La producción de hidrógeno en depuradoras se alinea con el concepto de economía circular, donde los residuos de un proceso se utilizan como materia prima para otro proceso. Además, el hidrógeno se obtiene mediante la descomposición de la molécula de agua, una materia prima garantizada en este tipo de plantas industriales.
Las aguas residuales contienen materia orgánica que puede ser convertida en hidrógeno a través de procesos como la gasificación o la fermentación. La producción de hidrógeno en depuradoras puede lograrse mediante los electrolizadores, pero hay otros métodos. Varios proyectos de investigación están buscando nuevos procesos y sinergias entre los tratamientos de aguas para producir hidrógeno puro. Este hidrógeno puede ser utilizado como una fuente de energía renovable.
HYLIOS: Lograr producción de hidrógeno en depuradoras
El proyecto HYLIOS tiene como objetivo encontrar soluciones eficientes para la producción de hidrógeno en depuradoras. Busca el desarrollo de nuevas tecnologías sostenibles. Por eso, HYLIOS pretende transformar las plantas de tratamiento de aguas residuales (ETA) en plantas energéticamente eficientes que reevalúen sus recursos. En particular, el proyecto explora soluciones innovadoras mediante el tratamiento fotocatalítico de aguas residuales.
El proyecto se centra en la fotocatálisis. Se trata de una tecnología prometedora para producir hidrógeno en depuradoras sin utilizar electricidad. Es una alternativa adicional a los sistemas de electrólisis existentes. Este método ofrece varias ventajas para la producción de hidrógeno verde. Por un lado, el uso de un reactor de división de agua sin utilizar electricidad externa reduce los costes y simplifica la infraestructura necesaria para la producción de hidrógeno. Además, reduce el coste de producir hidrógeno en depuradoras a largo plazo. El motivo es que los sistemas y equipos utilizados son menos complejos y menos costosos. Finalmente, reduce los costos de filtración y agua potable al utilizar agua de menor calidad.
Los participantes de HYLIOS
Los participantes del proyecto Hylios son: Lantania Aguas (Coordinador); Asociación para la investigación y desarrollo tecnológico de la Industria de Castilla La Mancha (ITECAM); Universitat Politécnica de Valencia; Ansasol; Instituto IMDEA Energía. Los impulsores de este proyecto dan un nuevo paso en la generación de energías limpias y renovables producidas mediante la gestión de sus propios recursos.
El proceso de producción de hidrógeno fotocatalítico discutido en este proyecto se lleva a cabo utilizando aguas residuales de una planta depuradora operada por Lantania. Ansasol será la encargada de investigar en profundidad la futura expansión e integración de las tecnologías desarrolladas en el campo de la producción de hidrógeno verde.
Eclosión: un proyecto sobre producción de hidrógeno en depuradoras
Aqualia ha participado en dos interesantes proyectos de desarrollo de nuevas tecnologías alternativas para la producción de hidrógeno en depuradoras de aguas residuales. Este tipo de proyectos buscan generar nuevas herramientas tecnológicas al sector energético. También, contribuyen a la sostenibiliad social mediante la creación de empleo cualificado y el incremeneto en la actividad económica.
Uno de los proyectos, denominado ‘Eclosion’, tiene el propósito de desarrollar la producción de hidrógeno en depuradoras. Su objetivo es crear nuevos materiales, tecnologías y procesos para la generación, almacenamiento, transporte e integración de hidrógeno renovable y biometano.
Los materiales están creados a partir de biorresiduos urbanos, agroalimentarios y lodos de depuradora. Esta iniciativa está impulsada por un consorcio de otras siete empresas: FCC Medio Ambiente, CADE, Ghenova, Ariema Enerxia, H2B2, Idecal y MindCaps, y Aqualia.
El proyecto también desarrollará herramientas de optimización energética. Esto implica diseñar sistemas energéticos de origen a punto de consumo ecoeficientes, flexibles e inteligentes. La investigación se llevó a cabo en laboratorios e infraestructuras especialmente equipadas de los organismos de investigación. Se realizó en cuatro centros de desarrollo. Estos son: el Centro de Tratamiento de Residuos de Valladolid, EDAR Salamanca, EDAR Lleida y EDAR Jerez de la Frontera.
Nuevos modelos de producción de hidrógeno en depuradoras
Los proyectos ‘Zeppelin’ y ‘Eclosion’ buscan nuevos modelos de producción de hidrógeno en depuradoras. Estos son complementarios a la electrólisis con energías renovables. No requieren agua de alta calidad y están integrados en un modelo energético descarbonizado con las normas de economía circular.
Se trata de una apuesta por situarse en la vanguardia de la investigación de la valorización de residuos aporta una posición geoestratégica mundial debido a la presencia del puerto de Algeciras. También a la implantación de esta industria con gran futuro.
Hyvus: otro proyecto de producción de hidrógeno en depuradoras
El proyecto HyVus es otro proyecto para mejorar la producción de hidrógeno en depuradoras de aguas residuales. Este proyecto tiene 4 fases:
✅ generación de energía solar fotovoltaica
✅ autoproducción y suministro de hidrógeno
✅ transformación de flotas de movilidad urbana
✅ implementación de tecnología de blockchain
HyVus se inicio con la construcción de una instalación solar fotovoltaica. Esta ubicado en Alicante, junto a la Estación Depuradora de Aguas Residuales Rincón de León (Alicante).
El parque solar de HyVus produce la electricidad que alimenta un electrolizador. Este inyecta electricidad en el agua con el objetivo de separar el oxígeno del hidrógeno. Aguas de Alicante es el promotor del proyecto. La empresa considera que la planta de producción de hidrógeno en la depuradora necesita un caudal de unos 2.824 metros cúbicos anuales de agua. Se emplea el agua reutilizada osmotizada. Esto implica una reducción del pretratamiento normal para la producción de hidrógeno. También, una importante disminución de la huella hídrica en el proceso.
El parque solar fotovoltaico se conecta en directo al electrolizador. Este es de tipo PEM y tiene una capacidad de 1,25 megavatios. Su producción estimada es aproximadamente de 345 kilos de hidrógeno al día con un funcionamiento diario de 15 horas. En las instalaciones se construirá una hidrogenera. Esta estación tendrá acceso público, es decir, tendrá servicio de recarga directa de hidrógeno. Se contempla la posibilidad de añadir un muelle de carga para la gestión de la logística de transporte.
Una EDAR pionera en la producción de gases renovables
Existen experiencias previas a la producción de hidrógeno en depuradoras. Hace más de dos años la EDAR Bens (A Coruña) implementó sistemas innovadores para transformar gases contaminantes en nuevos combustibles. El primer paso fue la optimización en la producción de biometano. Se trata de un gas renovable, que se inyecta en la red de gas natural. A continuación, se pasó a una segunda fase donde se trabajaon nuevas líneas de investigación con otros gases renovables. En esta ocasión, fueron el hidrógeno verde y el syngas. También, se evaluo su impacto en las infraestructuras actuales y en los consumidores finales.
La producción de hidrógeno en depuradoras se está estudiando mediante dos vías distintas. Por un lado, se está investigando la generación de hidrógeno a través de un proceso biológico denominado fermentación oscura. Se caracteriza porque el lodo aerobio de la EDAR es la materia prima, y se convierte en biohidrógeno. Por otro, se ha implementado un sistema de generación de hidrógeno basado en la electrolisis del agua. Para ello, se emplea una tecnología de membrana polimérica protónica (PEM) y, también, se usa la vía alcalina.
En ambos casos la energía necesaria para el proceso se obtiene gracias a la reciente instalación de una turbina hidráulica, desarrollada para ser situada en el punto de descarga del agua depurada de la EDAR. Así, se aprovecha la diferencia de altura existente en la zona para generar electricidad. Mediante esta instalación se recupera energía renovable del proceso de tratamiento de aguas residuales.
