Integración de electrolizadores multi-MW en aplicaciones industriales

Resultados esperados

Se espera que este proyecto emblemático allane el camino para una mayor integración a gran escala de los sistemas de electrolizadores en aplicaciones industriales en el marco de operaciones plenamente comerciales. El proyecto deberá demostrar en un entorno industrial operativo la tecnología de electrólisis mejorada a una escala de >25MW, configurada para proporcionar la fiabilidad necesaria de suministro al menor coste posible de hidrógeno renovable a granel a uno o más usuarios de hidrógeno. Demostrará la integración de electrolizadores de última generación de varios MW en aplicaciones industriales, mostrando la disminución de los costes tanto de CAPEX como de OPEX, el aumento de la fiabilidad operativa, la mejora de la integración tanto dentro de la planta de proceso industrial como con una planta de energía renovable asociada/acuerdo de compra de energía (PPA) (según los requisitos reglamentarios) para garantizar una alta fiabilidad. Deberían cumplirse los KPI de SRIA para 2024 para la tecnología correspondiente.

Además, el proyecto supondrá un importante avance tecnológico adicional en comparación con el proyecto Djewels, así como con los tres proyectos que han sido seleccionados en el contexto de la convocatoria del Green Deal sobre los electrolizadores de 100 MW en el marco de Horizonte 2020.

Se espera que los resultados del proyecto contribuyan, entre otros, a los siguientes resultados previstos:

• Hacer hincapié en los aspectos de innovación que demuestren cómo la tecnología de los electrolizadores va más allá del estado actual de la técnica, garantizando al mismo tiempo la replicabilidad y un amplio impacto comercial tras la ejecución del proyecto;
• Demostrar el funcionamiento fiable de la electrólisis a gran escala y el uso del hidrógeno producido en una aplicación que valorice el carácter renovable del hidrógeno producido según los requisitos del usuario final;
• Adquirir experiencia operativa, incluido el marco normativo y de seguridad, de los acuerdos contractuales y de hardware necesarios para distribuir y suministrar hidrógeno al entorno industrial específico;
• Realizar un análisis tecno-económico del rendimiento de estos sistemas mostrando el caso de negocio de la solución propuesta;
• Evaluar técnicamente el funcionamiento del electrolizador en el entorno industrial en lo que respecta a las disposiciones contractuales y de hardware y sugerir las mejores prácticas;
• Evaluar el rendimiento medioambiental del sistema a lo largo de su ciclo de vida (incluido el uso de agua) en consonancia con la normativa aplicable, definiendo el hidrógeno renovable con atención a la intensidad de CO2 del hidrógeno producido, lo que debería incluir una comprensión del impacto de la huella de CO2 en los mercados de usuarios finales de hidrógeno abordados;
• Identificar el valor y el tamaño de los mercados a los que se dirige y la posibilidad de afectar indirectamente a otros mercados relevantes;
• Evaluar las implicaciones legislativas y de RCS de estos sistemas y cualquier problema identificado en la obtención de consentimientos para operar el sistema;
• Hacer recomendaciones a los responsables políticos y a los reguladores sobre medidas que ayuden a maximizar el valor de las energías renovables y a estimular el mercado de los sistemas de electrolizadores renovables.

Se espera que los resultados del proyecto contribuyan a todos los siguientes objetivos de la EC, tal y como se refleja en la EERI:

• AEL, Consumo de electricidad a capacidad nominal (kWh/kg) 49, Coste de capital €/(kg/d) 1.000, Coste de O&M €/(kg/d)/año 43, Degradación (%/1.000h) 0,11, Densidad de corriente (A/cm2) 0,7, Uso de materias primas críticas como catalizadores (mg/W) 0,3;
• PEMEL, Consumo de electricidad a capacidad nominal (kWh/kg) 52, Coste de capital €/(kg/d) 1.550, Coste de O&M €/(kg/d)/año 30, Degradación (%/1.000h) 0,15, Densidad de corriente (A/cm2) 2,4, Uso de materias primas críticas como catalizadores (mg/W) 1,25.

Alcance

El proyecto debe tener como objetivo la demostración de tecnologías de electrolizadores más allá del estado actual de la técnica que produzcan hidrógeno de forma fiable en condiciones económicas favorables y el uso racional del agua en una aplicación industrial específica que elegirán los proponentes.

El objetivo del proyecto es demostrar la integración de un electrolizador a gran escala de un mínimo de 25 MW. Los requisitos técnicos en términos de pureza y presión se diseñarán para cumplir los requisitos industriales. Se esperan al menos 2 años de funcionamiento. La producción de hidrógeno debe ser >1.500 toneladas/año y la instalación debe trabajar más de 3.200 horas equivalentes/año a plena carga.

La propuesta debe abordar aspectos de innovación que garanticen que el proyecto va más allá del estado de la técnica. Algunos ejemplos de innovaciones podrían ser, entre otros, los siguientes:

• Posiblemente suministrar hidrógeno a dos usuarios distintos, cada uno con sus propias necesidades operativas y gestionar la producción del electrolizador tanto en términos de generación como de almacenamiento para maximizar la eficiencia de la instalación;
• Utilizar el oxígeno y/o el calor residual del electrolizador para otros procesos en el emplazamiento industrial, o del proceso industrial al electrolizador en caso de SOEL;
• Conceptos relacionados con la economía circular (por ejemplo: utilización del agua, reutilización del CO2 en el lugar);
• Prestación de servicios de red que ayudan a la economía de la instalación;
• Reducción de la huella, por ejemplo, integrando el hardware verticalmente en lugar de horizontalmente, o minimizando la huella del electrolizador con un único balance de planta que incluya todos los servicios necesarios, como la purificación del agua, la rectificación de la energía con interfaces de red adecuadas y la purificación del hidrógeno, la refrigeración del proceso, etc.

Dado que el tema deja abierta la posibilidad de abordar un amplio abanico de aplicaciones industriales, corresponderá a la propuesta especificar claramente estos aspectos de innovación y evitar cualquier duplicación de aplicaciones industriales anteriores de electrolizadores. En este sentido, deberá incluirse una referencia y complementariedad adecuadas a los proyectos financiados anteriormente por la EC FCH (por ejemplo, Refhyne, H2Future, Djewels, Multiplhy, MegaSyn) y a los proyectos de electrolizadores de 100MW del Green Deal, si procede.

Plazo

20 de septiembre de 2022

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