El Centro Nacional del Hidrógeno es el centro de investigación dedicado al impulso de las tecnologías de hidrógeno y pilas de combustible al servicio de la comunidad científico-técnica e industrial. Jesús J. Martín Pérez, de la Unidad de Gestión de Proyectos del Centro Nacional del Hidrógeno, explica los proyectos que el centro lleva a cabo para el impulso del hidrógeno renovable, los desafíos y oportunidades que se presentan para el despliegue de este vector energético sostenible, así como valora el papel que desempeñará el hidrógeno verde en la transición energética y en los objetivos de descarbonización de España y la Unión Europea.
SMARTGRIDSINFO: Como centro de investigación nacional orientado a impulsar la investigación científica y tecnológica de las tecnologías del hidrógeno y pilas de combustible, y centro de referencia para todas las tecnologías ligadas al hidrógeno verde, ¿cuáles son los principales objetivos del centro? ¿Qué funciones desempeña la Unidad de Gestión de Proyectos?
Jesús Martín: El Centro Nacional del Hidrógeno (CNH2) nació en 2007 como instalación científico-técnica dedicada a la investigación, desarrollo e innovación, para cubrir el vacío existente entre los centros de investigación y las empresas, buscando sinergias con ellas para impulsar las tecnologías de hidrógeno y pilas de combustible y así llegar a la sociedad.
Por tanto, dentro de los principales objetivos que busca el CNH2 destacan disponer y gestionar una instalación experimental flexible y evolutiva en su conjunto, estando al servicio de toda la comunidad científica y tecnológica nacional y abierto a la colaboración internacional; promover el desarrollo de tecnología nacional a través de escalado, experimentación, demostración, certificación y validación; concebir un nuevo sector económico industrial alrededor del tejido industrial generado en torno al sector del hidrógeno y las pilas de combustible; y desarrollar la investigación científica y ayudar a las empresas a obtener productos de nivel industrial.
En lo concerniente a la Unidad de Gestión de Proyectos, ésta tiene como principal cometido la consecución de nuevos proyectos y el seguimiento del cumplimiento de todos los que se realizan en el CNH2, en todas sus modalidades (bajo contrato, en colaboración o estratégicos internos), desde su concepción hasta su cierre.
SMARTGRIDSINFO: El hidrógeno renovable se ha identificado como una solución para la electrificación del sistema energético, así como la descarbonización del transporte y la industria. ¿Qué papel desempeñará el hidrógeno renovable en la transición energética y qué ventajas y beneficios aportará su uso? ¿Cuál es el potencial del hidrógeno verde para apoyar los objetivos de descarbonización de España y la Unión Europea?
Jesús Martín: Europa lleva apostando por las tecnologías de hidrógeno y pilas de combustible desde hace más de una década, tal y como lo demuestra el fuerte apoyo financiero a sus programas marco de I+D+i, siendo el actual el programa Horizonte Europa 2021-2027, dentro del cual encontramos programas específicos de partenariado público-privado donde destaca el Clean Hydrogen for Europe, que apoya las actividades de investigación, desarrollo tecnológico y demostración en tecnologías del hidrógeno y pilas de combustible en Europa. Esta apuesta ha demostrado el claro potencial que tiene el hidrógeno verde para sectores económicos clave para Europa, como son el energético, el industrial o el de transporte, ofreciendo a la Unión Europea mejorar su posición mundial, optando a llegar a una situación de liderazgo.
El hidrógeno renovable puede utilizarse como fuente de energía en procesos industriales y químicos, en el transporte pesado por carretera, aéreo y marítimo, y en aplicaciones de calefacción, descarbonizando sectores en los que la electrificación directa no es posible técnicamente o no es competitiva, así como en el almacenamiento de energía para equilibrar, cuando sea necesario, el sistema energético. España es el país con mayor radiación solar de toda Europa, aunque está por debajo de Alemania en cuanto a potencia fotovoltaica instalada, y el segundo en potencia instalada eólica, lo que, junto con el objetivo que se ha marcado de lograr 4 GW de capacidad instalada de electrolizadores para 2030, le coloca en una situación de privilegio para convertirse en uno de los mayores productores de hidrógeno verde en Europa.
SMARTGRIDSINFO: El mayor costo del hidrógeno verde en comparación con los combustibles fósiles ha planteado un desafío para su despliegue. ¿A qué barreras, desafíos y oportunidades se enfrenta el sector para desplegar estas tecnologías en el mercado en un futuro próximo y acelerar el establecimiento de la economía del hidrógeno?
Jesús Martín: Gracias a la gran cantidad de recursos de fuentes de energía renovable de los que dispone nuestro país, a los avances tecnológicos que han ido lográndose en el sector energético y a la apuesta clara en este sector que desde Europa y España se está llevando a cabo en los últimos años, se está logrando que se reduzcan notablemente los costos del hidrógeno verde, al alcanzar una economía de escala cada vez más competitiva en el mercado.
El factor determinante del precio del hidrógeno verde para descarbonizar la matriz energética en su conjunto, viene determinado por el precio de generación eléctrica del que procede. De ahí que, si se reduce el precio de la electricidad que interviene en su producción, éste también se reducirá, teniendo en cuenta a su vez el impacto nulo de sus emisiones de CO2, haciéndolo cada vez más atractivo para la estrategia energética de nuestro país.
Así, el principal desafío existente sería el uso del hidrógeno como medio para el almacenamiento de energía. El almacenamiento de electricidad a corto plazo en baterías para plantas pequeñas se está desarrollando de manera dinámica, pero si pensamos en un almacenamiento a largo plazo para grandes cantidades excedentes de electricidad, requiere de nuevos tipos de almacenamiento. Por esta razón, puede desempeñar un papel importante en la mejora de la integración del sistema eléctrico en conjunto con las energías renovables.
SMARTGRIDSINFO: ¿Qué relevancia adquiere el hidrógeno renovable en la actividad de I+D+i del Centro Nacional del Hidrógeno? ¿En qué líneas de investigación trabajáis para su despliegue? ¿Podrías explicarnos vuestros proyectos más importantes llevados a cabo en este ámbito y los más destacados en ejecución?
Jesús Martín: Desde sus inicios, el CNH2 ha dedicado todos sus esfuerzos en potenciar el hidrógeno electrolítico mediante energías renovables, debido al gran potencial de recursos renovables que España posee y el claro beneficio medioambiental que supone su uso. Para ello, actualmente el CNH2 está trabajando en definir su nuevo Plan Estratégico 2023-2026, donde se abordará toda la cadena de valor, desde la producción de hidrógeno verde, su almacenamiento, distribución, transformación y uso final, sin dejar de lado otros aspectos como la seguridad y normativa.
Actualmente, tenemos una gran cartera de proyectos en ejecución. Por ejemplo, en proyectos europeos de movilidad estamos trabajando en el proyecto H2PORTS, que busca reducir las emisiones contaminantes con prototipos de vehículos de hidrógeno usados en el sistema logístico del puerto marítimo de Valencia, o el proyecto FCH2RAIL, que busca disponer del primer prototipo de tren demostrador de hidrógeno en España. El CNH2 trabaja en ambos proyectos en el desarrollo de prototipos de hidrogeneras portables, entre otras actividades. Otros proyectos nacionales de movilidad son el proyecto H2TRUCK, que busca desarrollar un vehículo pesado, para aplicaciones de servicio urbano, con tecnología híbrida de batería-pila de combustible, o el proyecto H2LOGIN, que busca, entre otras cosas, desarrollar carretillas elevadoras y furgonetas eléctricas de pila de combustible y, dentro del cual, se ha constituido la primera hidrogenera de España para un centro logístico.
Sin embargo, disponemos de otros proyectos como el proyecto europeo GREEN HYSLAND, que busca desplegar un ecosistema de hidrógeno abarcando toda la cadena de valor en Mallorca; el proyecto SUDOE IMPROVEMENT, que coordina el CNH2 y busca mejorar la eficiencia global de edificios públicos de gran uso de energía, mediante microrredes de generación combinada de frío, calor y electricidad y el uso de sistemas híbridos de almacenamiento de energía tanto eléctrica (hidrógeno, supercondensadores, baterías) como térmica (material de cambio de fase, geotermia) y técnicas de arquitectura bioclimáticas pasivas y activas; o el proyecto europeo ARENHA, que busca demostrar la viabilidad del amoniaco verde como almacenamiento de energía a gran escala y donde se desarrollará un electrolizador de óxido sólido que será validado en las instalaciones del CNH2 entre otros objetivos.
Por último, también tenemos varios proyectos de economía circular, donde destaca el correspondiente al Plan Complementario de hidrógeno verde de Castilla-La Mancha, relacionado con el uso de hidrógeno renovable en plantas de valorización de residuos agroindustriales para metanación biológica de corrientes de CO2 y desarrollo de pilas de combustible de alta temperatura capaces de operar con H2 y CH4.
SMARTGRIDSINFO: Contáis con un laboratorio de microrredes, ¿qué tipo de iniciativas se llevan a cabo en él? ¿Qué papel puede desempeñar el hidrógeno renovable en el desarrollo de las redes eléctricas inteligentes? ¿Qué potencial tienen los sistemas basados en las tecnologías del hidrógeno y su integración en microrredes y smart grids?
Jesús Martín: El laboratorio de microrredes tiene como principal línea de trabajo el desarrollo y testeo de sistemas basados en las tecnologías de hidrógeno y su integración en microrredes y smart grids, por lo que está específicamente diseñado para combinar sistemas de almacenamiento de energía basados en hidrógeno renovable con otras soluciones, tales como baterías y supercondensadores. Por tanto, se puede utilizar como una «plataforma abierta” para futuras iniciativas que requieran la integración de nuevos sistemas en la microrred, pudiendo de esta forma tener la capacidad de diseñar modelos de sistemas complejos para emularlos en tiempo real y obtener resultados similares a los de una planta industrial.
Dentro del proyecto IMPROVEMENT, anteriormente comentado, se trabaja en la optimización del Sistema de Gestión de Energía a través de desarrollos de algoritmos de programación utilizando técnicas de Modelo de Control Predictivo (MPC). Se trata de una metodología que se aplica para resolver problemas de control complejos para la industria y la comunidad científica. Concretamente, en este proyecto se trabaja para determinar cómo diferentes controladores locales pueden interactuar, con el fin de encontrar una solución óptima que obtenga un costo global más bajo que si se actuara de forma independiente. Para ello, se validará en una planta piloto que se está desarrollando en nuestras instalaciones del CNH2 en Puertollano (Ciudad Real) combinando también el Sistema de Gestión Térmico.
Los sistemas de generación y almacenamiento de energía renovable basados en hidrógeno verde son tecnologías que aún no han alcanzado su madurez tecnológica, por lo que la forma en que se integran y operan en las futuras redes inteligentes todavía presenta varios desafíos. Las microrredes aparecen como una tecnología clave para allanar el camino hacia la integración y el funcionamiento optimizado en las redes inteligentes.
SMARTGRIDSINFO: Se han lanzado diferentes iniciativas para el despliegue del hidrógeno renovable en España, como la Hoja de Ruta del Hidrógeno, el Plan Complementario de Energía e Hidrógeno Renovable y el PERTE de Energías Renovables, Hidrógeno Renovable y Almacenamiento. ¿Qué oportunidades y expectativas crees que se presentan para el sector en España?
Jesús Martín: El disponer de una hoja de ruta dedicada exclusivamente para el sector del hidrógeno ha supuesto un punto de inflexión donde, por primera vez, el Gobierno establece 57 medidas para preparar el marco regulatorio y favorecer la investigación para poder implantar el hidrógeno en los próximos años. Además, esta hoja de ruta actualmente se apoya en leyes y planes nacionales como la Ley de Cambio Climático y Transición Energética, el PNIEC, el PNACC o el Plan Estatal de Investigación, Científica, Técnica y de Innovación 2021-2023 que refuerzan el protagonismo clave de las tecnologías del hidrógeno y pilas de combustible en la transición energética.
Por otro lado, el Plan de Recuperación, Transformación y Resiliencia tiene como objetivo lograr una transición ecológica basada en la descarbonización y, para ello, apuesta por el hidrógeno verde como vector energético esencial para conseguirlo. Este plan, que maneja los fondos Next Generation de la Unión Europea, pretende llegar a las empresas y entidades del sector a través de distintas convocatorias públicas como son el PERTE de Energías Renovables, Hidrógeno Renovable y Almacenamiento, a nivel nacional, o el Plan Complementario de Energía e Hidrógeno Renovable, a nivel de comunidades autónomas, dotándoles de la mayor financiación pública jamás vista en España para este sector.
Por todo ello, en mi opinión, es una oportunidad clara para conseguir movilizar la inversión privada empresarial y fomentar el emprendimiento tecnológico, la creación, consolidación y desarrollo de empresas de base tecnológica basadas en la economía del hidrógeno y así dejar ser, en el ámbito energético, un país tan dependiente de tecnología extranjera. No sólo debemos ser usuarios de la tecnología sino fabricantes de la misma, para situarnos en una posición de liderazgo en el mercado europeo y mundial frente a nuestros competidores.
Todo ello hace que, en la actual situación geopolítica en la que vivimos, el papel estratégico del binomio energías renovables e hidrógeno lidere la transición energética y tecnológica, permitiendo luchar contra el cambio climático.