Comenzó en Chile la construcción de Haru Oni, la primera planta comercial integrada del mundo para producir combustibles CO2 neutrales a partir del hidrógeno verde con tecnología de electrolisis de Siemens Energy.  La instalación comenzará a producir en 2022 con una previsión de hasta 85.000 barriles por día de combustibles «carbono neutrales» limpios para el 2030, extrayendo hasta 12.000 toneladas de CO2 de la atmósfera por año.

De la presentación virtual del inicio de obra en Magallanes, al sur de Chile, participaron representantes de Andes Mining & Energy (AME), Porsche, Siemens Energy, Enel Green Power y ExxonMobil. También estuvieron presentes el ministro de Energía de Chile, Juan Carlos Jobet, y el director general del Ministerio Federal de Asuntos Económicos y Energía de Alemania, Thorsten Herdan.

Andes Mining & Energy (AME) es el desarrollador principal del proyecto a través de Highly Innovative Fuels (HIF). El presidente de AME, César Norton, resumió el funcionamiento de la planta. “Haru Oni tomará los mejores recursos eólicos del mundo para producir hidrógeno verde y capturar dióxido de carbono de la atmósfera. A través del proceso de síntesis produciremos un e-combustible neutral en carbono, que puede ser usado como sustituto de los combustibles fósiles en las máquinas actuales”, dijo Norton.

Para el ministro de Energía de Chile la planta será un antecedente para futuros proyectos en el marco de la estrategia nacional para exportar hidrógeno verde. “En pocos meses, Chile estará produciendo desde Magallanes el combustible del futuro”, señaló Juan Carlos Jobet. A su turno, Thorsten Herdan destacó la importancia de Haru Oni en el contexto de la iniciativa alemana para la colaboración internacional en hidrógeno. “Para nosotros el proyecto es muy importante porque en Alemania nos esforzamos mucho para lograr una economía internacional del hidrógeno. Haru Oni es ciertamente un evento revolucionario”, ponderó el funcionario alemán.

Terminales automotrices

Michael Steiner, miembro del directorio ejecutivo en R&D de Porsche, explicó que los e-combustibles tienen una ventana de oportunidad en el período de transición que se abre hasta que los coches eléctricos dominen el tráfico mundial. “Necesitamos una solución urgente para la operación sustentable de las flotas existentes. Este objetivo puede ser alcanzado con los combustibles sintéticos verdes”, consideró Steiner.

En representación de Siemens Energy habló Armin Schnettler, EVP de Nuevos Negocios Energéticos de la compañía. Para Siemens Energy la economía del hidrógeno está despuntando en una escala global y constituye la segunda fase de la transición energética. “Necesitamos integrar todos estos proyectos de gran escala para cubrir el 50% del consumo energético final en el mundo a través del hidrógeno”, señaló Schnettler. La compañía alemana aportará la tecnología de electrolisis por membrana protónica, el corazón tecnológico de la planta. Por su parte, Gernot Kalkoffen, presidente del consejo de supervisión de Holding de ExxonMobil en Europa Central, destacó que aportarán la tecnología para convertir el metanol en combustible sintético.

El rol innovador del proyecto

En Haru Oni se busca demostrar el trabajo conjunto de un amplio espectro de tecnologías innovadoras en un solo lugar. “Este es un proyecto icónico; es la primera vez que se va a hacer un proyecto de producción de combustible sintético a partir de la energía eólica. Se conjugarán tecnologías que ya existen y que están probadas, pero haciéndolas jugar un rol totalmente diferente e innovador, que es justamente el valor que agrega esta solución”, explicó el gerente de Ventas de Generación y responsable de New Energy Business de Siemens Energy SpA, Marcelo Merli, consultado por EconoJournal.

La planta producirá combustibles sintéticos a partir del agua, la energía eólica y el CO2 capturado del aire. Este tipo de combustibles emiten aproximadamente un 90% menos de CO2 que los combustibles tradicionales. Los e-combustibles pueden contribuir a reducir significativamente las emisiones en sectores de la economía difíciles de descarbonizar, como lo es el transporte pesado por tierra y mar. En el caso de la e-gasolina, es compatible con la infraestructura de combustible líquido existente.

La producción de e-combustibles en Haru Oni irá escalando por etapas, comenzando por una primera fase piloto para producir 750.000 litros de e-metanol en 2022, de los cuales unos 130.000 litros serán transformados en e-gasolina. En una segunda fase se espera producir hasta 55 millones de litros de e-gasolina por año para el 2024 y más de 550 millones de litros anuales en una tercera fase a partir de 2026.

El proyecto constituye una apuesta al futuro que se medirá por el cumplimiento de esas etapas y el escalamiento de la producción. “Para Siemens es un orgullo estar en este tipo de proyectos tan innovadores y haber encontrado a un partner que tiene esa misma mirada. AME, Siemens Energy, Porsche y una serie de eslabones que hacen a toda la cadena de valor para la producción de este e-fuel están apostando al futuro”, remarcó Merli.

La producción de hidrógeno por electrosis

La planta tomará agua y utilizará energía eléctrica para separarla en oxígeno e hidrógeno. El hidrógeno es luego combinado con CO2 capturado directamente del aire para obtener metanol sintético: es la base de los combustibles climáticamente neutros como el e-diesel, la e-gasolina o el e-kerosene.

Siemens Energy aporta su tecnología de electrolisis por membrana protónica (PEM). Esta elección responde al hecho de que la planta está configurada especialmente para trabajar de forma flexible. La tecnología PEM permite aprovechar la energía variable tanto eólica como solar y así producir un hidrógeno limpio y competitivo en precio.

La producción de hidrógeno por electrolisis hoy se realiza principalmente con sistemas alcalinos. Pero la electrolisis PEM ha avanzado en su desarrollo y tiene un rango de operación mayor que los sistemas alcalinos en términos de densidad energética. “Las fuentes renovables tienen distinto tipo de variabilidad: instantánea, diaria y estacionaria. Las primeras dos son las que repercuten en la producción y por ende la PEM es mucho más flexible para adecuarse a esa variabilidad”, explicó Merli.

En la fase piloto la planta contará con un aerogenerador de 3.4 MW provisto por Siemens Gammesa más una línea de media tensión de respaldo. El equipo electrolizador será un Silyzer 200 de Siemens Energy, con una potencia nominal de electrolisis de 2 MW. En futuras etapas se ampliaría la capacidad instalada tanto de energía eólica como de electrolisis, dependiendo de cómo evolucione la demanda. En ese caso, la planta pasaría a contar con un equipo Silyzer 300, cuya potencia nominal es de 17.5 MW.

Por cada kilo de hidrógeno producido se consumen 51 kWh y 10 litros de agua en el proceso de electrolisis. El hidrógeno es luego combinado con carbono obtenido por captura directa de aire. La tecnología de captura de CO2 es aportada por Global Thermostat.

La estrategia chilena de hidrógeno verde

“La estrategia presentada por el gobierno es la piedra fundacional de esta posibilidad de que en Chile se empiece a producir combustibles sintéticos de la mano de la producción de hidrógeno verde, así como también la producción de amoniaco verde. Poner sobre la mesa una estrategia clara para ser un actor relevante en la producción de hidrógeno y de sus derivados fue un hito que ha generado un ecosistema que le da empuje a este tipo de proyectos”, destacó Merli.

Chile diseñó una estrategia dividida en tres etapas: establecer las bases (2020), activar la industria y desarrollar la exportación (2025) y conquistar los mercados globales (2030). Para el 2025 apunta a ser el primer receptor de inversiones en hidrógeno de Latinoamérica, con 5 GW de capacidad de electrolisis construida y en desarrollo y producción en al menos dos polos de hidrógeno verde en el país, generando exportaciones por US$ 2500 millones anuales y al precio más barato (menos de US$ 1.5 por kg). El objetivo final es llegar al 2050 generando exportaciones por US$ 25.000 millones en hidrógeno y amoniaco verdes. Europa y China aparecen como los principales mercados para la colocación del amoniaco. En cambio, la exportación de hidrógeno tiene como foco principal los mercados de Japón y Corea del Sur, con Europa en segundo lugar.