Tecnologías para el desarrollo del almacenamiento estacional de energía renovable con hidrógeno verde integrado en una red inteligente
Los compromisos adquiridos por España en materia energética llevan consigo un amplio despliegue de generación renovable con objetivos claramente definidos en el PNIEC para el 2030 y un horizonte 100% renovable en 2050. El contexto energético actual, en el que se enmarca el Proyecto UNDERGY, considera la necesidad de disponer de un sistema de almacenamiento masivo para gestionar los excedentes de electricidad de origen renovable, y dar seguridad de abastecimiento al sistema energético. Solo disponiendo de capacidad de almacenamiento de energía suficiente seremos capaces de gestionar las fluctuaciones estacionales de energía renovable.
El proyecto UNDERGY (UNDERground enerGY) investigará las bases tecnológicas para mejorar la competitividad del almacenamiento estacionario de energía renovable mediante hidrógeno verde.
UNDERGY plantea el aprovechamiento de la energía renovable, integrando en una red inteligente la generación renovable y el almacenamiento estacional de energía de alta capacidad, mediante dos palancas:
- el almacenamiento en el subsuelo de energía renovable, empleando H2 verde.
- la creación de un sistema de gestión eficiente de la energía.
El proyecto fomenta el aprovechamiento de las actuales redes nacionales de infraestructuras gasistas y eléctricas hacia la necesaria transformación en una red de distribución 100% renovable. La penetración del hidrógeno como vector energético renovable y su almacenamiento en el subsuelo se encuentran todavía en una etapa incipiente, dotando al proyecto de un fuerte carácter innovador.
El Proyecto UNDERGY es un proyecto de un consorcio liderado por Petroleum Oil & Gas España (filial de Naturgy) y otras 5 empresas: Gas Natural Comercializadora (Grupo Naturgy), Ayterra, Gessal, H2B2 y Técnicas Reunidas. La duración prevista es de 39 meses, hasta finales de 2024.
Además, también colaboran 6 organismos de investigación de referencia: Centro Nacional del H2, Instituto Geológico y Minero de España, Universidad Politécnica de Madrid, Universidad de Salamanca, Universidad de Loyola y Tecnalia, los cuales poseen una capacidad tecnológica complementaria para llevar a cabo todas las actividades de investigación propuestas a lo largo del proyecto.
El proyecto UNDERGY cuenta con un presupuesto total de 5.599.227,00 € y una ayuda de 3.490.674,75 €. 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 con el 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.
Estructura Proyecto UNDERGY
6 actividades complementarias de investigación
Petroleum Oil & Gas España liderará todo el proyecto, siendo además el Grupo Naturgy líder de dos actividades específicas: Actividad 2, a través de Petroleum Oil & Gas España, y Actividad 6, a través de Gas Natural Comercializadora. Para ello, contaremos con el apoyo del Centro Nacional del H2, Instituto Geológico y Minero de España, Universidad Politécnica de Madrid y la Universidad de Salamanca.
Dentro del área del subsuelo, el proyecto se centrará en validar la conversión de nuestro yacimiento de gas Palancares como almacenamiento subterráneo de hidrógeno verde. Para ello se realizarán diversos estudios de laboratorio sobre muestras del almacén que podrán en un futuro extenderse a otros almacenes de similares características.
El objetivo de esta actividad, liderada por la empresa Gessal consiste en investigar y determinar la capacidad de almacenamiento de hidrógeno verde en el subsuelo terrestre peninsular, habilitando una herramienta que permita el estudio de la potencialidad de los emplazamientos y estructuras geológicas adecuadas (recurso, factibilidad, potencialidad).
Petroleum Oil & Gas España abordará la viabilidad del almacenamiento de H2 verde sobre una estructura piloto. Un yacimiento de gas natural agotado localizado en el Aljarafe (Sevilla) servirá a escala de laboratorio, para investigar las reacciones de la mezcla de gases (H2-CO2-CH4) y rocas contenedoras. Además de la viabilidad para almacenar H2 se investigará la potencial metanización que pudiera producirse en el subsuelo por la inyección conjunta de H2 verde y CO2 capturado. Finalmente se realizará una modelización 4D del almacenamiento piloto.
Se valorará, por otro lado, la posibilidad de escalar los resultados obtenidos en esta actividad a otros yacimientos depletados de similares características.
Liderada por la empresa H2B2, el objetivo de la actividad consiste en analizar las principales tecnologías del proceso electrolítico para producir H2 a partir de la integración de diferentes fuentes de generación de electricidad renovable y calidades de agua. La actividad pretende el diseño conceptual de un nuevo electrolizador de 20 MW apto para operar sobre grandes almacenamientos de energía (tipo geológico) y diseñado ad hoc para funcionar bajo los parámetros de operación de la energía renovable.
El objetivo de esta actividad, liderada por Técnicas Reunidas, consiste en investigar las posibilidades de reconversión de las instalaciones gasistas del emplazamiento piloto para el uso de gas hidrógeno y la optimización técnico-económica de los nuevos procesos necesarios. Estudio conceptual y diseño validado en laboratorio según un escenario inicial de transición en el que se gestionen mezclas de H2 (20%) y CH4 (80%), y un escenario final que conllevará el diseño específico para la gestión de gas hidrógeno puro (100%).
El objetivo de esta actividad, liderada por la empresa Ayterra, consistirá en evaluar los potenciales riesgos relacionados con el almacenamiento de hidrógeno verde en el subsuelo. Se abordarán aspectos ambientales, hidrogeológicos, geotécnicos y geomorfológicos, incluida la peligrosidad sísmica, teniendo en cuenta los procesos de electrolisis y trasiego de gases en instalaciones de superficie (H2-CO2-CH4). Incluirá el diseño de una red de monitorización ambiental de cara a una futura fase operativa.
Considerando el potencial de metanación in situ determinado en el laboratorio, se evaluará el aprovisionamiento de CO2, la capacidad de reducción de emisiones asociada al almacenamiento piloto y el eventual aprovechamiento de la infraestructura existente.
El objetivo de esta actividad, liderada por Gas Natural Comercializadora, consistirá en plantear un sistema integrado eficiente de gestión de la energía, aunando generación renovable y almacenamiento estacional de H2 verde. Para ello se realizarán diversos estudios técnico-económicos frente a distintos escenarios del sistema energético, persiguiendo la evitación de los vertidos y el aprovechamiento óptimo del recurso renovable, en los que se tomará como referencia el grado de penetración de la generación renovable del Plan Nacional Integrado de Energía y Clima (PNIEC).
Adicionalmente, se elaborará un Sistema de Información Geográfica que recogerá la capacidad de almacenamiento estacional en subsuelo, así como diversa información relevante del sistema energético como datos de generación, demanda, recurso renovable, redes, etc.