De la mano de fórmulas alternativas como el hidrógeno verde y el biometano, la Comunidad de Madrid avanza en la carrera contrarreloj por la independencia de los combustibles fósiles. Tanto es así que, a día de hoy, ya se encuentran en funcionamiento dos plantas de producción. La de hidrógeno verde se ubica en Coslada y la de biometano, en Valdemingómez. Asimismo, son varios los proyectos puestos en marcha en colaboración con entidades privadas para la creación de nuevas infraestructuras de este tipo en la región.
Con la vista puesta en la circularidad y la descarbonización, la búsqueda de energías poco contaminantes se ha convertido en uno de los principales desafíos a los que se enfrenta en la actualidad la Unión Europea y, por ende, todos los países y regiones que la configuran. Con el objetivo de alcanzar la senda de la sostenibilidad y la neutralidad climática con vistas a 2050, tanto instituciones públicas como entidades privadas han comprendido la suma importancia de emplear fuentes renovables, como la energía solar o el agua, a la hora de desarrollar combustibles alternativos a los fósiles, caracterizados por un elevado grado de emisiones.
Resultan muy relevantes los pasos dados hacia adelante en una cuestión tan problemática como el transporte y, sobre todo, en el ámbito público, a través de nuevos combustibles como el hidrógeno verde y el biometano. Buena prueba de los avances cosechados por la Comunidad de Madrid a este respecto es la inauguración de la primera planta de producción y suministro de hidrógeno verde en la historia de la región. Ubicada en Coslada, esta primera instalación es fruto de la colaboración entre el Ejecutivo autonómico y la empresa HVR Energy y se destina al abastecimiento del transporte público regional. Aunque el proyecto arranca con el repostaje de un solo autobús de la compañía Avanza, perteneciente a la línea 2 del municipio, la planta presenta ya capacidad suficiente para un total de ocho vehículos con una producción diaria de 70 kilos de hidrógeno verde a partir de electricidad y agua. Más adelante, en una segunda fase, se espera multiplicar su capacidad hasta los 280 kilos al día.
En concreto, el proceso de producción del hidrógeno verde en las instalaciones cosladeñas se fundamenta en la electrólisis del agua. Es decir, en la separación de los elementos del compuesto a partir de la electricidad. En este caso, la energía verde se recibe a través de un centro de transformación. A continuación, la electricidad y el agua llegan a un módulo del electrolizador donde se genera el hidrógeno mediante la descomposición de las moléculas de agua. Para ello, se sumergen en el agua dos electrodos conectados a una fuente de alimentación que aplican una corriente continua. Cuando estos conductores eléctricos atraen hacia ellos a los iones de carga opuesta, se realiza la disociación pretendida del oxígeno y el hidrógeno a partir de reacciones de oxidación-reducción. El hidrógeno a baja presión (30 bar) pasa entonces al módulo de compresión y suministro, donde será comprimido a alta presión (500 bar) y, a continuación, almacenado hasta ser dispensado para la recarga del vehículo. Aunque presenta el hándicap del elevado coste de producción, el hidrógeno verde aporta beneficios que justifican su trascendencia en el nuevo modelo energético.
Como energía limpia, el único residuo que emite es el agua. Esta se puede almacenar en tanques específicos durante largos periodos de tiempo y su naturaleza ligera permite que sea transportable. Todo ello lo convierte en el candidato ideal para reemplazar combustibles fósiles en sectores como el de la movilidad y podría revolucionar con la huella de CO2 nula de los vehículos de pila de combustible, que repostan en las hidrogeneras y que en lugar de transportar toda su electricidad en una batería, como los coches eléctricos convencionales, la generan por reacción química mientras el aparato se encuentra en movimiento. Resulta necesario tener en cuenta que, a día de hoy, la electrólisis supone una vía de obtención de hidrógeno minoritaria, con alrededor de un cinco por ciento de la producción a escala global, mientras el gas natural y el carbón acaparan en coalición el 95 por ciento restante. No obstante, la Agencia Internacional de Energía Renovable (Irena) estima que el hidrógeno verde representará hasta el 12 por ciento del uso de energía en el mundo para el año 2050. Como apunte que apoya esta previsión, las tecnologías de hidrógeno respetuosas con el medio natural significaron el 76 por ciento de las patentes asociadas al hidrógeno en nuestro país entre los años 2010 y 2020 y, de hecho, el 20 por ciento de los proyectos de hidrógeno verde del mundo se impulsan desde España, una nación referente en energías renovables.
Aunque diferentes fórmulas permiten obtener hidrógeno, no todas ellas resultan sostenibles. El hidrógeno gris se produce a partir de combustibles fósiles y, por tanto, conlleva importantes emisiones de dióxido de carbono, hasta 830 millones de toneladas al año. Para obtener el hidrógeno azul se emplean tecnologías de captura y almacenamiento de carbón y para el turquesa se usa el gas natural. Ambos son menos contaminantes que el primero, pero sus procesos no dejan de ser nocivos para el medio ambiente. Por el contrario, el hidrógeno verde se genera a partir de energía procedente de fuentes renovables y, en consecuencia, se posiciona como un combustible limpio capaz de sustituir a fósiles como el petróleo en industrias difíciles de descarbonizar como el transporte pesado, el marítimo o la aviación. En este contexto, el hidrógeno verde se perfila como el gran aliado de la neutralidad climática que la Unión Europea debe alcanzar en poco más de un cuarto de siglo.
Hidrógeno a partir de agua regenerada
Tan solo hay que desplazarse 30 kilómetros desde Coslada para encontrar otro proyecto similar y que, con vistas a 2024, aspira a dar una vuelta de tuerca a la producción de hidrógeno verde mediante la electrólisis de aguas residuales a partir de electricidad generada con energía solar. Como parte de su Plan Solar, el Canal de Isabel II, la empresa de titularidad pública encargada de la administración del agua en toda la región, ha puesto ya en funcionamiento los paneles solares instalados en la depuradora de Arroyo Culebro Cuenca Media Alta, en Pinto. Su propósito no es otro que contribuir al sostenimiento energético de la propia depuradora y emplear sus excedentes como combustible para la futura planta de hidrógeno verde que acogerá este recinto. Con ella, el Canal cumplirá con uno de los objetivos que fija su Plan Estratégico 2018-2030: el avance hacia la descarbonización de sus procesos.
Así, en la EDAR de Arroyo Culebro Cuenca Media Alta se producirá hidrógeno a partir de agua regenerada, erigiéndose como la primera planta en España que haga uso de este recurso en lugar de servirse de agua potable. Para la producción de este gas, se aplicará un proceso de electrólisis que empleará como fuente de energía la hibridación de dos tecnologías renovables: la generación solar fotovoltaica y la cogeneración del biogás procedente del aprovechamiento de residuos de la propia instalación. La capacidad inicial de la planta se situará en torno a los 30.000 kilogramos de hidrógeno al año. Gracias a un tratamiento terciario con ósmosis inversa en la depuradora, esta podrá suministrar agua regenerada hasta cubrir toda la demanda requerida por el electrolizador instalado. Parte de los deberes ya están hechos, pues desde julio de 2022 la infraestructura comenzó a generar energía renovable fotovoltaica y ya este 2023 arrancarán los trabajos para establecer ese primer electrolizador con capacidad de un megavatio.
Durante el proceso de electrólisis, el oxígeno resultante de separar las moléculas que componen el agua se utilizará para reforzar la ventilación de las propias aguas residuales tratadas en la planta, lo cual se traducirá en un aumento del alcance de la depuración. La empresa pública ha reservado para esta iniciativa una partida presupuestaria que supera los siete millones de euros, que serán cofinanciados con Fondos Feder de la Unión Europea. Durante el primer semestre de 2023, el Canal de Isabel II adjudicará el contrato para desarrollar la planta de hidrógeno verde y la compañía calcula que tanto la redacción del proyecto como su ejecución se prolongarán durante unos 13 meses, por lo que la instalación podría estar operativa a mediados del próximo 2024. El plan estratégico del Canal de Isabel II, que guiará las políticas que implemente en los próximos años, destaca cómo el medio ambiente forma parte del ADN de la empresa al ser gestores de un recurso natural imprescindible para la vida: el hídrico.
En esta hoja de ruta se comprometen a contribuir a la mitigación de los efectos del cambio climático mediante la innovación y el uso de tecnologías de vanguardia que le permitan avanzar en el campo de la economía circular, poniendo especial énfasis en la eficiencia energética, en la generación de electricidad mediante fuentes renovables y en el aprovechamiento de los residuos para su puesta en valor. Su Plan Solar aúna estas líneas estratégicas y con él se acercan a su objetivo estrella: convertirse en una empresa de carbón neutral en 2030. Como alternativa a las plantas existentes o que se encuentran en proceso dentro de los límites de nuestra región, destaca el proyecto puesto en marcha por el productor independiente de hidrógeno renovable Phynix: la planta de producción Vitale en Alcázar de San Juan, municipio de Ciudad Real. De la mano de Duro Felguera y con una inversión superior a los 23 millones de euros, se espera que el pistoletazo de salida a la nueva planta tenga lugar en el primer trimestre de 2024. La capacidad de producción, próxima a las 1.450 toneladas de hidrógeno al año, se destinará a la industria local, a diversos sectores logísticos y del transporte pesado y al transporte urbano e interurbano en la Comunidad de Madrid.
Valdemingómez, pionero en biogás
Con permiso del hidrógeno verde, el biometano, también conocido como metano verde por su respetuosa producción a partir del upgrading de biogás, es otra de las grandes soluciones de presente y, sobre todo, futuro para poner fin a la contaminación. Así, es posible interpretar el biogás como un combustible de gran proyección al despojarlo del dióxido de carbono que atesora y transformarlo en biometano. En la línea de liderar el cambio sostenible mediante la economía circular y el aprovechamiento de los residuos, el Parque Tecnológico de Valdemingómez, en Madrid, cuenta con la planta de tratamiento de biometano pionera a escala nacional. Inaugurada en abril de 2022, hace apenas un año, la instalación dispone de la tecnología necesaria para transformar el biogás procedente de la materia orgánica en biometano. Este puede destinarse a idénticos usos que el gas natural. Entre ellos destaca el suministro de combustible a autobuses, camiones o turismos, pero también resulta de utilidad en el uso doméstico e industrial.
La reforma de la infraestructura original comenzó a ejecutarse en julio de 2021 y tras nueve meses de trabajo y una inversión próxima a los siete millones de euros permitió incrementar la capacidad productiva de la misma en un 80 por ciento. Si hasta el momento la planta inyectaba hasta 100 GWh al año de energía térmica a la red gasista, esta se ha visto aumentada hasta los 180. En términos de emisiones, esto se traduce en la reducción de más de 43.000 toneladas de dióxido de carbono al año. La inversión contó además con apoyo de los Fondos Europeos de Desarrollo Regional (Feder) de 650.000 euros. La consecución de este proyecto en Valdemingómez se traduce en un paso más hacia el cumplimiento de los objetivos marcados en el Plan Nacional Integrado de Energía y Clima 2021-2030 sobre la participación de las energías renovables y que establece un uso final de energías respetuosas con el medio ambiente de un 42 por ciento con vistas a 2030.
Gasinera de Viveros
Aunque el destino principal del biogás en el Canal de Isabel II es la cogeneración eléctrica, un pequeño porcentaje del total se destina a la producción de biometano para su inyección en la flota de vehículos de la empresa. Este repostaje sostenible se lleva a cabo en la EDAR de Viveros de la Villa, al norte de la capital. Gracias al uso de tecnologías de membranas de permeabilidad selectiva, esta gasinera puede filtrar el biogás para producir importantes cantidades de biometano. Si en 2020 la producción total de biometano en Viveros ascendía hasta los 906 kilogramos, el ejercicio de 2022 se cerró con 3.026 kilogramos.
Teniendo en cuenta que un coche consume unos cuatro kilogramos, con los repostados el año pasado pudieron recorrerse hasta 75.000 kilómetros, el equivalente a dos vueltas al mundo por el Ecuador. La reducción de emisiones en los vehículos que utilizan biometano es drástica pues no emiten partículas ni dióxido de azufre, reducen en hasta un 85 por ciento los óxidos de nitrógeno, sus emisiones de efecto son neutras y, además, reducen a la mitad las emisiones sonoras, previniendo así la contaminación acústica. El gran reto al que se enfrenta ahora el Canal de Isabel II en cuanto al repostaje propio es la gestión de los rechazos del proceso de enriquecimiento del metano, con especial atención en el dióxido de carbono retirado del biogás. A juicio de su subdirector de Depuración y Medio Ambiente, Miguel Ángel Gálvez, tal incógnita tiene facil solución en la medida en que el CO2 desprendido del biogás puede mejorar la alcalinidad del agua, depurar o mineralizar el agua osmotizada en los tratamientos de regeneración.
Biometano y el Manzanares
De la mano de las compañías Acciona Servicios Urbanos y PreZero Gestión de Residuos y con el impulso de los fondos europeos Next Generation, la Cuenca Alta del Manzanares, en el norte de la región, contará muy pronto con dos nuevas plantas de producción de metano verde. De tal manera, la Comunidad de Madrid pasaría a disponer de tres de las siete infraestructuras de este tipo repartidas por todo el territorio nacional.
El proyecto impulsado por Acciona busca impactar de forma positiva en la reducción del consumo energético y de recursos, así como en la minimización de residuos y emisiones gracias a la producción de más de cinco millones de metros cúbicos de biometano. Del mismo modo, su puesta en marcha permitiría a los principales productores de biorresiduos de la zona a cumplir con lo dispuesto en la Ley de Residuos regional al evitar que hasta 70.000 toneladas de biorresiduos terminen por ser depositados en vertederos. Cabe señalar, además, que en el proceso se generarán 25.000 toneladas anuales de fertilizantes orgánicos.
Por su parte, la Smart Farm Biogas Madrid ideada por PreZero promueve un proyecto que aspira a la circularidad y descarbonización de la Comunidad a partir de una inversión próxima a los 30 millones de euros. En una primera fase, la iniciativa pretende valorizar unas 75.000 toneladas de residuos orgánicos al año para dar lugar a 53 GWh de energía verde, al tiempo que se reducen las emisiones de gases de efecto invernadero y se producen fertilizantes de alta calidad. En una segunda etapa, se doblarían las cifras anteriores, alcanzando los 100 GWh de energía verde anual.
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