La compañía Ansaldo Energia acaba de publicar sus últimos avances con una turbina capaz de adaptarse a diferentes mezclas de hidrógeno y gas.

Las centrales de gas son uno de los principales escollos de la transición energética hacia métodos de generación libres de emisiones nocivas. Este sistema, en España, supone todavía alrededor de un 20% del mix energético, pero existen países donde la proporción es varios órdenes mayor. Italia es un buen ejemplo de ello con más del 40% de su electricidad proveniente del gas, una cifra que planean reducir en los próximos ejercicios apostando por el hidrógeno.

La Unión Europea, a través del proyecto Flexibility for Hydrogen (FLEX4H2 o Flexibilidad para el Hidrógeno), pretende impulsar este tipo de tecnologías junto a Suiza. "Su objetivo es desarrollar un sistema de combustión flexible capaz de funcionar con cualquier concentración de hidrógeno en gas natural, hasta el 100% de hidrógeno". Y ya se ha conseguido.

Dentro de ese mismo programa FLEX4H2, Ansaldo Energia acaba de demostrar que una versión con la cámara modificada de su turbina GT36 puede funcionar con un combustible 100% hecho con hidrógeno. "La tecnología de combustión secuencial logra un funcionamiento flexible de 0 al 100% de hidrógeno en pruebas de alta presión", han publicado en un comunicado.

Para una ciudad

Las pruebas de esta nueva tecnología se llevaron a cabo en Alemania, uno de los polos del hidrógeno más importantes dentro de la UE, y "resaltaron la capacidad de la cámara de combustión para cambiar sin problemas entre gas natural e hidrógeno", tal y como explican Ansaldo Energia. "Demostrando su notable flexibilidad operativa y de combustible".

Tal y como explican, "la innovadora tecnología de combustión secuencial permite a la [turbina] GT36 operar con una amplia gama de mezclas de hidrógeno y gas natural". Garantizando de esta manera su "adaptabilidad a las necesidades en continua evolución de los mercados de generación de energía actuales y futuros".

Este logro supone un "hito tecnológico fundamental para las grandes turbinas de gas", especialmente para aquellas que se dedican a generar electricidad a gran escala. "La descarbonización de las turbinas de gas es una parte fundamental de la transición del panorama energético", tal y como explicó Federico Bonzani, director de producto y tecnología de Ansaldo Energia.

También explica las capacidades de generación y el potencial ecológico de este tipo de turbinas cuando se pongan en servicio en las centrales. "Un solo motor, equipado con el nuevo sistema de combustión FLEX4H2, tiene el potencial de eliminar hasta 2 millones de toneladas de dióxido de carbono al año".

Al mismo tiempo que "proporciona energía limpia suficiente para abastecer hasta 500.000 hogares". Para ponerlo en perspectiva, la provincia de Vizcaya cuenta con 481.000 hogares y toda la Región de Murcia asciende a 546.000 hogares, según los últimos datos del INE.

La tecnología detrás de este nuevo avance industrial se basa en la combustión secuenciada, que emplea dos sistemas. El primero es la estabilización aerodinámica de la llama y el segundo consigue estabilizarse por autoignición. "Proporciona un rendimiento excepcional en términos de emisiones de NOx y monóxido de carbono (CO)".

Los cambios en la composición del combustible suponen un desafío importante para el diseño de las turbinas. Debido a que la llama cambia sus propiedades y su posición en las diferentes etapas de combustión. Por ejemplo, puede retroceder la llama y que el tiempo de autoignición es más corto, lo que perjudica el rendimiento final de la generación eléctrica.

La adaptación de la turbina realizada por Ansaldo Energia permite compensar todo este proceso con las infinitas proporciones entre gas e hidrógeno. Lo consigue ajustando las relaciones de equivalencia y las cantidades de combustible que se van inyectando en las diferentes fases del dispositivo.

Avión de hidrógeno

Más allá de la generación eléctrica, el uso de hidrógeno como combustible para movilidad también se encuentra en pleno auge desde hace unos años. Entre los proyectos más ambiciosos está Destinus, el avión hipersónico que se diseña y desarrolla en España —aunque la matriz está en Suiza— y que pretende unir continentes en pocos minutos.

Tras presentar hace unos años del Destinus 1 y 2, el pasado julio mostraron al mundo por primera vez el Destinus 3. "Será, probablemente, el primer avión de hidrógeno líquido y turbina que vuele de la historia", según explicó Plácido Márquez, director ejecutivo de desarrollo de negocio de la compañía, a EL ESPAÑOL - Omicrono. "Este ya es un avión de 1.800 kilogramos diseñado para volar a velocidad supersónica".

Actualmente el Destinus 3 se encuentra en fase de producción y tiene previsto levantar el vuelo durante este 2024. De conseguir su objetivo, se convertirá en el primer avión a hidrógeno de la historia en romper la barrera del sonido. "Llegaremos a 1,3 o 1,4 veces la velocidad del sonido, aunque lo exprimiremos todo lo que podamos".

Si todo sale según lo planeado, este esfuerzo tecnológico cristalizará una serie de aeronaves de pasajeros y carga en un futuro en el medio plazo. "El objetivo es lanzar Destinus S, M y L", haciendo referencia al tamaño. Cada uno enfocado a responder una necesidad del mercado.

El más pequeño de todo tendrá una capacidad para 25 pasajeros con una autonomía de 10.000 kilómetros a 6.000 km/h. "Este mercado no existe actualmente, hay que ir creándolo a medida que vamos desarrollando la tecnología".

"Es muy posible que por facilidad o educación de la sociedad estos primeros vuelos de hidrógeno hipersónico sean con carga a bordo", apunta Márquez. Por ejemplo, transporte de órganos o logística urgente. "Planeamos que el Destinus S esté listo para el 2030. A partir de ahí depende mucho del mercado". El modelo mediano podría estar para 2035 y el más grande más allá del 2040.