Inaugurada la hidrogenera ubicada en el Parque Tecnológico Walqa de Huesca

El vicepresidente y portavoz del Gobierno de Aragón, José Ángel Biel, el consejero de Industria, Arturo Aliaga, y el presidente de GM Europa, Nick Reilly, han inaugurado la hidrogenera ubicada en el edificio que la Fundación para el Desarrollo de las Nuevas Tecnologías del Hidrógeno en Aragón tiene en el Parque Tecnológico Walqa de Huesca.

La apertura de esta nueva estación de servicio de hidrógeno para vehículos de pila de combustible, es una clara apuesta por la movilidad sostenible y supone la puesta en servicio de la primera autovía del hidrógeno en España. Así, ya es posible hacer el recorrido entre Zaragoza y Huesca a bordo de un vehículo de pila de combustible de hidrógeno, que puede repostar tanto en la hidrogenera inaugurada en el zaragozano barrio de Valdespartera con motivo de la Exposición Internacional de 2008 como en la de la capital altoaragonesa.

Biel, Aliaga y Reilly han sido los primeros en completar este recorrido y lo han hecho a bordo del modelo HydroGen4 cedido por GM para la ocasión. El vehículo ha consumido menos de 1 kg. de hidrógeno en el trayecto que ha cubierto entre Zaragoza y el Parque Tecnológico Walqa, con la única emisión de vapor de agua. Una vez en Walqa se ha procedido a un repostaje demostrativo en la nueva instalación.

En palabras del presidente de GM Europa, “la inauguración de esta hidrogenera marca otro hito para la tecnología favorable al medio ambiente, algo con lo que en Opel estamos comprometidos a largo plazo. Y Aragón ya indicó con toda claridad hace años su intención de ser pionera en tecnologías del hidrógeno haciendo que Opel en Zaragoza se sintiera todavía más “en casa”, ya que compartimos este vital objetivo común.”

La operación de la hidrogenera del Parque Tecnológico Walqa, cuya construcción ha requerido una inversión cercana a los 800.000 euros y 3.200 horas de trabajo, será permanente. Su destino principal será el uso del hidrógeno en flotas cautivas. Por ejemplo, los dos vehículos eléctricos que la Fundación del Hidrógeno está transformando a pila de combustible, que prestarán servicio en breve a los empleados de Walqa y repostarán en este surtidor, dentro del proyecto europeo de investigación LIFE+ Zero-Hytechpark.

Información adicional: producción de hidrógeno a partir de renovables

El proyecto de la hidrogenera de Walqa, estratégico para la Fundación del Hidrógeno con sede en el parque tecnológico, engloba todos los ámbitos relacionados con estas tecnologías: desde la producción de hidrógeno por medio de electrólisis de agua a su almacenamiento a baja y alta presión, pasando por la compresión y dispensación a todo tipo de vehículos y autobuses con pila de combustible.

Esta instalación se integra en el proyecto ITHER -Infraestructura Tecnológica de Hidrógeno y Energías Renovables- de la Fundación, ya que la energía eléctrica generada mediante los parques eólico (635 kW) y fotovoltaico (100 kW) del sistema se conecta directamente con la fase de producción de hidrógeno, obteniendo un combustible renovable y libre de emisiones.

La generación de hidrógeno se produce en la propia instalación por medio del proceso de electrólisis del agua. En este proceso el agua es separada gracias a una corriente eléctrica en sus componentes hidrógeno y oxígeno. Después, el hidrógeno en transportado hasta la siguiente fase para su purificación y la producción de oxígeno es venteada a la atmósfera.

La pureza del hidrógeno producido suele ser del 99,5%, lo que resulta insuficiente para las especificaciones técnicas que marcan una pureza superior al 99,9% para la utilización del hidrógeno en una pila de combustible. Por eso el proceso de purificación elimina las impurezas que contiene la corriente (oxígeno y vapor de agua) para aumentar la pureza del hidrógeno hasta un óptimo 99,999%. Tras esa purificación el hidrógeno se comprime para aumentar la cantidad almacenada y poder llevar a cabo la dispensación por diferencia de presión entre el almacenamiento y el dispensador. La presión de almacenamiento suele ser de alrededor de 420 bar., para dispensarlo a 350 bar.

La instalación está controlada y monitorizada permanentemente por un sistema que garantiza una operación segura y permite el registro continuo de los valores y parámetros útiles para optimizar su funcionamiento. La selección de los equipos, la definición de la lógica de operación y el seguimiento de la construcción han corrido a cargo del equipo técnico de la Fundación del Hidrógeno.

Hydrogen4 de GM

El HydroGen4 cuenta con un paquete de pilas de combustible compuesto por 440 células que combinan el hidrógeno y el oxígeno del aire para producir electricidad, con vapor de agua como único subproducto, lo que quiere decir que no hay combustión ni emisión de CO2. El paquete de pilas de combustible proporciona la energía para el motor eléctrico síncrono de 73 kW que ofrece una aceleración de 0 a 100 km/h en 12 segundos y una velocidad máxima de 160 km/h.

Las características de par de entrega instantánea del motor eléctrico también dan al vehículo un excelente empuje desde velocidades bajas. El HydroGen4 está equipado con una batería intermedia de 1,8 kWh para cubrir los picos de carga eléctrica y para almacenar energía a partir del sistema de frenada regenerativa. Los tres tanques de fibra de carbono composite tienen una capacidad de 4,2 kg. de hidrógeno a una presión de 700 bar., suficiente para una autonomía de hasta 320 kilómetros.

El HydroGen4 puede arrancar y funcionar a temperaturas bajo cero. Este es un avance considerable sobre su antecesor y aporta grandes beneficios a su utilización diaria. Está diseñado para ser tan seguro como un vehículo convencional e incluye una larga lista de elementos de seguridad para el hidrógeno en cada uno de sus principales sistemas.

 Más información en:  www.aragon.es

El experimento surge a iniciativa de la empresa pública Feve (Ferrocarriles Españoles de Vía Estrecha) y del centro tecnológico Cidaut (Fundación para la Investigación y Desarrollo en Transporte y Energía) de Valladolid, quienes se encargarán de la integración del nuevo equipo de potencia en el tranvía.

No obstante, el proyecto incluye “todo el ciclo”, de modo que una empresa de biogás se encargará de la obtención del hidrógeno de forma renovable y el Instituto Nacional del Carbón (CSIC), lo purificará para su aplicación en pila de combustible

Roberto Campo, director gerente de Fabricación y Mantenimiento de Trenes de Feve, señala que el resultado del proyecto será “un prototipo que permitirá demostrar la viabilidad de esta tecnología”. En la misma línea Alberto Montes, responsable de Cidaut, asegura que la iniciativa es “pionera” en España (ya hay experiencias de este tipo en EE UU, Dinamarca y Japón). No obstante, la suya será “la primera demostración a tamaño real” en el ámbito ferroviario, donde aún “no hay ninguna aplicación” centrada en pila de combustible en España.

El investigador de Cidaut destaca que será un vehículo “silencioso y no contaminante”, puesto que arrojará solo agua como residuo, y aportará mejoras estéticas al sustituir las catenarias (línea aérea de alimentación que transmite potencia eléctrica a las locomotoras u otro material motor) por acumuladores de energía eléctrica.

A diferencia de este sistema, que precisa tramos provistos de catenaria o estaciones de carga fijas, como las paradas, el prototipo de tranvía ideado es autónomo. “Las pilas de combustible se alimentan con botellas de hidrógeno a presión que proporcionan la energía necesaria para circular por un recorrido determinado”, subraya Montes.

El proyecto “apuesta por un nuevo modo de suministro de energía eléctrica que no existe hoy en el mercado y que puede ser aplicable a los trenes que se vayan construyendo en el futuro”. Roberto Campo incide en que ésta es una de las bases del trabajo. “No es un prototipo para que quede ahí, es un elemento de futuro con un sistema de tracción que es posible incorporar en el resto de flota del parque de Feve”.

El vehículo servirá como laboratorio de pruebas para evaluar la viabilidad de la tecnología y solucionar posibles defectos. También permitirá realizar mejoras y abrir líneas de trabajo a partir de un demostrador “real” y no desde la teoría, como hasta el momento.

Por otro lado, la posibilidad de compatibilizar la alimentación de catenaria y la pila de combustible brinda una gran versatilidad al operador ferroviario. Por ejemplo, la pila de combustible puede suplir el abastecimiento tradicional de energía eléctrica en un trayecto de unos kilómetros, como el que atraviesa un casco histórico, donde la instalación de catenarias no es apropiada visualmente. “De cara a la explotación este sistema permite optimizar las infraestructuras que se ejecutan, algo que no ocurre a día de hoy”, resalta Campo.

Para llevar a cabo el proyecto se utilizará un vehículo de segunda mano compuesto por tres coches. De ellos se tomará uno, que se modificará tanto externa como internamente con la anulación de los elementos eléctricos tradicionales y su sustitución por la nueva planta de potencia, basada en pila de combustible, batería y supercondensadores.

Cada uno de estos tres componentes ejercerá una función específica dentro del sistema de tracción. La energía necesaria será aportada en su totalidad por la pila de combustible, mientras que la batería dotará de potencia al vehículo en determinados picos, como los de aceleración. Los supercondensadores absorberán la energía procedente del frenado regenerativo, por el cual se transforma parte de la energía cinética en energía eléctrica para su aprovechamiento posterior, y la batería apoya a éstos en caso necesario.

La masa total estimada del vehículo es de 23 toneladas y se prevé que alcance velocidades de 25 kilómetros por hora, con una aceleración/deceleración máxima cercana a los 0’4 metros por segundo al cuadrado. El recorrido será de unos cinco kilómetros ida y vuelta, entre la Estación de Llovio y Ribadesella, con paradas intermedias del orden de 60-90 segundos.

Así se instalarán dos pilas de combustible de pequeña potencia, 12 kilovatios; la batería será de 110 kilovatios y los supercondensadores estarán en torno a los 75. El tren tendrá cuatro motores de 25 kilovatios, unos 100 de potencia de tracción. Las dimensiones, explica Alberto Montes, tienen en cuenta el trazado y el modo de operación, así como la cantidad de viajes necesarios y las paradas previstas.

Fuente:    SINC

El hidrógeno gaseoso (H₂) es un combustible que podría utilizarse en vez del petróleo y otros combustibles fósiles. Una vez que se produce el hidrógeno gaseoso por el paso de una corriente eléctrica a través del agua, puede almacenarse en tanques a presión elevada y distribuirse por medio de tuberías, para su empleo en viviendas, fábricas o automóviles.

El hidrógeno gaseoso también puede combinarse con ciertos metales para formar compuestos hidrógeno/metal: hidruros (para los químicos, el término “hidruro” generalmente implica que el átomo de hidrógeno ha adquirido carga parcial negativa o carácter aniónico, denotado como H^-), los cuales pueden calentarse para liberar hidrógeno gaseoso combustible, a medida que se va necesitando en el motor de un automóvil, en un horno o para generar electricidad.

El hidrógeno no es una fuente de energía, excepto en el hipotético contexto de las plantas comerciales de fusión nuclear alimentadas por deuterio o tritio, una tecnología que actualmente se encuentra lejos de ser desarrollada. La energía del Sol proviene de la fusión nuclear del hidrógeno, sin embargo, es un proceso complicado de conseguir en la Tierra.

Por lo tanto, se puede decir que surge como un nuevo “vector energético”, transportador de energía primaria hasta los lugares de consumo.

VENTAJAS DEL HIDRÓGENO COMO COMBUSTIBLE

• No libera dióxido de carbono, óxidos de nitrógeno, óxidos de azufre y otras partículas inherentes al empleo de combustibles fósiles y podría reducir en gran medida la amenaza de calentamiento del planeta.

• El quemar hidrógeno podría eliminar la mayor parte de la contaminación del agua y del aire causada por la extracción, y el transporte de combustibles fósiles.

• El rendimiento de las pilas de combustible, al no ser máquinas térmicas,   no se limita por el ciclo de Carnot y se puede alcanzar teóricamente el 100%. Únicamente las limitaciones en el aprovechamiento de la energía generada y en los materiales empleados en su construcción impiden alcanzar este valor.

• Funcionamiento silencioso. Se ha estimado que el nivel de ruido a 30 metros de una pila de combustible de tamaño medio es únicamente de 55 decibelios. Por ello, podrían usarse pilas de combustible en recintos urbanos.

• Las pilas de combustible carecen de partes móviles. La falta de movimiento permite un diseño más simple, una mayor fiabilidad y operatividad y un sistema que es menos propenso a estropearse.

• Bajas temperaturas y presiones de operación. Las pilas de combustible dependiendo del tipo de éstas, operan desde 80ºC a más de 1.000ºC. Estos números parecen ser altos, pero tenemos que pensar que la temperatura dentro de los motores de combustión interna puede alcanzar más de 2.300ºC.

• El hidrógeno usado en las pilas de combustible puede ser producido a nivel doméstico a través del reformado de gas natural, electrólisis del agua o por una fuente de energía renovable como la eólica, fotovoltaica o hidráulica. La generación de energía a este nivel evita la dependencia de fuentes extranjeras que pueden localizarse en regiones del mundo inestables.

DESVENTAJAS DEL HIDRÓGENO COMO COMBUSTIBLE

• El principal problema del hidrógeno es que sólo existen cantidades mínimas o trazas del gas en la naturaleza.

• Su producción requiere de calor o de electricidad generados por otra fuente de energía, como fisión nuclear, solar o eólica, para descomponer el agua.

• Elevado gasto energético para licuar el hidrógeno.

• Alto peso de pilas de combustible para los prototipos actuales.

• La producción de algunos componentes, al no efectuarse a gran escala, implica un coste elevado. Se estima que un coche con pila de combustible cuesta un 30% más que uno de gasolina o diesel con prestaciones similares.

• Tecnología emergente. Determinados problemas aún no resueltos afectan al funcionamiento de las pilas de combustible, especialmente en lo que respecta a su vida útil, lo que repercute en su comercialización.

• Al tratarse de una tecnología en desarrollo y contar todavía con una baja demanda de unidades, su precio no puede, hoy en día, competir con el de las tecnologías convencionales. Es de esperar que, conforme la demanda se incremente, los precios se vayan equiparando.

CARACTERÍSTICAS PRINCIPALES DEL HIDRÓGENO COMO COMBUSTIBLE

En principio, una celda de combustible opera como una batería. Genera electricidad combinando hidrógeno y oxígeno electroquímicamente sin ninguna combustión. A diferencia de las baterías, una celda de combustible no se agota ni requiere recarga.

Producirá energía en forma de electricidad y calor mientras se le provea de combustible. El único subproducto que se genera es agua pura.

Una celda de combustible consiste en dos electrodos separados por un electrolito. El oxígeno pasa por un electrodo, y el hidrógeno, por el otro. Cuando el hidrógeno es ionizado pierde un electrón y al ocurrir esto ambos (hidrógeno y electrón) toman diferentes caminos hacia el segundo electrodo. El hidrógeno migra hacia el otro electrodo a través del electrolito mientras que el electrón lo hace a través de un material conductor. Este proceso producirá agua, corriente eléctrica y calor útil. Para generar cantidades utilizables de corriente las celdas de combustibles se asocian en un emparedado de varias capas.

Las celdas de combustible son una familia de tecnologías que usan diferentes electrólitos y que operan a diferentes temperaturas. Cada miembro de esa familia tiende a ser más apropiado para ciertas aplicaciones. Por ejemplo, las celdas de combustible de membrana eléctrica polimérica han demostrado ser apropiadas para su aplicación en automoción, mientras que las celdas de combustible de carbonatos fundidos parecen ser más apropiadas para uso con turbinas a gas.

Las celdas de combustible ofrecen una reducción en el peso y en el tamaño para la misma cantidad de energía disponible respecto a las baterías tradicionales.

Para incrementar la energía en una pila de combustible, simplemente debe introducirse más cantidad de combustible en el dispositivo. Para aumentar la energía de una batería, se deben adicionar más baterías, lo que incrementa el coste, el peso y la complejidad del sistema. Una pila de combustible nunca se agota, mientras haya combustible, continúa produciendo electricidad. Cuando una batería se agota: debe experimentar un largo e inconveniente tiempo de recarga para reemplazar la electricidad gastada. Dependiendo de donde se genere la electricidad, la contaminación, los costes y los problemas en cuanto a la eficiencia se transfieren desde el emplazamiento de las baterías a la planta generadora central.

Fuente:   www.pontealdiaenenergia.com