ZEPPELIN: Producción de hidrógeno verde a partir de subproductos industriales y urbanos
Desde CETIM coordinamos científicamente el proyecto de investigación que desarrolla tecnologías disruptivas alternativas al principal método de producción del gas renovable, la electrólisis del agua.
Ensayo en ‘batch’ de producción de biohidrógeno para el proyecto ZEPPELIN.
El cambio climático y la necesidad de descarbonizar nuestra sociedad empujan el desarrollo de nuevas tecnologías y herramientas, aplicables a nivel industrial y de baja huella de carbono. En paralelo, problemáticas como la guerra de Ucrania o la crisis sanitaria provocada por la pandemia del COVID-19, han derivado en la escasez de materias primas indispensables para la vida humana y en el aumento precios, también de la energía y en especial del gas natural. Por ello, la Comisión Europea ha creado una estrategia con medidas que caminen hacia una transición ecológica y que permitan alcanzar la neutralidad climática en la Unión Europea en 2050.
El proyecto ZEPPELIN, financiado por el Centro de Desarrollo Tecnológico e Industrial (Ministerio de Ciencia e Innovación) a través del programa Misiones CDTI, tiene como meta ofrecer a la industria soluciones que hagan frente a la vez al alto precio de la energía y al cambio climático. Concretamente, se están investigando la producción de hidrógeno verde mediante nuevas tecnologías, alternativas a la electrólisis del agua, y que fomenten la economía circular mediante la valorización de residuos y subproductos de diferentes sectores (agroalimentarios, textiles, EDARs, refinerías, etc.).
Además, se están desarrollando en el proyecto nuevos materiales de almacenamiento de hidrógeno verde y herramientas de modelización de estas tecnologías. Todo ello, con la meta final de reducir los costes energéticos, económicos y ambientales derivados de la producción actual de hidrógeno y de conseguir impulsar así una energía segura, eficiente y limpia.
Está trabajando en esta ambiciosa iniciativa un consorcio empresarial puntero liderado por AQUALIA, con la colaboración de CETIM como coordinador de la oficina técnica, junto a REPSOL, NATURGY, TÉCNICAS REUNIDAS, REDEXIS, REGANOSA, PERSEO y NORVENTO.
Innovación y nuevas tecnologías
ZEPPELIN establece nuevos modelos de producción de hidrógeno verde, complementarios a la electrólisis del agua y desvinculados del uso de agua de alta calidad, e integrados en un modelo energético descarbonizado bajo los principios de la economía circular y la digitalización. Del mismo modo, el proyecto aborda diferentes retos tecnológicos relacionados con el reformado del biogás y el bioetanol, la fermentación oscura, la electrólisis microbiana, la gasificación y el almacenamiento de hidrógeno.
Concretamente, desde CETIM estamos actualmente investigando la obtención de hidrógeno mediante dos tecnologías principales: la fermentación oscura y la electrólisis microbiana. En el primer caso, estudiamos la producción de este elemento químico a partir de residuos del sector agroalimentario (como restos de lácteos, podas o lodos de depuradoras) utilizando un cultivo mixto de microorganismos. En cuanto a la tecnología de electrólisis microbiana, combinamos mecanismos biológicos y electroquímicos para producir hidrógeno mediante la oxidación de la materia orgánica de un efluente acuoso gracias a bacterias electrogénicas. En este último proceso, además de obtener H2, conseguimos tratar las aguas residuales.
Asimismo, en la iniciativa se analizarán los procesos de almacenamiento de este gas renovable y se buscará la integración de procesos alternativos para su producción como vector energético clave para alcanzar la descarbonización de nuestra industria y sociedad. Se espera, de esta forma, cumplir con los compromisos marcados por la Comisión Europea para 2050 en la lucha contra el cambio climático.
Nuestra compañera técnica investigadora, Alba Mallo, procediendo al análisis cromatográfico de las muestras obtenidas de gases.
La huella de ZEPPELIN
ZEPPELIN proporcionará un importante abanico de tecnologías innovadoras que permitirá abrir las posibilidades de producción de hidrógeno a todo el territorio nacional, desligando su producción a la disponibilidad de agua. En consecuencia, se reducirán los costes de producción, los consumos energéticos y tanto el impacto ambiental como la huella de carbono será menor.
En cuanto a los costes de producción y gracias a las tecnologías disruptivas desarrolladas en el proyecto, para 2040 se reducirán en al menos un 30% en comparación con los procesos actuales de obtención de hidrógeno. En esta misma línea, se estima que la capacidad de producción de ZEPPELIN superará la producción precisa para cumplir los objetivos de consumo de H2 verde industrial para 2030 marcados en la Hoja de Ruta del Hidrógeno de España, una iniciativa del Gobierno para impulsar el despliegue de este vector energético sostenible.
Acerca del impacto ambiental, las nuevas tecnologías empleadas en la iniciativa contribuirán a la economía circular y utilizarán fuentes renovables, reduciendo así la emisión de gases de efecto invernadero, mejorando la eficiencia en el uso del agua y disminuyendo la utilización de materias primas y los residuos generados.
Así, ZEPPELIN aspira a evitar problemáticas como la escasez de agua para electrólisis, o la falta de producción del hidrógeno suficiente para cubrir la demanda futura de este gas en ámbitos como movilidad y transporte de mercancías o energía. Del mismo modo, mejorará el panorama actual gracias a la revalorización eficiente de residuos como los agroalimentarios, lodos de EDAR, aguas residuales municipales, textiles, etc.
El proyecto ZEPPELIN ha sido subvencionado por el Centro para el Desarrollo Tecnológico Industrial (CDTI), en el marco de la convocatoria 2021 del Programa MISIONES CIENCIA E INNOVACIÓN (Plan de Recuperación, Transformación y Resilencia), y cuenta apoyo del Ministerio de Ciencia e Innovación. La ayuda otorgada al proyecto cuenta con la financiación de la Unión Europea a través del Fondo Next GenerationEU.
