H2SALT: Avances tecnológicos en la vanguardia de almacenamiento subterráneo de hidrógeno

El proyecto H2SALT es una iniciativa estratégica cofinanciada por el Plan de Recuperación, Transformación y Resiliencia y la Unión Europea – Next Generation EU, cuyo objetivo principal es investigar y desarrollar soluciones tecnológicas innovadoras para el almacenamiento subterráneo de hidrógeno en cavernas de sal. Este proyecto es fundamental para avanzar hacia una economía basada en el hidrógeno, una estrategia clave para el futuro energético y la descarbonización de diversos sectores industriales.El hidrógeno presenta el desafío de su baja densidad volumétrica, lo que complica su almacenamiento eficiente a gran escala. Actualmente, la tecnología de almacenamiento subterráneo de hidrógeno no está desarrollada a nivel nacional ni europeo, y no existen ubicaciones en uso para este fin en Europa. Las cavernas de sal emergen como una solución prometedora por su gran capacidad y bajo coste para el almacenamiento masivo de hidrógeno de forma eficiente, segura y rentable. El proyecto busca impulsar la madurez tecnológica (TRL) de esta solución hasta al menos TRL 4.

El objetivo principal de H2SALT es desarrollar un sistema integral para el almacenamiento de hidrógeno en una caverna salina. Esto incluye el análisis estructural y del comportamiento del gas en la caverna, el desarrollo de productos tubulares para la inyección-extracción, la implementación de instalaciones auxiliares para el tratamiento del gas, y la definición de un modelo de negocio específico. Además, se prevé la creación de dos almacenamientos de unos 575 GWh en la cuenca cántabro-vasca, tras caracterizar las formaciones salinas en la península ibérica para identificar ubicaciones óptimas.

Para lograr estos objetivos, el proyecto se articula en cinco líneas de trabajo principales: investigación de la estructura geológica y el comportamiento de infraestructuras con H2, definición de parámetros de diseño y validación de sistemas tubulares de inyección y extracción, desarrollo y validación de diseños para el tratamiento y preparación del gas, creación de un modelo técnico-económico, y comunicación y divulgación de resultados.

H2SALT es fruto de la colaboración de un consorcio vasco liderado por TEAM INGENIERÍA Y CONSULTORÍA S.L., e incluye a TUBACEX TUBOS INOXIDABLES S.A.U. (TTI), TUBOS REUNIDOS GROUP, S.L.U., TAMOIN S.L.U., IBERDROLA CLIENTES S.A.U., BASQUE ENERGY CLUSTER y SIDEREX. También cuenta con la aportación de TECNALIA RESEARCH & INNOVATION y TUBACEX INNOVACIÓN, así como expertos del Instituto Geológico y Minero de España (IGME) del CSIC.

Avances Tecnológicos Detallados: Hitos en Estudios Geológicos y de Materiales

El proyecto H2SALT ha avanzado significativamente en sus líneas de investigación, abordando los desafíos técnicos identificados.

Estudios Geológicos: Desvelando el potencial del subsuelo, uno de los primeros y cruciales pasos ha sido el análisis de los datos asociados a los aproximadamente 800 sondeos profundos realizados en la península entre los años 40 y 2010, cuyas muestras se conservan en la Litoteca del IGME en Córdoba. Esta tarea ha permitido identificar emplazamientos con niveles salinos y caracterizar las distintas capas salinas, su espesor y disposición en profundidad, así como otros parámetros geológicos relevantes.

En el ámbito de la caracterización de las formaciones salinas, se han realizado ensayos fundamentales de composición (identificación mineral, análisis químico) y propiedades físicas (disolución y ensayos geomecánicos) sobre las muestras existentes. Estos estudios iniciales son esenciales para comprender las características intrínsecas de la roca salina.

Tras esta caracterización, el enfoque se dirige ahora hacia los ensayos de interacción entre el hidrógeno y la sal, lo que implica simular las condiciones más críticas del almacenamiento. Se están realizando estudios de permeabilidad del hidrógeno en formaciones salinas mediante método de presión diferencial. En estos ensayos, una muestra de sal se coloca entre dos cámaras y posteriormente, se inyecta hidrógeno a presión en una cámara, creando una presión diferencial. Pasado un tiempo, se mide la presión en cada una de las cámaras y se determina la permeabilidad de la muestra. Complementariamente, se investiga la reactividad del hidrógeno con los materiales de la caverna, introduciendo hidrógeno puro en un reactor que simula las condiciones de almacenamiento y analizando las impurezas formadas en el gas extraído a diferentes tiempos mediante cromatografía de gases. Estos estudios son vitales para predecir el comportamiento y la evolución del gas a lo largo del tiempo, incluyendo posibles fugas o reacciones.

Los datos obtenidos de estos ensayos son fundamentales para desarrollar un modelo de caracterización de las formaciones salinas en diferentes ubicaciones del territorio nacional, evaluando su viabilidad para almacenar hidrógeno y su comportamiento en contacto con estos nuevos gases y fluidos generados en la caverna.

Investigación de Materiales

Garantizando la integridad en condiciones extremas, la investigación en materiales es otra área de progreso clave. Existe ya conocimiento sobre los mecanismos de fragilización por hidrógeno y su relación con las variables metalúrgicas y el nivel de resistencia mecánica de los materiales. Para seguir investigando en esta línea, H2SALT está desarrollando y validando los diseños del sistema tubular para la inyección y extracción de hidrógeno en las condiciones de la caverna.

Se han fabricado muestras representativas de tubo en Tubacex y Tubos Reunidos, utilizando diferentes composiciones químicas y niveles de resistencia mecánica, incluyendo aceros inoxidables austeníticos, dúplex, aleaciones base níquel, y aceros al carbono. La combinación de gamas dimensionales entre ambas empresas permite cubrir la mayoría de las necesidades de dimensiones y materiales.

La esencia de estos ensayos de materiales radica en comprobar su estado más crítico para analizarlos en las condiciones más adversas. Para ello, se están realizando ensayos de laboratorio específicamente diseñados que simulan las condiciones reales de servicio de los sistemas tubulares en la caverna de sal, incluyendo la presencia de flujo de salmuera y de hidrógeno gas a elevada presión, tanto por el interior como por el exterior del sistema. Se llevan a cabo:

• Ensayos SSRT (Slow Strain Rate Test) dentro de un autoclave conteniendo salmuera y H2S en disolución.
• Ensayos de permeación electroquímica para conocer el flujo de hidrógeno a través de superficies metálicas y estimar la cantidad de hidrógeno atrapada.
• Ensayos bajo carga o deformación constante en autoclave en presencia de hidrógeno para evaluar la propagación de grietas en el material.

Estos estudios de sensibilidad y caracterización metalográfica son esenciales para seleccionar el material y la condición con mejor comportamiento, permitiendo el diseño de un sistema de inyección y extracción eficiente y seguro durante toda su vida útil.

Diseño de Sistemas y Modelos de Negocio

El proyecto ha definido especificaciones y requisitos para sistemas tubulares, sistemas de control y compresores, así como para las instalaciones auxiliares de inyección y extracción de hidrógeno. Se han establecido los parámetros clave para plantas de producción de hidrógeno dedicadas a aplicaciones industriales. Además, se ha iniciado el diseño conceptual de una caverna salina y se está trabajando en un modelo técnico-económico (LCOS – Levelized Cost of Storage) para cavernas salinas, enfocado en su uso como almacenamiento complementario para plantas industriales que utilicen hidrógeno renovable.

Asimismo, H2SALT ha definido e implementado un plan de comunicación estratégico orientado a fortalecer su posicionamiento en el ámbito internacional del hidrógeno verde. Este plan incluye el desarrollo de una identidad corporativa coherente, la creación de su página web oficial (https://h2saltproject.com/) como plataforma central de difusión técnica y científica, así como la producción de un vídeo promocional para reforzar su visibilidad. Además, el proyecto ha tenido presencia activa en eventos internacionales estratégicos, como REIF Fukushima 2023 y el World Hydrogen Summit & Exhibition Rotterdam 2024, posicionándose como un referente emergente en el ámbito del hidrógeno verde a nivel global.

El éxito de H2SALT promete consolidar el almacenamiento subterráneo de hidrógeno como una solución viable, mejorando la competitividad de las empresas nacionales, impulsando nuevas líneas de negocio y generando empleo de calidad, contribuyendo a los objetivos de descarbonización y sostenibilidad. Esto fortalecerá la capacidad tecnológica de España, especialmente en el País Vasco, para convertirse en un referente en la cadena de valor del hidrógeno renovable