Tecnologías Emergentes - Generación de energía eléctrica por combustión de hidrógeno

BOLETIN OBSERVACION TECNOLOGICA 42

tecnologías emergentes Tecnologías Emergentes Generación de energía eléctrica por combustión de hidrógeno Cristina Lucero Martínez, Covadonga García Gómez, Verónica Mesa Vélez- Bracho, Abengoa Hidrógeno SA Palabras clave: Motor, Microturbina, Generador, Hidrógeno, Combustión. Metas Tecnológicas relacionadas: MT 3.3.4. El proyecto H2ElectroGen-M “Equi-pos para Generación de Energía Eléc-trica Estacionaria por Combustión de Hidrógeno”, perteneciente al progra-ma COINCIDENTE, finalizó en diciem-bre de 2013. El objeto de este proyecto ha sido el desarrollo de dos prototipos de gene-ración de energía eléctrica para uso mi-litar que utilizan hidrógeno como com-bustible. Uno de los prototipos está ba-sado en la tecnología de los motores de combustión interna alternativos (MCIA), mientras que el otro emplea una micro-turbina como generador de la energía. Dichos prototipos han sido diseñados de forma que sean capaces de cumplir los requisitos militares aplicables. El proyecto ha sido liderado por Abengoa Hidrógeno, y ha contado con la colaboración de varios orga-nismos públicos: • Universidad Pública de Navarra (UPNA) • Área de Energías Renovables del Instituto Nacional de Técnica Ae-roespacial (INTA) Para la realización de este proyecto se ha contado, además de los fondos pri-vados, con financiación por parte del Ministerio de Defensa dentro del pro-grama COINCIDENTE. Interés y utilidad para Defensa Los prototipos que se han desarrolla-do en el proyecto tienen la función de generar energía eléctrica en lugares sin conexión a la red, como son los cam-pamentos militares. El hidrógeno aporta la ventaja de poder ser producido in situ a partir de los re-cursos de los que se disponga, lo cual ayuda a reducir la cadena logística eliminando el transporte del combusti-ble por rutas poco seguras. Puede ser producido, por ejemplo, a partir de la electrólisis del agua usando, además de agua, energía eléctrica que puede provenir de un recurso solar o eólico, o bien, a partir del reformado de gas natural, carbón, bioetanol, biodiésel o a partir del reformado de cualquier otro combustible logístico en caso de ne-cesidad. Producido a partir de la elec-trólisis del agua empleando energías renovables, el hidrógeno constituye una forma de almacenar la energía que no se consume en el momento en que se genera, permitiendo así gestionar la oferta y la demanda de la energía eléc-trica producida de una forma eficaz. De esta forma, frente a los grupos electrógenos convencionales, los sis-temas desarrollados aportan la ventaja de usar un combustible, el hidrógeno, de logística sencilla. Adicionalmente, el hidrógeno tiene la ventaja de que su combustión no emi-te dióxido de carbono (CO2), por lo que no contribuye al efecto invernadero, además de que puede ser obtenido a partir de renovables. Este punto me-rece especial mención debido a que los condicionantes medioambientales asociados a las actividades militares están comenzando a tenerse en cuen-ta en el ámbito de la Defensa. Siguiendo las Metas Tecnológicas de la Estrategia Tecnológica e Industrial para la Defensa de 2010, el proyecto ha contribuido al cumplimiento de la MT 3.3.4 “Disminuir la dependencia de combustibles fósiles en la genera-ción de energía eléctrica en bases y campamentos” de la línea funcional de Energía, dentro del área de Plata-formas. Las aplicaciones basadas en la com-bustión de hidrógeno se consideran dentro de las posibles opciones futu-ras para la obtención de energía desde una fuente limpia, renovable y sosteni-ble. Estas aplicaciones emplean para ello unas tecnologías robustas, como son los motores de combustión inter-na alternativos, las turbinas y las mi-croturbinas, tradicionalmente emplea-dos con otros combustibles (gasolina, gas natural, etc.), añadiéndoles el reto tecnológico de su adaptación para ser utilizados con hidrógeno. Debido a esto, el uso de motores y microtur-binas convencionales con hidrógeno no tiene asociado el riesgo que las nuevas tecnologías conllevan cuando son introducidas por primera vez en ambientes hostiles. Sin embargo, la modificación de es-tos dispositivos no ha sido una tarea sencilla ya que el hidrógeno presenta una combinación de características en la combustión, como son su alto poder calorífico, su alto rango de in-flamabilidad, su baja densidad, etc., que hacen que sea necesario en al-gunos casos encontrar soluciones particulares. Este tipo de tecnología presenta como ventaja adicional tener un coste más reducido que otras tecnologías actua- Fig. 1. Esquema básico de los generadores. (Fuente: Abengoa Hidrógeno SA). Boletín de Observación Tecnológica en Defensa n.º 42. Primer trimestre 2014 11


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