Desde Sidenor, desarrollamos numerosos proyectos de investigación directamente enfocados en la descarbonización del sector industrial. Dentro de la transición energética en la que actualmente estamos sumergidos, se han iniciado diversas líneas de trabajo que tienen como objetivo la sustitución de las fuentes de carbono fósiles empleadas a lo largo de nuestro proceso productivo. En el caso del gas natural, aunque en un TRL bajo, durante los últimos 3 años, se ha ido explorando activamente la utilización del hidrógeno verde como vector energético.
Gracias a nuestra participación en el proyecto H2PLAN, hemos sido capaces de avanzar en el conocimiento y en el desarrollo tecnológico del hidrógeno para su uso en los procesos de calentamiento a alta temperatura.
El proyecto H2PLAN se enmarca en los Planes Complementarios de Energía e Hidrógeno Renovable del Ministerio de Ciencia e Innovación. Se definió contando con dos proyectos Elkartek del Programa 2021: H2BASQUE (Tecnologías para impulsar la economía del hidrógeno en el País Vasco: Generación de hidrógeno verde) y ERABILH2 (Soluciones avanzadas para la integración y operación óptima de dispositivos basados en hidrógeno en aplicaciones finales: movilidad y uso industrial).
El enfoque del proyecto ERABILH2 consta de tres niveles o capas de integración de los dispositivos basados en H2: desde el dispositivo (quemador de Hidrógeno en el caso del uso industrial), pasando por la integración (contemplando los aspectos relacionados con los componentes adicionales que acompañan a los quemadores) hasta alcanzar la visión sistema (el propio proceso industrial en la parte de la industria).
Como caso industrial se escogió el horno de recalentamiento del tren de laminación de Basauri, por ser la principal instalación consumidora de gas natural en Sidenor.
En primer lugar, en el proyecto se han diseñado 2 tipos de quemadores de hidrógeno: un quemador de difusión de micro-mezcla y un quemador de premezcla. Ambas tecnologías permiten reducir el riesgo de retroceso de llama y de formación de NOx. Además, su viabilidad técnica ha sido positivamente demostrada a escala de laboratorio.
Por otra parte, se han elaborado simulaciones CFD que modelizan el comportamiento de la nueva atmósfera de H2, tanto a nivel de quemador como de cámara de combustión. Las temperaturas obtenidas son uniformes, pero a nivel técnico aún es necesario seguir investigando en otros aspectos metalúrgicos relacionados con el uso del H2 en los hornos, como pueden ser:
- Análisis de las nuevas condiciones de calentamiento a nivel de llama en el diseño de los ciclos de calentamiento.
- Impacto de la nueva atmósfera resultante de la combustión con H2 en la calidad superficial del acero.
- Impacto en el resto de los componentes dentro de la propia instalación.
Para dar respuesta a estas cuestiones, Sidenor participa en el proyecto Elkartek del Programa 2023, ERABIL+.
Finalmente, de cara al consumo de hidrógeno, es importante destacar que se debe seguir trabajando en aumentar la disponibilidad de suministro y en reducir los elevados costes que supone fabricarlo, para alcanzar cualquier tipo de implementación industrial de esta tecnología.