El petróleo, el carbón y el gas han sido los motores que, durante varios siglos, han permitido al mundo avanzar y mejorar las condiciones socioeconómicas de la población. Por el contrario, la quema de combustibles fósiles también ha motivado un aumento del CO2 en la atmósfera, con todas las consecuencias negativas que esto representa para nuestro planeta, comenzando por el cambio climático.

En este contexto, surge ahora una nueva alternativa que puede ayudar a la descarbonización de la economía: el hidrógeno verde. Además de ser el elemento químico más abundante en la naturaleza, la principal ventaja del hidrógeno es que en su combustión no se emite CO2 sino únicamente vapor de agua.

Si además se produce mediante la electrólisis del agua (ruptura de la molécula de agua por aplicación de una corriente eléctrica), a diferencia del método más extendido (reformado de metano), durante dicho proceso tampoco se emite CO2.

Y si la energía eléctrica utilizada proviene de fuentes renovables, es cuando el hidrógeno se denomina verde o renovable.

La hidrogenera de Bielefeld

Por eso, cada vez más empresas están apostando por los beneficios que proporciona esta energía limpia y renovable. Una de ellas es Framatome, una multinacional europea líder en el sector nuclear desde hace más de sesenta años que cuenta con filiales en veintitrés países, más de 15.000 empleados y una facturación superior a los 3.300 millones de euros. Además, es una compañía fuertemente comprometida con el desarrollo de la tecnología, la innovación, la I+D y la descarbonización de la economía.

Según explica Vicente Soler, Green Hydrogen and Energy Storage manager de Framatome en España, “siendo un objetivo prioritario para la compañía la reducción de los gases de efecto invernadero y la descarbonización de los diferentes sectores de la economía, contribuyendo con ello a detener el proceso de cambio climático, el diseño y desarrollo de tecnología y proyectos a medida y llave en mano para la producción, almacenamiento y suministro de hidrógeno renovable es una línea de actividad clave para Framatome”, afirma.

De hecho, la empresa lleva más de una década desarollando tecnología y proyectos en los ámbitos del hidrógeno renovable, almacenamiento energético y Smart Grid.

Durante ese tiempo Framatome ha diseñado, desarrollado, integrado y puesto en marcha instalaciones para la producción, almacenamiento y suministro de hidrógeno renovable, especialmente HRS para el sector de la movilidad.

Precisamente, en este último ámbito la compañía ha puesto en marcha una estación de repostaje de hidrógeno verde para autobuses sostenibles en la ciudad alemana de Bielefeld. En concreto, esta hidrogenera tiene una capacidad de almacenamiento de 1.000 kg de hidrógeno, de compresión de 50 bares a 500 bares, y de dispensado a 350 bares para los nuevos autobuses de Mobiel durante las 24 horas del día.

Estos autobuses de hidrógeno evitan que se emita dióxido de carbono al aire cada día con el uso de energía limpia, sostenible y respetuosa con el medioambiente.

Compresor de hidrógeno

Esta hidrogenera no podría funcionar sin el compresor de hidrógeno KS95 suministrado por la empresa española Hiperbaric, el primero de estas características que se instala en el mercado internacional con tecnología 100% española. Esta compañía burgalesa, que comenzó en el negocio de la alta presión con agua, ha diversificado su oferta para ofrecer también soluciones relacionadas con el hidrógeno. “Existen muy pocas empresas en todo el mundo enfocadas en la compresión de hidrógeno a alta presión, que es hoy en día uno de los retos para el éxito del hidrógeno como vector energético, y disminuir la dependencia de los combustibles fósiles y del gas natural”, explica Alejandro Blanco, director comercial de Hiperbaric.

Precisamente, el buen trabajo de Hiperbaric con el hidrógeno es lo que llevó a Framatome a ponerse en contacto con esta empresa. “Siendo una compañía líder mundial en sistemas de compresión de fluidos con una gran reputación, y habiendo desarrollado un equipo capaz de comprimir hidrógeno hasta 950 bares de presión, contactamos con ellos para conocer la empresa, sus capacidades y el equipo desarrollado para hidrógeno”, explica Soler. A partir de ahí, continúa, “la decisión de adquirir el compresor de Hiperbaric fue sencilla: se trata de una compañía muy sólida y con una larga y exitosa trayectoria en el mundo de los sistemas de compresión de fluidos, que ha desarrollado un equipo robusto y capaz de comprimir el hidrógeno a muy elevadas presiones, que era exactamente lo que Framatome estaba buscando”, reconoce.

Por su parte, Blanco afirma al respecto: “Las soluciones de tecnología de compresión de Hiperbaric están diseñadas con componentes de alta calidad, resistentes y fiables, en las que se utilizan materiales con propiedades avanzadas para obtener la máxima resistencia y un funcionamiento seguro”. No en vano, el hidrógeno se tiene que comprimir a muy altas presiones, entre 200 y 950 bares y mediante innovadoras tecnologías, para poder dispensarse en un vehículo de pila de combustible. En concreto, el compresor utilizado es el modelo KS95, que cuenta con una presión de admisión de hidrógeno de 20-40 bares y una presión de salida de H2 de hasta 950 bares. Incorpora elementos específicamente diseñados para la compresión de hidrógeno, entre ellos un cilindro multiplicador en dos etapas, un sistema hidráulico, un sistema de refrigeración, un circuito de venteo, un circuito neumático y toda la parte de instrumentación y control de la máquina. “El componente más importante del grupo compresor es el multiplicador de alta presión. La tecnología de Hiperbaric se basa en multiplicadores de doble etapa con una elevada eficiencia tanto hidráulica como de refrigeración”, apunta Blanco.

La tecnología de Rockwell entra en juego

Este compresor de hidrógeno implementa diferentes componentes de Rockwell Automation, de quien Hiperbaric lleva incorporando su tecnología en sus máquinas de agua a presión desde hace varios años. “En cuanto comenzamos el proyecto de fabricación del compresor de hidrógeno, decidimos contar con la ayuda de Rockwell Automation, un proveedor de confianza que conocemos desde hace mucho tiempo y con quien nos sentimos muy a gusto trabajando”.

En este proyecto, en concreto, han apostado por una completa solución de sistema de control de Rockwell Automation con capacidades de seguridad adicionales, algo fundamental en un compresor de hidrógeno, porque se trata de un gas muy inestable. Unido a esto, según apunta Blanco, “es importante añadir también el tema del anillo de comunicaciones de Rockwell, que permite la interrelación entre distintos equipos de Rockwell, desde el PLC principal a otros secundarios. Nos viene muy bien para gestionar una red de distintos equipos dentro del mismo equipo”, comenta, y añade: “Igualmente también valoramos mucho el entorno de programación de Rockwell, la interfaz tan intuitiva con la que cuenta y su servicio de soporte a la hora de consultar dudas u otras cuestiones, que es bastante ágil”, confirma. Con toda esta tecnología y la experiencia de Hiperbaric en el mercado de la alta presión, resulta más sencillo cumplir el objetivo que la empresa se había marcado con la creación de estos compresores de hidrógeno, que es “ofrecer soluciones lo más eficientes posibles; es decir, que por cada kilogramo de hidrógeno que se quiera comprimir, se utilicen menos recursos”, asegura Blanco.

Todo ello, además, les ha permitido dar una respuesta ágil e inmediata a Framatome, que estaba interesado en poner cuanto antes la instalación en funcionamiento. “Esto ha sido gracias a la ayuda y disposición de Hiperbaric, que facilitó y agilizó tanto el acuerdo para el suministro como la entrega del equipo en sí misma”, comenta Soler. Y a esto se añade “la confiabilidad y la tranquilidad que nos aporta el estar trabajando con un equipo de una compañía con la experiencia de Hiperbaric, algo muy importante en los primeros proyectos de un sector todavía en desarrollo”.

En definitiva, el proyecto de hidrogenera en Bielefeld ha supuesto un hito definitivo en la hoja de ruta del hidrógeno renovable para Framatome. “Se trata del primer proyecto que abordamos en el ámbito del hidrógeno en formato EPC llave en mano, asumiendo la responsabilidad y desempeñado las funciones de contratista principal…, y se ha logrado con éxito”, concluye Soler.

Desafío

La empresa de transportes de la ciudad alemana de Bielefeld (Mobiel) quería disponer de una estación de repostaje de hidrógeno verde (HRS) para sus nuevos vehículos eléctricos de pila de combustible. Para ello Mobiel contrató a Framatome para que llevara a cabo el diseño, construcción y puesta en marcha de dicha HRS. Gracias a su experiencia en el diseño y fabricación de equipos de compresión, Framatome contó con Hiperbaric para el grupo compresor de hidrógeno, desarrollado con tecnología de Rockwell Automation.

Soluciones

• Controladores CompactLogix
• FactoryTalk Studio
• PanelView Plus 7 HMI
• Módulos Ex I/O 1718
• Módulos POINT I/O

  
  

Resultados

Seguridad

• Las soluciones de seguridad de Rockwell mejoran la operación funcional de la máquina y ayudan a aumentar la seguridad y la productividad del personal.

  
  

Eficiencia

• La tecnología de Rockwell ayuda a cumplir con los requisitos de aplicación más complejos alcanzando la máxima eficiencia en producción.

Usabilidad

• Con una configuración simplificada, permite una gestión óptima de la máquina por parte del personal.