La mezcla de gas natural e hidrógeno es un tema muy importante en el debate sobre la reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero y contaminantes atmosféricos. El hidrógeno puede producirse a partir de distintas fuentes renovables, como la eólica o la solar, reduciendo la dependencia de las fuentes de energía fósiles. Esto contribuye a una mayor resistencia del sistema energético y a una reducción del impacto medioambiental global.

En particular, la mezcla de gas natural con hidrógeno producido a partir de fuentes renovables puede reducir la cantidad de carbono emitida a la atmósfera, ya que el hidrógeno no produce dióxido de carbono cuando se quema. Además, la mezcla puede mejorar la eficiencia del combustible al aumentar la cantidad de energía producida por las unidades de gas natural.

Los proyectos piloto realizados hasta la fecha han demostrado las ventajas reales de utilizar la mezcla de hidrógeno con gas natural como solución plausible para descarbonizar la red de gas. El programa “HyDeploy” del Reino Unido, que llevó a cabo un experimento de mezcla de hidrógeno y gas natural en la red de distribución de gas de la ciudad de Keele, y el proyecto “Green Gas for Grid” de Alemania, que está probando la mezcla de hidrógeno y gas natural en la red de distribución de gas de la ciudad de Fuchstal , son ejemplos muy útiles para demostrar la viabilidad y eficacia del uso del hidrógeno en la red de gas existente y, de hecho, han sugerido cuáles serán los factores que se aplicarán en la ruta de distribución de energía en un futuro próximo.

El informe del Departamento de Energía y Cambio Climático del Reino Unido “El hidrógeno en las redes de gas natural: Decarbonising the gas sector through the use of hydrogen and natural gas blends” analiza las ventajas de mezclar gas natural e hidrógeno y presenta una evaluación del impacto en la red de gas existente. El uso de hidrógeno para mezclar gas natural puede ser un método eficaz para alcanzar los objetivos de descarbonización, aprovechando todo el potencial de las redes de gas existentes. Al mismo tiempo, como pone de relieve el artículo publicado en Science Direct el pasado mes de febrero “Study on the stratification of the blended gas in the pipeline with hydrogen into natural gas”, hay varios aspectos técnicos que superar en el uso del hidrógeno dentro de las redes de distribución de gas natural existentes. La distribución desigual de la concentración causada por la diferencia de densidad entre el hidrógeno y el gas natural puede provocar fluctuaciones en la presión parcial local del hidrógeno y superar la presión establecida, lo que provoca fallos en las tuberías, fugas, errores de medición y alteraciones en los equipos terminales. Algunas pruebas demuestran que, en situación de gas estancado, el proceso de mezcla de hidrógeno y metano provocará un fenómeno de estratificación evidente. Se identifican las relaciones entre elevación, presión, fracción de hidrógeno y estratificación del gas. Además, cuando el gas mezclado fluye a baja velocidad, también debe considerarse la estratificación causada por el hidrógeno.

Esto significa que la infraestructura existente para el transporte y la distribución de gas natural puede utilizarse para transportar hidrógeno, pero aún se necesitan soluciones que ofrezcan un cuidadoso equilibrio de beneficios y superen los retos técnicos y normativos asociados.

A partir de estas bases, el grupo Tormene, en línea con su visión de promover la transición energética, se ha comprometido desde hace algunos años en el desarrollo de estaciones de mezcla de hidrógeno. Aquí se pone en práctica toda la experiencia adquirida en más de 100 años de historia en las redes de gas natural, estas son las premisas que trazan el desarrollo de soluciones innovadoras y tecnológicamente avanzadas.

En 2023 Tormene patenta GreenBoost, un mezclador estático que desempeña un papel clave en el proceso de mezcla. Su diseño garantiza la máxima uniformidad de la mezcla de gases en el mínimo espacio y con la mínima sobrepresión de hidrógeno. La distribución del hidrógeno inyectado en la corriente principal de gas natural es importante por muchas razones. Además de las cuestiones relacionadas con la combustión, la fiabilidad de una medición directa de la concentración de hidrógeno también está estrechamente relacionada con la uniformidad del gas en el punto de muestreo. Estos temas fueron los que impulsaron a Tormene a desarrollar el nuevo mezclador.

El diseño del mezclador explota diferentes fenómenos fluidodinámicos que se combinan para maximizar el rendimiento y ampliar el rango de funcionamiento.

La creación de vórtices en el flujo principal es la protagonista en el caso de porcentajes limitados de hidrógeno, mientras que el movimiento helicoidal de los microflujos inyectados es más eficaz en el caso de porcentajes más elevados de hidrógeno.

Otro factor determinante en el diseño de GreenBoost fue el límite y la presión del hidrógeno verde, producido con electrolizadores alcalinos o de tecnología PEM. El Mezclador Estático Tormene minimiza la sobrepresión de hidrógeno, necesaria para una inyección eficiente, permitiendo el consumo directo del hidrógeno generado por electrolizadores AEC o PEM, para la mayoría de las aplicaciones industriales. Esto se consigue aprovechando el efecto Venturi en el flujo principal de gas natural.

El Grupo Tormene a través de sus empresas Tormene Industriale Srl y Tormene España S.L., se ha encargado recientemente del desarrollo, diseño, ingeniería, producción, puesta en marcha y mantenimiento del primer sistema de mezcla de H2 + GN en un sistema tradicional de transporte y distribución de gas para el proyecto Green Island en España. La unidad de mezcla para el proyecto estará equipada con un mezclador estático CL 600 DN 20″ dimensionado para un caudal máximo de 90.000 Nm3/h de gas natural que se inyectará con un 0,5% – 5% de hidrógeno. En la segunda fase del proyecto, el diseño modular del mezclador permitirá manejar un rango de inyección de hidrógeno del 2% al 20%.

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