de la permeabilidad que la molécula de H2 puede producir en diversos materiales, dado el pequeñísimo tamaño que tiene.
Por último, parte del hidrógeno alimentará un piloto de metanación biológica que fue instalado durante la primera fase de la unidad mixta. En él se produce metano gracias a las arqueas hidrógenotróficas que consumen CO2 y H2 para producir CH4.
"La dificultad para implantar nuevas instalaciones de generación de energía eléctrica renovable ralentiza su implantación a corto plazo"
P.- ¿Cuáles son los beneficios ambientales y económicos de la producción y uso de hidrógeno verde en una EDAR?
R.- El objetivo fundamental de la paulatina implantación de los gases renovables es la disminución de la emisión de gases de efecto invernadero. Consecuentemente, la reducción del consumo de combustibles fósiles también mejorará la salud de las personas, ya que la concentración de las partículas PM 2,5 en suspensión en la atmósfera se va a reducir. Las PM 2,5 se generan principalmente en los motores de los vehículos, por la industria, la agricultura o por las calderas de calefacción en edificios, por lo que al estar presentes en el aire que respira la ciudadanía en las zonas urbanas. A través de los pulmones se incorporan al torrente sanguíneo y, a partir de ahí, se pueden desarrollar enfermedades graves.
Es por ello por lo que los gases renovables vendrían a paliar completamente esta situación, ya que su combustión no genera ningún tipo de partículas.
Además, las innovaciones tecnológicas asociadas a la economía circular ayudarán a cambiar el modelo económico de la sociedad, ya que se demandará personal técnico cualificado que diseñe, construya, explote y mantengan las nuevas instalaciones. A esto hay que sumar la transferencia tecnológica que se va a producir desde todas las iniciativas de I+d+i, ya que estoy convencido de que el sector industrial sufrirá una importante revitalización al acometer el ensamblaje y la fabricación de muchas plantas de generación de biometano o hidrógeno verde que hasta ahora se adquieren en el extranjero.
En el caso concreto de hidrógeno verde, creo que es una iniciativa muy interesante, aunque incipiente. La dificultad para implantar nuevas instalaciones de generación de energía eléctrica renovable, donde muchas veces los trámites administrativos y ambientales son largos y tediosos, van a ralentizar su implantación a corto plazo. Además de esto, el uso y la manipulación del H2 no es sencillo, ya que es la molécula más pequeña de la tabla periódica, lo que le ayuda a generar fugas con facilidad, teniendo capacidad para ignifugar sin llama en presencia de cualquier fuente de calor. Estos condicionantes, unidos a una presión de servicio de unos 900 bar, motiva que la implantación comercial para uso habitual entre la población sea lenta. Considero que es más fácil su aplicación inmediata como combustible de la mano del biometano, mediante la mezcla de ambos gases renovables con el objetivo de descarbonizar la industria, iniciativa que no se puede realizar con energía eléctrica.
"El fomento, la implantación y el uso de los gases renovables son una realidad imparable y protagonistas en la mejora del medioambiente"
Por último, quiero destacar la importancia que el hidrógeno tendrá como almacenamiento de energía eléctrica mediante su transformación en amoníaco o metanol verde, cada uno con sus pros y sus contras.
En definitiva, el fomento, la implantación y el uso de los gases renovables son una realidad imparable, siendo los grandes protagonistas en la mejora del medioambiente, y una realidad económica capaz de generar empleo y rentabilidad económica.
P.- Con esta línea de investigación, la EDAR de Bens es pionera en la producción de hidrógeno verde, ¿qué supone este hito para ustedes?
R.- Edar Bens SA es una empresa pública con la encomienda de depurar las aguas residuales de A Coruña y su área metropolitana. Para nosotros es muy gratificante poder demostrar que la gestión pública de un servicio esencial como la depuración puede mejorar las condiciones de vida de la población, generar crecimiento económico y que nuestros proyectos sirvan de inspiración para que la iniciativa privada los implante en sus procesos productivos.
Otro logro que nos enorgullece es contribuir, con la ayuda de Naturgy y EnergyLab, a la transferencia tecnológica desde la innovación hacia la industria, con lo que eso puede suponer en términos económicos y laborales para el país.
P.- Para finalizar, ¿cómo ve al sector del agua ante el reto de virar hacia una economía circular y nuevos vectores energéticos alineados con los ODS?
R.- Los últimos episodios climáticos vividos este año, con la alternancia de sequías y lluvias torrenciales, confirman el impacto del cambio climático. Por ello, es fundamental concienciar a la ciudadanía de que el agua es un recurso escaso e intermitente, por lo que es imprescindible un uso racional.
El sector del agua se encamina a una mejora en la prestación de sus servicios, tanto de abastecimiento como de depuración, mediante la eficiencia energética y la valorización de muchos productos que estos momentos se consideran residuos, incluso con el aumento de la reutilización del agua.
Pero nada de esto se puede implantar si no existen unas tarifas justas que recojan fielmente el coste de la prestación de los servicios, permitiendo a las empresas tener retornos económicos que financien estas iniciativas medioambientales.
