Hynnova

El proyecto HYNNOVA, coordinado por BOSLAN, parte de Accenture y con la participación de otras 11 empresas vascas de referencia en la cadena de valor del hidrógeno, tiene como objetivo crear nuevas soluciones tecnológicas de producción, almacenamiento y compresión que permitan el diseño modular y la gestión eficiente y segura de las futuras plantas de producción de hidrógeno.

En su esfuerzo por alcanzar la neutralidad de carbono en 2050, la Unión Europa ha apostado por el hidrógeno renovable como uno de los principales vectores energéticos a largo plazo debido a sus características ventajosas. La producción y consumo del hidrógeno renovable es neutral climáticamente, tiene la capacidad de triplicar la introducción de las energías renovables dentro del sistema energético y soluciona el problema del almacenamiento estacional de la energía, permitiendo una mejor gestión. Además, el hidrógeno renovable se configura como una buena alternativa para la descarbonización de segmentos económicos clave como el transporte marítimo, la aviación o la industria de alta temperatura (acero, cemento, cerámica y químicas, principalmente).

Las metas planteadas por la UE en la estrategia Europea del Hidrógeno exigirán que las grandes plantas de producción de hidrógeno tengan elevados ratios de eficiencia con el fin de reducir el coste nivelado del hidrógeno (LCOH) y conseguir una mayor competitividad. Estas plantas deberán contar con gran modularidad, flexibilidad de funcionamiento y contar con una optimización de todos los procesos que intervienen en la producción de hidrógeno.

Debido a limitaciones tecnológicas, los stacks actuales de electrólisis con potencias mayores a 5 MW no tienen un grado de fiabilidad suficiente para trabajar en calidad industrial. Esta situación implica la necesidad de integrar en paralelo un gran número de equipos y sistemas en las plantas de alta potencia (hay proyectos que ya plantean hasta 200 MW de electrólisis). El diseño, gestión y control de estas instalaciones es complejo y aumenta el riesgo de fallo, así como un mayor consumo energético y de agua. A todo ello, hay que añadir la dificultad y los retos científico-tecnológicos asociados a las fases de compresión y almacenamiento del hidrógeno a distintas presiones.

El objetivo del proyecto HYNNOVA es resolver estos retos tecnológicos que presentan las plantas de producción de hidrógeno de alta capacidad e investigar nuevas soluciones avanzadas para producción, almacenamiento y compresión que permitan un diseño modular y una gestión eficiente y segura. El consorcio también trabajará en la digitalización de las soluciones planteadas.Infografía del proyecto Hynnova.

Nuevas soluciones para la generación de hidrógeno verde

La ingeniería y consultoría BOSLAN, parte de Accenture lidera el diseño de un modelo de simulación de procesos de un electrolizador que será posteriormente validado experimentalmente. La campaña experimental sobre dos stacks alcalinos de aproximadamente 20 kW también permitirá cuantificar los parámetros de ecuaciones semiempíricas y optimizar la estrategia de operación y control. Los resultados obtenidos permitirán lograr una mejor predicción del comportamiento del electrolizador.

ERREKA trabajará en el diseño y desarrollo de fijaciones inteligentes para la sensorización de la estanqueidad de las uniones de los stacks con unos requisitos de seguridad superiores a los actuales, basada en tecnología ultrasónica no-lineal de doble onda. Esta nueva solución ofrecerá un mejor control del apriete de los stacks y su monitorización.

Por su parte, FLUYTEC realizará el diseño del prototipo de electrodesionización (EDI) para la purificación del agua del circuito de recirculación del ánodo del electrolizador. El dispositivo se testeará en una bancada PEM de 1 kW, con el objetivo de validar el diseño y optimizar la estrategia de operación, control y mantenimiento del prototipo.

La start-up H2SITE modificará y caracterizará un nuevo sistema capaz de producir 20 Nm3/h de H2 y separarlo con niveles de pureza del 99% a partir de una corriente de biogás. El nuevo diseño busca optimizar el rendimiento y eficiencia del sistema actual, así como poder operarlo en durante más de 1.000 horas en continuo.

Nuevas soluciones para la compresión de hidrógeno

La línea de investigación que lidera TAMOIN investigará la compresión de hidrógeno mediante hidruro metálicos. Tras realizar la caracterización de diferentes aleaciones que cumplen con los requisitos del sistema, se lleva a cabo un análisis termodinámico de la aleación más prometedora para desarrollar un modelo de simulación de la integración del calor residual procedente del electrolizador y de los compresores mecánicos. A continuación, se diseñará y fabricará el prototipo de laboratorio que emulará el compresor de hidruros metálicos y se caracterizará experimentalmente para poder realizar una extrapolación teórica de los resultados obtenidos a escala industrial.

ABC COMPRESSORS concebirá una herramienta de dimensionamiento de compresor mecánico con el objetivo de lograr una optimización integral que considere factores como el OPEX, CAPEX, eficiencia y seguridad en todos los aspectos del sistema.

Nuevas soluciones para almacenamiento de hidrógeno

Para el desarrollo de soluciones de almacenamiento de hidrógeno a baja presión, SAITEC llevará a cabo un análisis de las diferentes normativas internacionales en vigor y de las técnicas de construcción con acero y con hormigón con el objetivo de determinar sus capacidades y limitaciones. Esta información será un punto de partida para realizar un diseño básico optimizado de un tanque mixto acero-hormigón para el almacenamiento estacionario y a gran escala de hidrógeno a 250 bares. También se comprende el desarrollo de planes de monitorización estructural y operacional integrados en los tanques de hidrógeno con el objetivo de verificar el correcto funcionamiento de estas estructuras.

En cuanto al almacenamiento de alta presión, el proyecto busca desarrollar un liner polimérico en APA6 rotomoldeable (se llevará a cabo por CIKAUTXO) y un liner polimérico reforzado inyectable (por INNOMAT) para depósitos de hidrógeno tipo IV. La tecnología debe ser escalable, garantizar una baja permeabilidad frente al hidrógeno y ser una solución de material/proceso competitivo, a nivel de costes de fabricación.

INNOMAT desarrollará y caracterizará dos tipologías de recubrimientos barrera anti-permeación para tanque mixto acero-hormigón: recubrimiento con buena adherencia al acero, desarrollado por el socio, y un recubrimiento híbrido orgánico-inorgánico vía sol-gel. Por otro lado, se estudiarán y caracterizarán distintas composiciones de recubrimientos inorgánicos e híbridos orgánico-inorgánicos, que serán depositados sobre composite.

Por último, a partir del conocimiento sobre materiales compuestos avanzados, se busca diseñar, fabricar y caracterizar un tanque demostrador tipo IV. IDEC trabajará en el desarrollo de proceso de deposición/encintado de fibras, y NOVARGI se centrará en el tanque y el sistema general de almacenamiento.

Solución modular de producción de hidrógeno renovable de alta capacidad

En el marco del proyecto, BOSLAN, parte de Accenture será el encargado de desarrollar un modelo de planta de generación, almacenamiento y compresión de hidrógeno verde de alta capacidad para la estimación de costes de inversión y de operación con la finalidad de que este modelo sirva para el dimensionamiento de nuevas plantas de hidrógeno. Para ello, realizará modelos individuales del electrolizador, el purificador, el MEGC o tube trailer, el compresor, el almacenamiento en cascada y la estación de regulación para el suministro a hidrogenoducto. Así como el resto de los sistemas que conforman el BoP de la planta (tratamiento de agua, refrigeración, sistema de inertización de N2, etc.). La conexión de estos módulos conformará el esquema de planta de hidrógeno, el cual contará con una interfaz gráfica.

Estrategias de seguridad avanzadas en infraestructuras de hidrógeno

TEAM abordará la evaluación de riesgos en infraestructuras de hidrógeno y el desarrollo de protocolos de seguridad aplicables a la gestión eficiente y segura de plantas de producción de hidrógeno renovable de alta capacidad mediante la integración de algoritmos numéricos fluidodinámicos en los análisis tradicionales de evaluación cuantitativa de riesgos. Dentro del proyecto se desarrollarán modelos numéricos 3D de procesos difusión e inflamabilidad y algoritmos “Robust Dynamic Based”, facilitando la evaluación de riesgos y el desarrollo de aplicaciones correctivas.

Encuentro de las personas que forman parte del consorcio de empresas de Hynnova, reunidas en el kickoff el 23 de septiembre.

HYNNOVA es un proyecto de colaboración de investigación industrial de carácter estratégico plurianual (2024-2026) en el que participan las siguientes entidades: BOSLAN, parte de Accenture (coordinador), ABC COMPRESORES, CIKAUTXO, ERREKA, FLUYTEC, H2SITE, IDEC, INNOMAT, NOVARGI, SAITEC, TAMOIN y TEAM INGENIERÍA. Además, cuenta con el apoyo de ABCTECH, CIKATEK, CLUSTER DE ENERGÍA, LEARTIBAI y TECNALIA como agentes de la Red Vasca de Ciencia, Tecnología e Innovación (RVCTI) y con BANTEC como consultora de apoyo. El proyecto está financiado por el Departamento de Industria, Transición Energética y Sostenibilidad Gobierno Vasco (Programa HAZITEK) y el Fondo Europeo de Desarrollo Regional (FEDER).

Aquellas entidades interesadas pueden encontrar más información en @HYNNOVA Project o en la web del proyecto www.hynnovaproject.com.