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La Plataforma Solar de Almería estudia la viabilidad de la tecnología solar concentrada para la producción de hidrógeno a gran escala energías renovables y ahorro energético.

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En Europa la lucha contra el cambio climático es una prioridad fundamental de la estrategia de desarrollo sostenible y entre sus futuras actuaciones se subraya la necesidad de efectuar una planificación estratégica y de redoblar los esfuerzos en materia de investigación, desarrollo y despliegue de las tecnologías del hidrógeno y de las pilas de combustible.

Plataforma Hydrosol

En la actualidad la fuente principal de producción de hidrógeno son los combustibles fósiles, fundamentalmente gas natural y carbón, mediante procesos de reformado y gasificación. Sin embargo, la producción masiva de hidrógeno ha de ir necesariamente asociada a garantizar un prolongado desarrollo sostenible, generando este combustible sin el consumo de combustibles fósiles. Por todo ello, actualmente se están investigando procesos alternativos cuyo interés reside en garantizar una producción de hidrógeno sin emisiones, tal es el caso de los ciclos termoquímicos.

Los ciclos termoquímicos son procesos en los que se genera hidrógeno y oxígeno por medio de reacciones químicas promovidas térmicamente que producen la descomposición de la molécula de agua. Estos procesos presentan la gran ventaja de obtener el hidrógeno y el oxígeno de forma separada (en dos etapas distintas) y no necesitan temperaturas tan elevadas como las requeridas para la disociación térmica del agua (2800 ºC). En esta línea merece la pena destacar los ciclos basados en óxidos metálicos (ferritas) de fórmula Me Fe2O4 que operan a temperaturas entre 800 y 1200 ºC donde Me representa un metal de transición Ni, Zn, Co, etc.

Sin embargo, las posibles ventajas medioambientales de este tipo de procesos sólo se concretarán si es producido a partir de fuentes primarias limpias o con procedimientos de valorización en términos de emisiones. En este sentido, la utilización de la energía solar concentrada representaría la solución a medio-largo plazo para la producción masiva de hidrógeno limpio a través de ciclos termoquímicos.

La Plataforma Solar de Almería del CIEMAT participa en una de las experiencias más prometedoras en este grupo, que se está realizando dentro del proyecto Europeo HYDROSOL denominada HYDROSOL-3D FCH JU-2008-1 (Scale Up of Thermochemical HYDROgen Production in a SOLar Monolithic Reactor: a 3rd Generation Design Study).

El proyecto cuenta con la participación de varios centros de investigación y empresas: CERTH-CPERI (Grecia), DLR (Alemania), Total (Francia) y HyGear B.V (Holanda). Uno de los retos de este proyecto ha sido la adaptación de la tecnología de receptor central a los requisitos de un proceso termoquímico como el descrito anteriormente. El concepto de HYDROSOL prevé un conjunto de reactores-receptores modulares en posiciones fijas mientras que los helióstatos están periódicamente enfocando a uno u otro módulo en función de los requerimientos térmicos de cada etapa.

Uno de los retos de HYDROSOL-II (2005-2009) ha sido la adaptación de la instalación de la Plataforma Solar de Almería SSPS-CRS de Receptor Central a los requisitos de un proceso termoquímico. A lo largo de estos últimos años se han llevado a cabo diversas campañas de ensayo con distintos tipos de materiales, demostrando la capacidad operativa del reactor de HYDROSOL II en un campo de torre central para la producción continua de hidrógeno. Los resultados más prometedores se han obtenido con ferritas de zinc, obteniéndose concentraciones de hidrógeno del 16% en la corriente de salida, que para las condiciones de operación supondrían alrededor de 700 litros/h de hidrógeno para una planta de 100 kW.

El objetivo del proyecto HYDROSOL-3D sería el prediseño de una planta comercial de 1 MW incluyendo las etapas de producción, purificación y almacenamiento del hidrógeno producido. Por último, el estudio se completará con un estudio técnico-económico y un análisis de mercado que determinará la viabilidad del escalado del proceso a la escala de MW.

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