Resumen de la Línea de Actuación
Dentro de esta Línea de actuación se pretende dotar a las comunidades de las capacidades y equipamiento necesario para el desarrollo de soluciones innovadoras que permitan superar los límites actuales de la tecnología de combustión de hidrógeno manteniendo las emisiones de óxidos de nitrógeno por debajo de los límites legales impuestos por la Unión Europea.
Objetivos de la Línea de Actuación
Los objetivos generales de esta línea de actuación son:
- a) Diseño, construcción y operación de una instalación experimental para estudios de combustión de hidrógeno de baja potencia.
- b) Desarrollo de materiales avanzados para la construcción de quemadores de hidrógeno.
- c) Desarrollo de soluciones innovadoras en quemadores industriales de difusión 100% hidrógeno de baja emisión para las etapas de combustión de los procesos industriales.
- d) Optimización de quemadores para mezclas de hidrógeno-gas natural.
- e) Evaluación del impacto de la introducción del hidrógeno como combustible sobre los materiales de horno o productos industriales.
- f) Implementación en una caldera industrial (400 kW).
- g) Mejora de instalación experimental para análisis de riesgos y seguridad de utilización de hidrógeno como combustible.
- h) Adaptación de protocolos en dispositivos de uso de H2.
Comunidades Autónomas Implicadas
Las actividades que se van a llevar a cabo son complementarias y compartidas por las comunidades de Aragón, Asturias, Extremadura, Madrid y País Vasco. Se mantendrá un contacto permanente para la armonización y estandarización de protocolos para facilitar la comparación entre los datos recabados por las diferentes comunidades durante el progreso de la investigación, el desarrollo de instalaciones auxiliares y aumento de potencia de las instalaciones. Durante todo el proyecto se dedicará una atención especial a los aspectos de seguridad en la utilización del hidrógeno, tanto en los aspectos relacionados con su almacenamiento y transporte como durante las aplicaciones de uso final. Los datos generados durante el proyecto se compartirán durante toda la evolución del mismo, poniendo a disposición de los participantes un repositorio común de compartición de archivos que haga fluido el intercambio de información entre los distintos grupos. Los avances más relevantes se harán comunes durante una conferencia anual (congreso) que se celebrará durante los años de duración del proyecto.
Madrid
La actividad de la comunidad de Madrid se centrará en el diseño, construcción y operación de una instalación experimental para estudios de combustión de hidrógeno premezclado de baja potencia y análisis numérico-experimental de riesgos y seguridad de utilización de hidrógeno como combustible, con adaptación de protocolos en dispositivos de uso de hidrógeno.
Aragón
La actividad de la comunidad de Aragón se centrará principalmente en la seguridad en el uso de hidrógeno y mezclas de hidrógeno e hidrocarburos en aplicaciones domésticas, tales como quemadores de cocina o de caldera. Pondrá especial atención en: estabilidad de llama, formación de NOx, accidentes con deflagración y abordando el problema desde aproximaciones tanto experimentales como de modelado computacional.
Extremadura
La comunidad de Extremadura desarrollará la optimización de quemadores para mezclas de hidrógeno-gas natural, por medio de la implementación en una caldera industrial (400 kW).
País Vasco
La comunidad del País Vasco, en colaboración directa con la comunidad de Madrid, se encargará de los desarrollos relativos a: soluciones innovadoras en quemadores industriales 100% hidrógeno de baja emisión; desarrollo de tecnología para adaptar equipos y procesos industriales a las nuevas condiciones de operación impuestas por la combustión del hidrógeno; y desarrollo de herramientas que faciliten la definición de estrategias de transición al H2 en procesos industriales.
Asturias
La comunidad de Asturias desarrollará equipamiento industrial a nivel planta piloto para el diseño y prueba en operación de quemadores mixtos que combinen hidrógeno y gases pobres, junto con los modelos numéricos. Asimismo, se centrará en el estudio del efecto de la falta de CO2 en los gases sobre los elementos de las paredes de las cámaras de combustión (refractarios, metales) y sobre el propio producto en los casos de industrias en los que el gas exhausto está en contacto con él. El estudio de formas eficientes de calentamiento y compresión serán elementos clave para garantizar la viabilidad del sistema.
Resultados Esperados
Dentro de esta línea de actuación se espera obtener como resultados:
- Desarrollo de códigos numéricos de simulación para modelado de fenómenos de interés tecnológico.
- Estandarización de protocolos de adquisición de datos, de validación de instalaciones, de escalado de prototipos (5kW, 39kW, 400kW).
- Identificación de problemática específica de seguridad, que será tenida en cuenta tanto en los protocolos de seguridad y operación de instalaciones de hidrógeno como en posibles desarrollos de normativa de certificación.
- Desarrollo de aplicaciones de uso final de hidrógeno en sectores de difícil electrificación que necesiten de procesos de combustión y alta temperatura (quemador de difusión y premezcla).
- Diseños de quemadores mixtos H2-biogás.
- Modelos de decarburización de materiales asociados a cámaras de combustión.
- Instalaciones para pruebas a nivel planta piloto de quemadores y efectos de decarburización.
- Conversión de una caldera industrial de metano para el funcionamiento con combustible hidrógeno+gas natural.
- Diseño, instalación y validación de herramientas experimentales para análisis de riesgos y seguridad asociados al uso de hidrógeno: estudios de inestabilidades, ignición involuntaria de fugas de hidrógeno en ambientes semi-confinados y confinados, deflagraciones y detonaciones.
- Formación tecnológica: Potenciar la interacción Universidad-OPI-Empresa a través de proyectos colaborativos.
- Aumento de la competitividad nacional para atracción de fondos de investigación a través de convocatorias europeas en el marco del programa Horizon Europe.