Objetivos

Objetivos estratégicos y comerciales

• Consolidar el posicionamiento tecnológico y comercial de las empresas vascas en el sector de la distribución de hidrógeno y gas natural.
• Impulsar a las empresas vascas en la estrategia de diferenciación con productos de mayor valor añadido y una solución conjunta H2SAREA frente a las soluciones discretas que permitan a las empresas generar un mayor impacto comparado con las ventas unitarias actuales para un mercado en crecimiento.
• Convertirse en proveedores de referencia (distribución, suministro de equipos y componentes y sensorización, en aplicaciones del hidrógeno, según la cadena de valor del H2 en Euskadi de acuerdo al Informe de resultados del Grupo de Trabajo de Tecnologías del Hidrógeno de la Asociación Clúster de Energía. Diciembre 2020).
• Dar un salto competitivo a través de la oferta de nuevos usos y productos (transformación de la red de distribución para H2, compresores de H2 de alta presión, sensores, fijaciones, calderas de combustión de H2 y sistemas de separación de H2/GN) de altas prestaciones y valor añadido, para el sector del hidrógeno.
• Contribuir a la sostenibilidad de las empresas mediante la incorporación a un nuevo negocio en crecimiento con soluciones seguras e inteligentes como estrategia de diferenciación y diversificación.
• Ganar cuota de mercado, incrementar la facturación y aumentar los márgenes de beneficio de las compañías. Se prevé un volumen de negocio a 2050 entre 1.500-8.300 M€ teniendo en cuenta el escenario de la FCH-JU y la hipótesis realizada por EVE.
• Contribuir de forma directa a la nueva estrategia Energibasque .

Asimismo, el proyecto H2SAREA es clave para el país, ya que proporcionará el conocimiento y las soluciones tecnológicas necesarias para la transformación de las actuales infraestructuras de gas natural en la red de distribución de H2+GN en la CAPV.

Objetivos técnicos

• Identificar y especificar de forma conjunta entre los socios del proyecto las necesidades particulares de cada desarrollo técnico para conseguir soluciones conjuntas, al reto tecnológico de la distribución de H2 y sus mezclas con GN.
• Definir características específicas que deben cumplir los elemento críticos de la red de distribución de H2+GN, mediante el estudio detallado de la influencia de las condiciones de operación (tipo de mezclas GN-H2 de manera estática y dinámica, presiones, relación de concentraciones H2/GN, etc.) en la respuesta de los materiales, componentes y sistemas principales, que intervienen en tanto en la red de distribución de gas, como en las instalaciones y aparatos de los usuarios: Materiales (p.ej.: tubos), Uniones, Válvulas, Contadores para la nueva red de distribución de H2 y H2+GN (tipologías: turbinas, ultrasónicos, rotativos), Estación de Regulación y Medida (filtro, intercambiador de calor, regulador, contador, transductores de presión y temperatura) para la transformación de la red de distribución para H2 y H2+GN.
• Estudiar la permeabilidad de los materiales plásticos en función del porcentaje de concentración de H2 y GN.
• Identificar los “puntos críticos” de la red de distribución, el impacto de los niveles de la mezcla de H2+GN en los componentes críticos y la infraestructura (hidroducto), todos ellos, aspectos necesarios para desarrollar las innovaciones para suplir las barreras existentes en las regulaciones, códigos, estándares y tecnología, mediante validación sistemática.
• Investigar sistemas/métodos de inyección de H2 en la red de distribución que permita una mezcla con GN adecuada en la menor distancia posible con el gas natural, para evitar concentraciones elevadas de H2 en ciertos puntos que puedan provocar deterioro por de fragilización o permeación de H2 en materiales.
• Desarrollar: i) nuevas fijaciones inteligentes para su empleo en instalaciones con gases explosivos, en concreto para la red de distribución de H2+GN; ii) fijaciones inteligentes que permitan establecer estrategias de apriete y su monitorización, para evitar fugas de H2 en las uniones críticas de la red de distribución que contiene la mezcla H2+GN; y iii) Diseño de uniones críticas bridadas para la red de distribución de H2+GN.
• Desarrollar compresores de alta presión enfocados hacia la compresión de H2. Concretamente, lograr un compresor que comprima GN+H2 (2% – 20%) de 3 bar a 16 bar, preparado para la compresión de H2, ya que se introducirá gradualmente junto con el GN. Para ello, se desarrollará un compresor basado en la tecnología de GN preparado para la compresión parcial de H2 siendo éste nuevo compresor híbrido mucho más competitivo que un compresor para H2. Este avance tecnológico se basará en la tecnología de líquidos iónicos, presurización del cárter, eliminación de fugas y acoplamiento magnético, con el fin de poder desarrollar un compresor totalmente innovador y único en el mercado, capaz de comprimir una mezcla de H2 y GN. Así, se espera poder llevar al mercado una nueva gama de compresores híbridos totalmente innovadora.
• Desarrollar un compresor capaz de comprimir una mezcla de GN-H2 (2-20%) hasta 300bar con el objeto de poder integrarse en gasineras.
• Investigar y desarrollar un prototipo de sistema de separación de H2/CH4 que permita ajustar el ratio de mezcla según las especificaciones requeridas.
• Desarrollar nuevos sensores para la medición de mezclas de gases prioritarios (H2/GN) para la red segura.
• Caracterizar la tecnología actual en calderas y específicamente en quemadores CERAMAT para la combustión de mezclas de GN-H2. Se comprobarán mezclas de 5, 10 hasta 50% de H2-GN.
• Investigar y desarrollar nuevos quemadores CERAMAT para la combustión de H2 cumpliendo con los requisitos de los grandes fabricantes de calderas. En especial centrados en desarrollar un kit de conversión que transforme calderas convencionales a sistemas adaptables para trabajar 100% H2.
• Investigación en torno a los nuevos quemadores CERAMAT para H2 teniendo en cuenta la modulación, la potencia y el flashback. Se pretende desarrollar soluciones que permitan mantener las prestaciones de calderas actuales añadiendo la descarbonización.
• Mejorar el conocimiento en tecnologías de H2, fragilización y agrietamiento por hidrógeno en materiales, fenómenos de degradación en materiales de matriz polimérica por H2, fugas de H2, instrumentación (sensórica), compresión de H2 a alta presión, quemadores, entre otros, soluciones de necesarias para todas las empresas y RCVTI del consorcio H2SAREA para hacer frente a los retos planteados.
• Realizar un proyecto Piloto de blending y diseño posición de inyección de H2 a escala real.
• Realizar un Proyecto Piloto de gasificación doméstica 100% hidrógeno.
• Desarrollar una plataforma de I + D (H2Loop) que permita investigar, evaluar/validar (condiciones técnicas y reglamentarias), el funcionamiento de la infraestructura y los desarrollos “H2SAREA” realizados, en un medio representativo de la red de distribución de gas para diferentes condiciones de H2 / CH4, presión, etc.,
• Conocer y evaluar/validar el funcionamiento de los desarrollos realizados en el proyecto en medio representativo “H2Loop”.
• Conocer la afección de las distintas concentraciones de H2 con GN en las instalaciones de usuarios finales y aparatos con funcionamiento de gas.
• Desarrollar una solución conjunta, contemplando en la fase diseño y fabricación su compatibilidad/conectividad con otros componentes (en términos de uniones, materiales, sensórica y sus comunicaciones, etc.).
• Establecer recomendaciones técnicas para la distribución y uso seguros de H2 en la red de gas natural.

Plataforma de investigación H2LOOP

Objetivos medioambientales

• Contribuir a la descarbonización de la economía.
• Contribuir con los objetivos de las nuevas políticas (*) y la directiva revisada sobre energías renovables para 2030 (energía renovable de al menos un 32% y un objetivo de eficiencia energética de al menos un 32,5%), reduciendo las emisiones para toda la UE, alrededor del 45% para 2030 (en relación con las emisiones de GEI de 1990).
• El hidrógeno es un contribuyente principal para permitir una mayor penetración de fuentes renovables en el mix eléctrico, proporcionando almacenamiento a gran escala y acoplamiento sectorial (electricidad – gas natural), permitiendo absorber el exceso de producción de electricidad renovable y transformarlo en un gas que puede ser utilizado en otros sectores energéticos.
• La distribución de hidrógeno a través de la red de gas natural (transformada) permitirá una reducción del consumo de energía asociado a la compresión y transporte del hidrógeno de los procesos convencionales.
• El sistema basado en membranas avanzadas a desarrollar en H2SAREA posee una mayor eficiencia respecto a las tecnologías alternativas de separación, y también reduce el consumo energético y coste de H2 (Factor de recuperación de hidrógeno >85%; Consumo energético < 5 kWh/kgH2; Coste de H2 < 1.5 €/kgH2).
• H2SAREA contribuye a evitar las fugas de gas mediante el desarrollo de fijaciones inteligentes.
• Mayor aprovechamiento de la actual red de gas natural y su uso para distribución de hidrógeno de origen renovable.
• Reducir las operaciones y el mantenimiento de las instalaciones afectadas a través del alargamiento de la vida útil de los productos desarrollados, consiguiendo un impacto medioambiental positivo al reducir materias primas y consumo energético.

(*) COM (2016) 767.2DIRECTIVE OF THE EUROPEAN PARLIAMENT AND OF THE COUNCIL on the promotion of the use of energy from renewable sources (recast).

Objetivos de formación y difusión

• Contribuir a la formación de recursos humanos especializados en tecnologías de hidrógeno, ciencia e ingeniería de materiales y sus procesos, y en diseño de componentes para aplicación en el sector del hidrógeno.
• Difundir los resultados del proyecto (teniendo en cuenta las limitaciones relacionadas con la confidencialidad de los desarrollos). [p.ej. a través del Clúster de la Energía].
• Crear una Newsletter periódica con los avances del proyecto.
• Crear una imagen y una website del proyecto.
• Publicar los resultados en congresos, publicaciones científicas y ferias, p.ej.:
  • Congresos/Ferias Hidrógeno (WHTC, WHEC, EHEC, Hannover Fair,…)
  • Congresos Membranas (ICOM, Euromembrane, NAMS, Aachen Membrane Colloquium…)
  • Revistas Hidrógeno (International Journal of Hydrogen Energy,…)
  • Revistas Membranas (Journal of Membrane Science, Membranes MDPI,…)
  • Sensor+Test
• Organización de una jornada de presentación de los resultados en Euskadi.