The main objective of the ECLOSION project is to create new materials, technologies and processes for the generation, storage and transport of renewable and indigenous hydrogen and biomethane.

This generation of energy vectors will be made from urban waste, agri-food, wastewater and sewage sludge, the objective is to provide new technological tools to the renewable energy sector, encouraging economic activity and the creation of qualified employment.

The project also proposes the development of energy optimization tools, which implies designing eco-efficient, flexible and intelligent energy systems from source to consumption point.

This initiative is driven by a consortium of eight companies led by Aqualia which, together with FCC Medio Ambiente, CADE, Ghenova, Ariema, H2B2, Idecal and MindCaps, are embarking on a project that will last four years (2021-2024).

ECLOSION has a total budget of 6,602,498 euros and a grant of 4,451,374.85 euros from the MISSIONS SCIENCE AND INNOVATION 2021 call for proposals. This grant is subsidized by the CDTI with the support of the Ministry of Science and Innovation and funding from the European Union through the Next Generation EU program. This call finances pre-competitive research projects in cooperation, led by companies, to achieve:

– Relevant research that proposes solutions to cross-cutting and strategic challenges of society.
– Improve the knowledge and technology base on which Spanish companies rely to compete.
– Stimulate public-private cooperation.

ECLOSION is part of the Mission to promote safe, efficient and clean energy for the 21st century. The project will also favor the creation of 15 new highly qualified jobs, 10 of which are expected to be filled by women.

The research will be carried out in companies, laboratories and specially equipped infrastructures of the research organizations and in four development centers, the Waste Treatment Center of Valladolid, managed by FCC Medio Ambiente; and the wastewater treatment plants of Salamanca, Lleida and Jerez de la Frontera, managed by Aqualia.

ECLOSION seeks new models of green hydrogen production complementary to electrolysis with renewable energies, decoupled from the availability of high-quality water and integrated into a decarbonized energy model under the principles of circular economy and digitalization.

To overcome these challenges, the ECLOSION project is organized in 5 interrelated activities, with the sustainable production of biohydrogen and biomethane as a central element, always from an economically and environmentally sustainable point of view.

Activity 1 will take advantage of the energy content of wastewater to generate energy vectors (biohydrogen and biomethane) through bioelectrochemical processes. The wastewater will be conveniently regenerated for its use in electrolyzers to obtain high-quality hydrogen at reasonable costs. On the other hand, new and more efficient biological processes will be investigated for the generation and purification of biohydrogen and biomethane from the organic fraction of solid waste (FORSU), agro-food waste and sewage sludge.

Activity 2 proposes as a thermochemical treatment the catalyzed supercritical gasification of biowaste, sewage sludge and digestates with high organic matter content for the generation of a hydrogen-rich synthesis gas. It is also proposed to investigate a high pressure storage system to take advantage of the process conditions.

Activity 3 is focused on the study of new processes and materials for the separation of gas mixtures produced with hydrogen, methane and/or carbon dioxide in their composition, in order to generate high-quality pure gases. In addition, options for the capture and integral valorization of carbon dioxide generated in all processes will be researched.

Activity 4 will focus on the storage, transport and transformation of the energy carriers (hydrogen and methane) generated in the rest of the processes. However, the technological options investigated (AEM and SOFC electrolyzers, fuel cells, hybrid supercapacitors, or hydrogen compression by means of hydrides) will be universally applicable to these vectors regardless of their generation process.

Finally, Activity 5 will address aspects of process integration in a transversal way, by means of simulation with digital twins and also experimentally.

El proyecto ECLOSION tiene como objetivo principal crear nuevos materiales, tecnologías y procesos para la generación, almacenamiento y transporte de hidrógeno y biometano renovables y autóctonos.

Esta generación de vectores energéticos se realizará a partir de residuos urbanos, agroalimentarios, aguas residuales y lodos de depuradora, el objetivo es proporcionar nuevas herramientas tecnológicas al sector de energías renovables, incentivando la actividad económica y la creación de empleo cualificado.

El proyecto también propone el desarrollo de herramientas de optimización energética, lo que implica diseñar sistemas energéticos de origen a punto de consumo que sean ecoeficientes, flexibles e inteligentes.

Esta iniciativa está impulsada por un consorcio de ocho empresas liderado por Aqualia que, junto con FCC Medio Ambiente, CADE, Ghenova, Ariema, H2B2, Idecal y MindCaps, se embarcan en un proyecto que tendrá una duración de cuatro años (2021-2024).

ECLOSION cuenta con un presupuesto total de 6.602.498€ y una ayuda de 4.451.374,85€ de la convocatoria MISIONES CIENCIA E INNOVACIÓN 2021. Esta ayuda está subvencionada por el CDTI con el apoyo del Ministerio de Ciencia e Innovación y la financiación de la Unión Europea a través del programa Next Generation EU. Esta convocatoria financia proyectos de investigación precompetitiva en cooperación, liderados por empresas, para conseguir:

– Una investigación relevante que proponga soluciones a desafíos transversales y estratégicos de la sociedad.
– Mejorar la base del conocimiento y tecnología en la que se apoyan las empresas españolas para competir.
– Estimular la cooperación público-privada.

ECLOSION se enmarca en la Misión de impulsar una energía segura, eficiente y limpia para el siglo XXI. El proyecto además favorecerá la creación de 15 nuevos puestos de trabajo altamente cualificados de los que 10 está previsto que sean ocupados por mujeres.

La investigación se llevará a cabo en empresas, laboratorios e infraestructuras especialmente equipadas de los organismos de investigación y en cuatro centros de desarrollo, el Centro de Tratamiento de Residuos de Valladolid, gestionado por FCC Medio Ambiente; y las plantas depuradoras de Salamanca, Lleida y Jerez de la Frontera, gestionadas por Aqualia.

ECLOSION busca nuevos modelos de producción de hidrógeno verde complementarios a la electrólisis con energías renovables, desvinculados de la disponibilidad de agua de alta calidad e integrados en un modelo energético descarbonizado bajo los principios de la economía circular y la digitalización.

Para superar estos retos el proyecto ECLOSION se organiza en 5 actividades interrelacionadas entre sí, con la producción sostenible de biohidrógeno y biometano como elemento central, siempre desde un punto de vista económico y medioambientalmente sostenible.

En la Actividad 1 se propone aprovechar el contenido energético de las aguas residuales para la generación de vectores energéticos (biohidrógeno y biometano) mediante procesos bioelectroquímicos. El agua residual será regenerada convenientemente para su aprovechamiento en electrolizadores y obtener hidrógeno de alta calidad a costes razonables. Por otro lado, se investigarán nuevos procesos biológicos más eficientes para la generación y purificación de biohidrógeno y biometano a partir de la fracción orgánica de los residuos sólidos (FORSU), residuos agroalimentarios y lodos de depuración.

En la Actividad 2 se propone como tratamiento termoquímico la gasificación supercrítica catalizada de biorresiduos, lodos de depuradora y digestatos con alto contenido en materia orgánica para la generación de un gas de síntesis rico en hidrógeno. Asimismo, se propone investigar un sistema de almacenamiento de alta presión para aprovechar las condiciones del proceso.

La Actividad 3 está enfocada al estudio de nuevos procesos y materiales para la separación de las mezclas de gases producidas con hidrógeno, metano y/o dióxido de carbono en su composición, con objeto de generar gases puros de alta calidad. Además, se investigarán opciones para la captura y valorización integral del dióxido de carbono generado en todos los procesos.

La Actividad 4 se centrará en el almacenamiento, transporte y transformación de los vectores energéticos (hidrógeno y metano) generados en el resto de los procesos. No obstante, las opciones tecnológicas investigadas (electrolizadores AEM y SOFC, pilas de combustibles, supercondensadores híbridos, o compresión de hidrógeno mediante hidruros) serán de aplicación universal a estos vectores independientemente de su proceso de generación.

Finalmente, la Actividad 5 abordará aspectos de integración de procesos de forma transversal, mediante simulación con gemelos digitales y también de forma experimental.