#insights

En el actual contexto de transición energética, el diseño de plantas de generación de energía y terminales de almacenamiento de gas natural licuado (GNL) capaces de reconvertirse en infraestructuras compatibles con combustibles más limpios (por ejemplo, el hidrógeno) se ha convertido en una tendencia en auge. Los exhaustivos estudios de viabilidad en este sentido son cada vez más solicitados, con el objetivo de empezar a planificar la transformación de las plantas energéticas para reducir las emisiones de carbono y adoptar el uso de fuentes de energía más limpias.

El mercado energético está experimentando una transformación significativa. La creciente demanda de energías limpias y la presión regulatoria para reducir las emisiones están acelerando la adopción de tecnologías renovables. Asimismo, se están realizando importantes inversiones desde los tecnólogos hasta los industriales para desarrollar e implementar nuevas tecnologías. En particular, el hidrógeno verde, producido a partir de fuentes renovables, se ve como un vector energético clave para la descarbonización a medio/largo plazo.

Dicha descarbonización es esencial para cumplir con los objetivos climáticos globales. La transición hacia fuentes de energía más limpias no solo reduce las emisiones de CO₂, sino que también mejora la seguridad energética y promueve el desarrollo económico sostenible.

En un entorno en el que se está desarrollando una infraestructura emergente de hidrógeno, cobra sentido analizar la viabilidad de la reconversión de activos energéticos que operan actualmente con gas natural para integrar el hidrógeno como fuente de combustible limpia. Igualmente, es necesario contar con este vector energético a la hora de diseñar las nuevas terminales de importación y almacenamiento de combustibles que se están construyendo en el norte de Europa.

El análisis de la viabilidad de esta reconversión en activos concretos permite evaluar las modificaciones técnicas necesarias, los impactos operativos y las implicaciones de rendimiento de esta transición. En este contexto, debe tenerse en cuenta el análisis de la viabilidad técnica, económica y ambiental de la reutilización de los tanques criogénicos de las terminales de GNL para almacenar amoniaco, así como en la posible transición de plantas de energía, ciclos combinados, cogeneraciones, que actualmente queman gas natural a hidrógeno.

Por ejemplo, en el caso específico de un ciclo combinado con tres unidades en el que Sener ha trabajado, se analizaron las modificaciones necesarias en el sistema de combustible, las vías de combustión y la infraestructura asociada para facilitar el uso de hidrógeno. Se consideraron varios escenarios, como puede ser una mezcla de 30% de hidrógeno, 100% de hidrógeno en una unidad y 100% de hidrógeno en todas las unidades. En todo caso, siempre será primordial considerar las normativas nacionales e internacionales para garantizar la seguridad en el manejo del hidrógeno.

Estudios y modificaciones técnicas: caso práctico y desafíos que considerar

La simulación del activo concreto es fundamental. Por ejemplo, en el caso del ciclo combinado mencionado anteriormente, un trabajo realizado por el área de Energía de Sener, se utilizaron datos del sistema de control distribuido (DCS) para modelar el estado actual de la planta y realizar simulaciones de rendimiento con diferentes porcentajes de mezcla de hidrógeno.

Se computaron seis casos diferentes, desde 0% hasta 100% de mezcla de hidrógeno, analizando los parámetros de rendimiento, como la tasa de calor de la turbina de gas y de la planta, la generación de energía y las propiedades de los gases de escape.

Y la conclusión fue que las prestaciones del ciclo apenas sufren variaciones además de contribuir a la reducción de las emisiones de CO₂.

El comportamiento de la turbina es el corazón que define el punto de partida de cara al cálculo de las prestaciones. El trabajo coordinado con el turbinero es por ello fundamental en estos estudios. Y a parir de las prestaciones de la turbina, se trata de buscar la manera de mantener las prestaciones globales de planta en un punto similar, pero contribuyendo a una reducción no despreciable de las emisiones de CO2.

No obstante, la reconversión de infraestructuras energéticas presenta varios desafíos técnicos, entre los que se incluyen:

• Seguridad: la manipulación y almacenamiento de hidrógeno y amoniaco implican riesgos específicos que deben ser gestionados mediante diseños de seguridad robustos y protocolos estrictos.
• Adaptación de equipos: los equipos y sistemas existentes deben ser adaptados o reemplazados para manejar las propiedades únicas del hidrógeno y sus derivados.
• Compatibilidad de materiales: el hidrógeno y el amoniaco pueden causar fenómenos como fragilización, corrosión, etc. en ciertos materiales, lo que requiere una evaluación cuidadosa y la selección de materiales adecuados.

En Sener, contamos con una amplia experiencia en proyectos de ingeniería de alta complejidad. Nuestro equipo de expertos en procesos y materiales está trabajando activamente en proyectos de reconversión de infraestructuras energéticas para operar con los combustibles renovables que se incorporarán en los próximos años, como el hidrógeno, amoniaco o el metanol renovable. Sin ninguna duda, el diseño de soluciones innovadoras que ayuden a garantizar la seguridad y eficiencia de estas operaciones en el futuro, son claves en la transición hacia un futuro energético más limpio.