El papel del hidrógeno verde y el biometano en el transporte sostenible

El papel de los gases renovables en el transporte sostenible

La Directiva (UE) 2018/2001, de 11 de diciembre de 2018 (DER II), relativa al fomento del uso de energía procedente de fuentes renovables, ha establecido, entre sus objetivos concretos, alcanzar una cuota mínima de consumo de energías renovables en el sector del transporte de un 14% en 2030.

Por su parte, el Plan Nacional Integrado de Energía y Clima (PNIEC) 2021-2030 se muestra más ambicioso en sus objetivos, aumentando ese mismo consumo de renovables en el sector del transporte hasta un 28%.

Para lograr cumplir con estos objetivos, con vistas al 2030, es necesario contar con los gases renovables, como el hidrógeno verde o el biometano, como elementos clave. 

Por ello se han elaborado sus Hojas de Ruta, con el objeto de identificar los retos y oportunidades para el desarrollo del hidrógeno y el biogás (biometano) en España y marcando una serie de hitos relativos al sector del transporte que se prevén alcanzar.

Estos hitos, en el caso del biogás, prevén una producción de 10,41 TWh anuales en el año 2030, de los que un porcentaje aproximado del 55% se transformaría en biometano (upgrading) para uso térmico, sustitución del gas natural fósil a través de la red gasista y su uso en el transporte de forma directa. 

En cuanto a los hitos para el hidrógeno en el sector del transporte, se han fijado de forma más específica los siguientes:

  • Alcanzar una flota de al menos 150-200 autobuses de pila de combustible de hidrógeno renovable en 2030, con especial participación en las flotas de autobuses.
  • Disponer de un parque de al menos 5.000-7.500 vehículos ligeros y pesados de pila de combustible de hidrógeno para el transporte de mercancías.
  • Establecer una red de al menos 100-150 hidrogeneras de acceso público para el repostaje de los vehículos antes mencionados.
  • Utilización en régimen continuo de trenes propulsados con hidrógeno en al menos dos líneas comerciales de media y larga distancia, en vías actualmente no electrificadas.
  • Introducción de maquinaria de handling que utilice pilas de combustible de hidrógeno renovable y de puntos de suministro en los cinco primeros puertos y aeropuertos en volumen de mercancías y pasajeros respectivamente.

Una serie de hitos para los que se ha tenido en cuenta la cadena de valor de estos gases renovables y su aprovechamiento energético en el sector del transporte, así como medidas específicas dentro de las líneas de acción de las Hojas de Ruta que permitan alcanzarlos.

 

Aprovechamiento energético del biometano en movilidad

El aprovechamiento energético del biometano en cualquiera de los sectores, incluido el del transporte, parte de un criterio común que es el de cercanía entre la generación y uso. Algo que le proporciona valor añadido a la zona donde se genera y un ahorro energético.

La utilización del biometano para nichos de difícil electrificación dentro del sector del transporte, como son el transporte pesado por carretera y el marítimo, supone una oportunidad tecnológicamente madura y beneficiosa para el medioambiente.

El biometano como combustible vehicular se puede emplear mediante dos sistemas:

  • El gas natural comprimido (bio-GNC): se trata de gas natural almacenado a altas presiones. Está compuesto principalmente por metano y contamina menos, al expulsar menos CO2 que los combustibles fósiles.
  • El gas natural licuado (bio-GNL): es un gas natural en fase líquida, a una temperatura de -160˚C, por lo que se le considera un líquido criogénico. Debe almacenarse y transportarse en recipientes bien aislados para mantener su estado líquido. Su concentración de metano llega al 95% y ocupa un volumen menor, no es tóxico, ni corrosivo, además de inodoro e incoloro.

En el caso del transporte pesado por carretera, tanto el bio-GNC como el bio-GNL pueden usarse en camiones con propulsión a gas natural, resultando vehículos más sostenibles y eficientes, en cuanto a emisiones cero de compuestos contaminantes.

Ahora bien, para la generalización de su uso, sería preciso contar con estaciones de servicio que suministren este producto y un parque de vehículos adecuados.

 

Aprovechamiento energético del hidrógeno renovable en movilidad

En el caso del hidrógeno renovable, su aprovechamiento energético en el sector del transporte se lleva a cabo mediante el uso de pilas de combustibles de hidrógeno (FC).

Estas son dispositivos que en los que se realiza el proceso inverso a la electrólisis, es decir, el hidrógeno se usa para generar electricidad que serviría para mover vehículos eléctricos de pila de combustible (FCEV).

Estas pilas FC, combinadas con baterías eléctricas que se auto recargan durante el funcionamiento del vehículo, aportan una ventaja competitiva sobre los vehículos eléctricos de baterías eléctricas en segmentos de vehículos pesados.

Los tiempos de recarga se reducen y se incrementa la distancia recorrida por el vehículo antes del repostaje. Además, el peso del vehículo también se reduce al disminuir el tamaño de las baterías.

No obstante, el rendimiento energético de estos vehículos es menor al de los eléctricos de baterías, ya que debe considerarse la energía consumida para obtener el hidrógeno renovable y la necesaria para comprimirlo y almacenarla en los tanques de los vehículos.

En cuanto al estado actual de la aplicación de esta tecnología en movilidad tenemos que:

  • Su aplicación en vehículos pesados se posiciona como segmento en el que resulta más conveniente. En España se están llevando a cabo varios programas pilotos para analizar su viabilidad en vehículos industriales (ej carretillas elevadoras, autobuses y camiones).
  • La aplicación de FC en el transporte ferroviario se dirige hacia aquellas vías que están sin electrificar, con trenes propulsados por locomotoras diésel y cuando la electrificación no es viable.
  • La aplicación del hidrógeno renovable en el transporte marítimo abarca la utilización de FC en embarcaciones y en la maquinaria de puertos y terminales de carga.

En las embarcaciones, de momento se está empleando en proyectos de demostración de pequeños buques para su análisis de viabilidad.

  • Al igual que en el transporte marítimo, se espera que las pilas de combustible se conviertan en una alternativa de propulsión para aeronaves y la maquinaria empleada en aeropuertos y terminales de carga. De momento, solo se han desarrollado proyectos demostrativos para su uso en vuelos no comerciales.

En la aviación, además, el hidrógeno renovable adquiere interés para la fabricación de combustibles sintéticos, como el bioqueroseno.

 

Medidas para el impulso del biometano y el hidrógeno renovable en el sector del transporte

En las Hojas de Ruta de estos gases renovables se han establecido una serie de medidas específicas para impulsar el uso del biometano y el hidrógeno renovable en el sector del transporte.

Estas medidas están enmarcadas dentro de la línea de acción relativa a instrumentos sectoriales.

En el caso de biometano, estas son:

  • Priorizar el uso del biometano en el transporte: se fomentará su uso en las flotas de servicios municipales y en los medios empleados para la producción y transporte del biogás, como los autobuses o los camiones de recogida de basura.
  • Se facilitará la instalación de puntos de repostaje en las plantas de producción de las instalaciones de tratamiento de residuos y las EDAR, que incluyan aprovechamientos de biogás.

Para el hidrógeno renovable, el número de medidas recogidas en su Hoja de Ruta resulta mayor y más detalladas, abarcando cada uno de los sectores del transporte:

    • Fomentar el consumo de hidrógeno renovable en el sector del transporte a través de la transposición de la DER II: se establecerá un marco regulatorio favorable a la producción y consumo de combustibles sintéticos producidos a partir del hidrógeno renovable.
    • Colaborar en los foros internacionales para impulsar el desarrollo de una metodología armonizada para la determinación del consumo en vehículos pesados propulsados por hidrógeno.
    • Desarrollar planes que establezcan incentivos a la compra de vehículos e implementación de infraestructura.
    • Apoyar a la industria española del automóvil para favorecer la producción de vehículos eléctricos de pila de combustible alimentados con hidrógeno.
    • Promover los estudios y ensayos de viabilidad de la sustitución de los trenes diésel por trenes de pila de combustible de hidrógeno para su circulación por líneas parcialmente o no electrificadas, en línea con lo propuesto en la Estrategia Europea del Hidrógeno.
  • Determinar medidas para el desarrollo de una infraestructura nacional ferroviaria de repostaje de hidrógeno.
  • Desarrollar una legislación específica para hidrogeneras, que concrete los requisitos administrativos y delimite los permisos necesarios para su construcción y gestión.
  • Incluir la implantación de hidrogeneras dentro de las actuaciones subvencionables en los futuros Planes MOVES o similares.
  • Equiparar la consideración de las hidrogeneras a las tradicionales estaciones de servicio desde la perspectiva del suelo, de forma que se puedan introducir surtidores de hidrógeno en las estaciones de servicio actuales.
  • Crear reglas que clarifiquen y simplifiquen el proceso de homologación y/o certificación de buques con pilas de combustible y cámaras de combustión de hidrógeno para uso marítimo, y unificar las mismas con las normativas europeas en la materia.
  • Determinar medidas para el desarrollo de una infraestructura nacional portuaria de repostaje de hidrógeno.
  • Destinar ayudas de la SGIPYME al sector naval para el impulso de la utilización de la tecnología del hidrógeno en la construcción de buques en nuestro país, en proyectos de I+D+i con la participación de los astilleros.
  • Fomentar el desarrollo de plantas de producción de queroseno sintético producido a partir de hidrógeno renovable o biocombustibles de nueva generación para descarbonizar el transporte aéreo.
  • Analizar las condiciones necesarias para el rediseño y modificaciones pertinentes que permitan la utilización de aeronaves que empleen combustibles sintéticos a partir de hidrógeno renovable o biocombustibles de nueva generación.

Como conclusión a esta comparativa, y teniendo en cuenta que la Hoja de Ruta del biometano está en fase de borrador, cabe pensar que, aun tratándose el uso del biometano de una tecnología madura y una solución viable actualmente, la apuesta por el impulso del aprovechamiento energético de los gases renovables en el sector del transporte se centra con más notoriedad en el hidrógeno renovable.

La Hoja de Ruta del Hidrógeno pone de manifiesto su importante papel para lograr la neutralidad climática en 2050 y estando en línea con la estrategia europea del hidrógeno.

En cualquier caso, lo más probable es que el avance de las renovables en la transición energética del sector del transporte suceda a través de un mix energético, donde el hidrógeno sea parte esencial, sin dejar de lado al biometano, sobre todo en aquellos sectores de difícil electrificación, como son el transporte pesado y el transporte marítimo.

En Genia Bioenergy apostamos por este avance y por ello, ofrecemos un servicio integral para la generación de gas renovable que permita la transición hacia una movilidad sostenible.

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