Empresas Premium
.jpg){kind=logo}
Nuevos materiales, conceptos de reactor y modelos digitales abordan un reto industrial cada vez más relevante: cómo aprovechar la electricidad renovable y el hidrógeno cuando su disponibilidad y sus precios fluctúan.
La transición industrial europea depende cada vez más de la flexibilidad, además de la electrificación. En julio, la Comisión Europea adoptó su Plan de Acción para la Electrificación, con un mayor énfasis en un uso de la electricidad más inteligente y adaptado a las necesidades del sistema en el conjunto de la industria.
Al mismo tiempo, la actualización de mediados de 2026 de la Agencia Internacional de la Energía (AIE) sobre el mercado eléctrico destaca cómo los precios negativos de la electricidad y las amplias diferencias de precios entre horas están aumentando el valor de la demanda flexible.
Para la industria química, este desafío tiene una dimensión práctica. El amoníaco y el metanol son materias primas esenciales para la fabricación de fertilizantes, combustibles, plásticos y otros productos industriales. Sin embargo, su producción continúa estrechamente vinculada al hidrógeno de origen fósil y a procesos de elevado consumo energético.
A medida que el sistema energético europeo integra una proporción creciente de electricidad renovable variable, la producción química necesitará tecnologías capaces de adaptarse a los cambios en la disponibilidad de electricidad e hidrógeno, en lugar de depender de un suministro energético constante.
El contexto normativo y de mercado también está evolucionando rápidamente. El Mecanismo Europeo del Hidrógeno incluye expresamente el hidrógeno, el amoníaco y el metanol, con el objetivo de favorecer el desarrollo del mercado en sectores difíciles de descarbonizar. Esto plantea una nueva cuestión: ¿cómo puede Europa producir estas moléculas con menores emisiones de carbono y, al mismo tiempo, adaptarse a un sistema eléctrico y de suministro de hidrógeno más dinámico?
Este es el reto que aborda ALCHEMHY, un proyecto financiado por el programa Horizonte Europa que desarrolla cuatro rutas alternativas para producir amoníaco y metanol. Dos de ellas se destinan al amoníaco: el reactor de sorción mejorada con calentamiento magnético (MSER) y la síntesis directa electroquímica de amoníaco (DESA). Para el metanol, el proyecto trabaja en un reactor flexible de pequeño tamaño (SFMR) y en una vía de conversión de CO₂ asistida por plasma.
Durante la última fase de desarrollo, los socios del proyecto han avanzado en las bases científicas y de ingeniería necesarias para acercar estas tecnologías a su validación integrada y a su futura ampliación de escala. Los trabajos abarcan materiales, catalizadores, conceptos de reactor y modelos dinámicos de proceso, con un objetivo común: hacer que la producción química electrificada se adapte mejor a la disponibilidad variable de electricidad renovable e hidrógeno verde.
En el ámbito del amoníaco, los trabajos liderados por el Instituto Nacional de Química (NIC), con la participación de la Universidad de Aveiro (UAV), el Centro Ibérico de Investigación en Almacenamiento Energético (CIIAE) y CIRCE, se han centrado en los materiales y los conceptos de reactor que sustentan las dos rutas innovadoras de ALCHEMHY.
En el caso del MSER, los socios han investigado la interacción entre los materiales catalíticos, los procesos de sorción y el calentamiento magnético, al tiempo que han avanzado en la configuración del reactor y en el concepto de calentamiento por inducción. Estos trabajos sientan las bases técnicas para pasar de las pruebas de concepto a escala de laboratorio a un desarrollo de reactores cada vez más integrado y a su futura ampliación industrial.
Paralelamente, el consorcio ha llevado a cabo un amplio trabajo de desarrollo de materiales para la tecnología DESA, mediante la evaluación de posibles electrolitos y materiales de electrodo para la síntesis electroquímica de amoníaco. El objetivo es identificar materiales con las propiedades necesarias para integrarlos en celdas electroquímicas cada vez más completas y, finalmente, en el reactor DESA.
ALCHEMHY también está desarrollando rutas complementarias para producir metanol a partir de CO₂ e hidrógeno renovable, combinando el desarrollo de catalizadores con conceptos de reactores electrificados y su futura integración industrial.
Los trabajos de investigación en los que participan CIIAE, la Universidad de Amberes (UANTWERPEN), NIC y ReCatalyst han permitido avanzar en el desarrollo de catalizadores para la conversión de CO₂ mediante procesos termocatalíticos y asistidos por plasma. Las actividades han incluido la preparación, caracterización y evaluación preliminar de catalizadores para respaldar las siguientes fases de ensayos en reactores y desarrollo tecnológico.
Al mismo tiempo, Casale ha avanzado en el diseño del reactor flexible de metanol de pequeño tamaño (SFMR), un concepto de reactor electrificado concebido para adaptarse mejor a las variaciones en la disponibilidad de energía renovable e hidrógeno. Se ha diseñado una instalación a escala de laboratorio para investigar experimentalmente el comportamiento de los catalizadores y del proceso, mientras que los trabajos preliminares de ingeniería ya están contribuyendo a definir la evolución hacia niveles superiores de madurez tecnológica.
La ambición del proyecto va más allá de electrificar los procesos químicos existentes. Se trata de desarrollar sistemas de producción capaces de responder mejor a la disponibilidad cambiante de electricidad renovable e hidrógeno verde, mediante perfiles operativos más flexibles que puedan adaptarse a las señales de precios y a las limitaciones de suministro.
El proyecto también aborda este reto mediante herramientas digitales. ALCHEMHY está desarrollando modelos dinámicos de proceso para comprender cómo interactúan la generación de electricidad renovable, la producción y el almacenamiento de hidrógeno y la síntesis de amoníaco y metanol bajo condiciones operativas cambiantes.
El Instituto Austriaco de Tecnología (AIT), participante en ALCHEMHY, ha desarrollado un marco de modelización dinámica que conecta la generación eléctrica renovable, la electrólisis, el almacenamiento de hidrógeno y los procesos de síntesis de amoníaco y metanol.
Este enfoque modular permite representar las diferentes tecnologías del proyecto en modelos de proceso integrados y perfeccionarlos progresivamente a medida que se dispone de nuevos resultados experimentales y datos de ingeniería. Las primeras simulaciones muestran que el marco puede representar las fluctuaciones de la electricidad renovable y las variaciones resultantes en las condiciones de alimentación de los procesos, lo que proporciona una base para analizar con mayor detalle la flexibilidad de la producción química basada en hidrógeno.
En esta fase, el trabajo establece las bases de modelización, pero todavía no ofrece una comparación cuantitativa definitiva entre las tecnologías. La evaluación detallada se llevará a cabo a medida que maduren los conceptos de reactor y se disponga de más datos experimentales.
En conjunto, estos desarrollos conectan la investigación en materiales, la ingeniería de reactores y la digitalización en torno a una cuestión industrial cada vez más importante: cómo conseguir que la producción química de alto consumo energético sea, al mismo tiempo, electrificada y flexible.
La siguiente etapa se centrará progresivamente en la validación integrada, la ingeniería y la ampliación de escala, con el objetivo de preparar las tecnologías de producción de amoníaco y metanol de ALCHEMHY para futuras demostraciones a escala piloto.
Al combinar electrificación, hidrógeno renovable, aprovechamiento del CO₂, materiales avanzados, reactores flexibles y digitalización, ALCHEMHY pretende ofrecer nuevas opciones tecnológicas para una industria química europea sometida a la presión simultánea de descarbonizarse, mantener su competitividad y operar en un sistema energético cada vez más renovable y variable.
|
