En las últimas décadas, la creciente dependencia de nuestra economía de los combustibles fósiles ha agravado los desafíos tanto ambientales como económicos. Esto es debido a la combinación de dos factores: el crecimiento de la demanda energética necesaria para que las sociedades sigan funcionando y la progresiva disminución de las reservas de los combustibles fósiles. Esta situación ha generado tensiones significativas en la cadena de suministro energético, evidenciando la necesidad urgente de encontrar alternativas sostenibles. Como respuesta a esta situación, una gran parte de los esfuerzos recientes en I+D+i se han enfocado en la descarbonización de la sociedad.

Ahora bien, para que la descarbonización sea realmente eficiente, es necesario entender que el nuevo sistema energético deberá estar compuesto por una combinación de tecnologías capaces de satisfacer la creciente demanda energética de manera sostenible. En este escenario, el hidrógeno se presenta como un vector energético clave, tanto a nivel industrial como doméstico, con un enorme potencial para transformar el panorama energético global.

Hidrógeno: El comodín energético del futuro

Una de las características que hacen que el hidrógeno se posicione como gran alternativa es el hecho de que puede producirse mediante energías renovables a través de la electrólisis. Esta tecnología permite convertir los excedentes energéticos que se producen en los picos de generación renovable, cuando hay abundancia de sol o viento, en hidrógeno, un portador de energía limpio (al utilizar energías renovables para su producción las emisiones del proceso son muy bajas) y versátil. Además, este hidrógeno puede ser almacenado durante largos periodos sin pérdidas significativas; para posteriormente reconvertirse tanto en electricidad, mediante pilas de combustible o grupos electrógenos, como en calor, utilizando calderas.

Además de su capacidad de almacenamiento, el hidrógeno ofrece flexibilidad también en términos de transporte. Puede ser distribuido a través de una red de tuberías similar a la utilizada para el gas natural, aunque también es viable una producción local o descentralizada, lo que reduciría significativamente los costos de transporte. Esta descentralización favorecería la sostenibilidad y autosuficiencia del sistema eléctrico en desarrollo, aumentando la capacidad de almacenamiento y proporcionando una mayor flexibilidad y disponibilidad de energía limpia.

El hidrógeno también juega un papel clave en la industria química actual y futura, siendo un recurso valioso en procesos como la producción de gasolinas y otros derivados del petróleo. En el futuro, será fundamental en la creación de combustibles sintéticos a partir de CO2, lo que contribuirá significativamente a la reducción de la huella de carbono de estos combustibles.

Destacan la electrólisis alcalina, una de las tecnologías más antiguas; la electrólisis de membrana de intercambio protónico (PEM), cuyo desarrollo se ha acelerado en la última década; y la electrólisis de óxido sólido (SOEC), que se encuentra en desarrollo y destaca en industrias con excedentes de calor.

Los colores del H2

El camino de la transición energética hacia la descarbonización no puede prescindir de los combustibles fósiles de inmediato, sino que requiere de un enfoque planificado y gradual que considere su impacto ambiental. Aunque la producción de hidrógeno mediante energías renovables es la opción más sostenible y preferida a largo plazo, otras tecnologías aún juegan un papel importante en este proceso. Estas tecnologías permiten que el hidrógeno se produzca a partir de distintas fuentes, lo que ha llevado a la clasificación de este gas en distintos «colores», según las materias primas utilizadas y los métodos de producción aplicados.

• El hidrógeno dorado se refiere al que existe de manera natural en la Tierra, en yacimientos subterráneos, y no requiere de procesos industriales para su obtención.
• El hidrógeno marrón proviene de la gasificación del carbón, un proceso con altas emisiones de carbono.
• El hidrógeno gris, producido a partir de gas natural, también emite grandes cantidades de CO2 durante su producción, y es actualmente uno de los más comunes.
• El hidrógeno azul se produce de manera similar al gris, pero incluye sistemas de captura y almacenamiento de carbono (CCS), lo que permite reducir considerablemente las emisiones contaminantes y es una opción de transición hacia una energía más limpia.
• El hidrógeno rosa se obtiene utilizando electricidad de origen nuclear, que, aunque es baja en emisiones, plantea debates por los residuos nucleares.
• El hidrógeno amarillo se refiere a aquel producido utilizando electricidad de un mix energético que puede incluir tanto fuentes renovables como no renovables, lo que genera un impacto ambiental intermedio.
• El hidrógeno verde, considerado el más sostenible, se genera a partir de energías renovables, como la solar o eólica, garantizando un proceso de producción con cero emisiones de carbono.

Al establecer esta nomenclatura, se facilita una mejor comprensión de la huella ambiental y de las ventajas o desventajas de cada tipo de hidrógeno, lo que resulta crucial para el diseño de políticas energéticas y para guiar decisiones de inversión hacia tecnologías más limpias.

La evolución tecnológica detrás del hidrógeno verde

El crecimiento de las energías renovables ha impulsado el desarrollo de la electrólisis de agua como una de las principales tecnologías para producir hidrógeno verde. Este proceso utiliza energía limpia, como la solar o la eólica, para separar la molécula de agua en hidrógeno y oxígeno. Actualmente, existen tres tecnologías comerciales de electrólisis, y una en desarrollo:

• La electrólisis alcalina. Emplea un medio básico y opera a temperaturas próximas a 80ºC y presión atmosférica (1,01325 bar), aunque se puede trabajar con hasta 30 bar. Se usan densidades de corriente bajas, lo cual implica una menor producción por superficie ocupada, pero se consiguen eficiencias elevadas, próximas al 70%. Para su construcción se pueden emplear materiales abundantes como el acero o el níquel.

• La electrólisis PEM (membrana polimérica protónica). Emplea un medio ácido y opera a temperaturas algo más bajas que la anterior (60ºC), y presiones más elevadas, por encima de los 30 bar. Se usan densidades de corriente elevadas, permitiendo crear equipos muy compactos, pero la eficiencia es ligeramente menor. En su construcción se han de emplear metales raros, lo cual encarece estos equipos.
• La electrólisis SOEC (celda de electrolizador de óxido sólido). Se caracteriza por tener un electrolito sólido y emplear agua a muy altas temperaturas, alrededor de 800ºC, y presión atmosférica. La densidad de corriente empleada es algo inferior a la empleada en los electrolizadores PEM, dando lugar a equipos compactos; y se consiguen eficiencias de incluso el 80%, aunque necesitan un aporte externo de energía en forma de calor. Los materiales empleados son más caros debido a que deben aguantar las elevadas temperaturas.
• La electrólisis AEM (membrana de intercambio aniónico). Combina lo mejor de las tecnologías PEM (las condiciones de temperatura y presión) y alcalina (el medio básico); obteniendo densidades de corriente elevadas y una eficiencia media entre la electrólisis PEM y la alcalina. Sin embargo, los equipos actuales todavía no tienen el nivel de desarrollo necesario para ser competitivo. Si bien los materiales necesarios son abundantes, el problema reside en la membrana, para la que todavía no se ha desarrollado un material adecuado.

Pioneros en hidrógeno: GENESAL Energy apuesta por el cambio

En GENESAL Energy la apuesta por el hidrógeno es clara. A través del proyecto H2OG, financiado a través de las Ayudas a Planes de Innovación y Sostenibilidad en el ámbito de la industria manufacturera del Ministerio de Industria y Turismo, estamos desarrollando un equipo de producción de hidrógeno, nuestro propio electrolizador, con el objetivo de adquirir experiencia en esta tecnología. A medio plazo, este conocimiento nos permitirá realizar de forma óptima la integración de este vector energético en nuestros equipos, no solo en los grupos electrógenos, sino también en el sistema de gestión y almacenamiento.

El desarrollo de este proyecto comenzó con el diseño de un electrolizador a pequeña escala, que permite validar su funcionamiento y garantizar los resultados esperados. Esta planificación es clave antes de construir el equipo final, de mayor tamaño, para ya que permite resolver posibles problemas de diseño antes de la integración definitiva en el sistema productivo, lo que se traduce en costes menores.

Si quieres saber más con el proyecto, mira el siguiente vídeo, en el que Guillermo Martínez, Ingeniero Químico, nos explica un poco más sobre el tema.

La Cátedra de Transición Energética Genesal Energy de la USC organizó el IV Seminario de Huella de Carbono Corporativa para PYMES, un encuentro anual que reunió a técnicos y profesionales del mundo de la pequeña y mediana empresa comprometidos con la sostenibilidad.

Con el objetivo de profundizar en el conocimiento de la huella de carbono como indicador clave para mejorar las estrategias de sostenibilidad de las empresas, el seminario contó con la participación de expertos que compartieron su experiencia sobre la medición y reducción de la huella de carbono, así como sobre la integración de la sostenibilidad en la estrategia empresarial. Los ponentes fueron el Dr. Enrique Roca Bordello, director de la Cátedra, y el Dr. Eugenio Fernández Carrasco, ambos investigadores del departamento de Ingeniería Química de la USC; el CEO&CFO de Genesal Energy, Julio Arca, y la Coordinadora de Sostenibilidad en Genesal Energy, Antía Míguez Fariña. 

Durante la primera parte de la jornada, Enrique Roca y Eugenio Fernández, centraron sus intervenciones en las claves para identificar los diferentes parámetros de la huella de carbono, las metodologías más utilizadas y como poder medirlo dentro de las empresas. Además, presentaron diversas herramientas prácticas que permiten a las organizaciones gestionar el seguimiento de sus emisiones para mejorar los indicadores de sostenibilidad en sus operaciones.

La experiencia de Genesal con la huella de carbono corporativa

Por su parte, Julio Arca y Antía Míguez, focalizaron su mensaje en la experiencia que tienen como empresa sostenible y comprometida socialmente. En este caso, explicaron las pautas que creen que una empresa debe tener para estar al día en su estrategia ESG y convertirse así en referentes en la puesta en práctica de políticas de sostenibilidad corporativa. También analizaron el Mecanismo de Ajuste en Frontera por Carbono, instrumento de referencia para poner un precio justo al carbono emitido durante la producción de bienes intensivos en carbono que entran en la UE, y para fomentar una producción industrial más limpia en países no pertenecientes a la UE.

El CEO&CFO de Genesal, Julio Arca y uno de los impulsores de la iniciativa, señaló que “este tipo de encuentros son esenciales para crear ese espacio de intercambio de conocimiento entre el ámbito académico y empresarial, que conllevan una mayor concienciación, un mayor conocimiento y un aumento del número de empresas que pondrán en práctica políticas de sostenibilidad”.

Un encuentro que sirvió para establecer pautas que impulsen la integración de la huella de carbono en las estrategias empresariales y que dado el interés que suscita seguirá celebrándose anualmente. 

El aceite vegetal hidrotratado se hace hueco en el mercado por sus numerosas propiedades y es uno de los caminos hacia la transición energética.

La electricidad no es ni mucho menos la principal forma de energía utilizada, y tampoco es fácil llevar la electrificación a todos los sectores y aunque es cierto que el avance de las fuentes renovables es más que notable, en la actualidad el 80% de la demanda de energía primaria a nivel mundial sigue basándose en combustibles fósiles. Y esto es un problema, no sólo por los altos niveles de emisiones derivadas y sus consecuencias sobre el cambio climático, sino también por el carácter finito de estos combustibles, los cuales, tarde o temprano acabarán agotándose.

Por tanto, en Genesal Energy somos muy conscientes de que urge encontrar nuevos combustibles sostenibles para esos sectores donde la electrificación no va a llegar o al menos no a corto plazo. Y es aquí, en este escenario, donde entra en escena el HVO que en los últimos años se ha ido posicionando como una de las principales alternativas al diésel. Te damos todas las claves sobre este novedoso combustible.

¿Qué es el HVO?

El aceite vegetal hidrotratado o HVO (por sus siglas en inglés, Hydrotreated Vegetable Oil), es un biocombustible de segunda generación. Aunque lleve en su nombre las palabras “aceite vegetal”, se puede producir a partir de diferentes materias primas vegetales y no vegetales:

• Aceite de cocina vegetal usado (UCO, Used Cooking Oil).
• Residuos de grasa animal.
• Tall oil, un subproducto de la fabricación de pulpa de madera.
• Aceites de origen vegetal no aptos para uso alimentario (colza, soja y palma).

Por sí solos, estos aceites no son combustibles efectivos. Sin embargo, mediante un proceso conocido como hidrotratamiento es posible convertir las grasas de estos aceites en hidrocarburos casi idénticos al diésel convencional.

¿Es lo mismo que el biodiésel?

No, biodiésel y HVO hacen referencia a combustibles diferentes. Si bien ambos parten de los triglicéridos de los aceites vegetales y de las grasas animales, en el caso del biodiésel éste se fabrica por esterificación: la materia prima aceitosa se trata con un alcohol, generalmente metanol, y un catalizador. Esto produce glicerina y un combustible hecho de ésteres metílicos de ácidos grasos o FAME (Fatty Acid Methyl Ester).

Por otro lado, para obtener HVO los aceites son sometidos a un proceso de hidrotratamiento. Dicho de modo simple, se utiliza hidrógeno para eliminar el oxígeno del aceite a altas temperaturas, dividiendo las moléculas de grasa en cadenas separadas de moléculas de hidrocarburos. Como resultado se obtiene un combustible estable comparable al diésel fósil, tanto en forma como en rendimiento, lo que hace que el HVO se sitúe por encima del biodiésel como alternativa al combustible fósil.

¿Cuáles son las ventajas de usar HVO?

Destacan las siguientes:

• Si como materia prima se utilizan aceites usados, y se produce de forma relativamente local, la utilización de HVO puede resultar en una disminución de emisiones de CO2e de hasta un 90%.
• En la quema de HVO las emisiones de monóxido de carbono (COx) y de otras partículas contaminantes son menores.
• Su vida útil es larga: hasta diez veces más que el diésel.
• Su rendimiento se mantiene incluso a temperaturas extremas (-30 ºC).
• Posee buenas características químicas. Es aromático, de baja densidad, con un índice de cetano muy alto y sin azufre. Además, su poder calorífico, y por tanto su contenido energético, es más alto que el del biodiésel.
• A diferencia del biodiésel, que es necesario mezclar con diésel convencional para que funcione correctamente, el HVO es un combustible directo, que se puede reemplazar por completo en la mayoría de los grupos diésel.
• También en comparación con el biodiésel, este último es propenso a la degradación, siendo necesaria una planificación muy concreta para almacenarlo. Para almacenar HVO sólo es necesario un tanque de aceite simple. De hecho, los tanques de diésel convencional se pueden llenar con HVO, y viceversa; de forma que si, por ejemplo, estamos funcionando con HVO, pero éste se agota y es imposible adquirirlo con la suficiente rapidez, se podría volver a usar diésel.

Diferentes marcas de los mundos del motor de combustión y de la energía distribuida ya han empezado a hacerse eco de las ventajas del HVO, certificando que sus productos son compatibles con este biocombustible.

Por poner algún ejemplo, diversas compañías han declarado que todos sus motores Euro 5 y Euro 6 son compatibles con la utilización de HVO.

¿Es el HVO sostenible?

Si bien el HVO presenta muchas ventajas, para hablar de la sostenibilidad de un combustible debemos prestar atención no sólo a sus propiedades, sino también a toda su cadena de valor. ¿Son la materia prima y la producción de origen relativamente local? En cuanto al origen de la materia prima, ¿se utilizan solo aceites usados, o también se incluyen, por ejemplo, cultivos aceitosos? ¿Han sido necesarios cambios en los usos del suelo para tener disponibles dichos cultivos? Si tenemos en cuenta la imagen entera, para hablar de un HVO 100% necesitamos asegurarnos de que se produce a partir de una materia prima derivada de desechos reales y que se respetan criterios medioambientales y sociales a lo largo de toda la cadena de valor.

Sin embargo, surge otra cuestión: si tenemos disponible un HVO que sabemos que no es 100% sostenible… ¿Es mejor recurrir a él o seguir utilizando diésel fósil? ¿Buscamos otra alternativa, como puede ser otro tipo de biocombustible o incluso un combustible sintético? Estas son preguntas difíciles de responder que dependen además de muchísimos factores.

La Escala Greenesal

Para facilitar la toma de decisiones sobre la elección y utilización de combustibles, desde Genesal Energy hemos creado la “Escala Greenesal de evaluación de la sostenibilidad para combustibles”.

Se trata de una herramienta que permitirá evaluar la sostenibilidad de los combustibles, de forma que no solo sea más sencillo elegir entre las diferentes opciones disponibles, sino que proporcionará una idea clara sobre el impacto real de cada una de estas.  Además, la herramienta ponderará de forma justa factores relacionados con las tres esferas del desarrollo sostenible:

• Esfera medioambiental: origen de la materia prima, emisiones GHG, carbono orgánico del suelo, eutrofización, acidificación, balance energético, biodiversidad.
• Esfera económica: costes capitales, costes operacionales.
• Esfera social: derechos de las tierras, problemas relacionados con las condiciones de trabajo, relación con las comunidades locales

De esta forma, no solo se podrá distinguir entre diferentes tipos de combustible, sino que incluso para un mismo tipo, en función de las condiciones que se hayan generado a lo largo de la cadena de valor, se podrá conocer cuál tiene un mayor impacto positivo en la búsqueda de un futuro sostenible.