Energía de hidrógeno: ventajas y desventajas según los expertos
Dada su abundancia, el hidrógeno podría utilizarse como fuente de energía en un futuro cercano en muchos sectores.
Mario Picazo
El hidrógeno es la sustancia más abundante del universo y, para algunos, podría ser la fuente de energía del futuro. Cuando lo quemamos, genera energía en forma de calor con un único producto residual, el agua. A primera vista, supone generar energía de forma limpia, ayudando así a reducir las emisiones de gases que contienen carbono y que calientan el planeta.
Pero crear hidrógeno y transformarlo en un formato útil requiere energía. El problema es que esa energía no es necesariamente siempre renovable. Entonces, ¿cuál es la principal desventaja de la energía basada en hidrógeno? Que ese proceso también es ineficiente y costoso en comparación con otras formas de energía, renovables o no.
Una apuesta global por la tecnología del hidrógeno como combustible
Son numerosos los países del mundo que han mostrado su apoyo al desarrollo de la tecnología del hidrógeno como combustible. Desde Arabia Saudita hasta India, incluyendo Alemania y Japón.
Se están estableciendo asociaciones de hidrógeno por todo el mundo para avanzar con esta tecnología crítica. Cada uno de estos países entiende que tiene la oportunidad de desempeñar un papel vital en la transición de energía limpia, junto con otras fuentes de energía.
También se está estudiando el hidrógeno como energía en España. De hecho, se ha aprobado la Hoja de Ruta del Hidrógeno Renovable, donde se señala que la implantación de hidrógeno verde en España es una oportunidad para que el país se posicione como un referente tecnológico, como el medio idóneo para la descarbonización de zonas aisladas, especialmente las islas.
Y es que numerosos expertos en energía argumentan que la industria del hidrógeno es la fórmula de barrera de los gigantes del petróleo y el gas. Estos la utilizan para detener la evolución de otras fuentes de energía puramente renovables, como la solar, que ya es la fuente de energía más barata del mundo, la eólica o la energía hidráulica.
Hidrógeno verde pero de más colores
Para producir hidrógeno hace falta energía, ya que los átomos de esta sustancia no existen por sí solos. Casi siempre están adheridos a otro átomo y, a menudo, a otro elemento. En la Tierra, es particularmente abundante en forma de agua. Crearlo de manera pura requiere romper esos enlaces moleculares.
En el negocio de la energía, los expertos se refieren al hidrógeno por la naturaleza del color de su etiqueta. La lista es muy variada y podemos encontrar los siguientes:
- VERDE
Una de las formas más comunes de conseguir hidrógeno es a través de un proceso llamado electrólisis. Es aquel en el que la electricidad pasa a través de una sustancia para forzar un cambio químico. En este caso, dividir el agua (H2O) en hidrógeno y oxígeno.
Si la fuente de electricidad que produce la electrolisis es una de energía renovable como el viento o el sol, se le llama hidrógeno verde.
- AZUL
Este tipo se produce a partir de gas natural, que se mezcla con vapor muy caliente y un catalizador. Se produce una reacción química que crea hidrógeno y monóxido de carbono. Posteriormente se agrega agua a esa mezcla, convirtiendo el monóxido de carbono en dióxido de carbono y más hidrógeno.
Si las emisiones de dióxido de carbono se capturan y almacenan bajo tierra, el proceso se considera neutro en carbono y el hidrógeno resultante se denomina hidrógeno azul.
Pero existe cierta controversia sobre él porque la producción de gas natural inevitablemente genera emisiones de metano. Parte de ellas se acaban fugando, amplificando el efecto invernadero.
- GRIS
Está hecho de gas natural reformado, pero sin ningún esfuerzo para capturar subproductos de dióxido de carbono.
- ROSA
Es aquel que está realizado mediante electrólisis alimentada por energía nuclear, que no produce ninguna emisión de dióxido de carbono. Pero la energía nuclear crea desechos radiactivos que deben almacenarse de manera segura durante miles de años.
- AMARILLO
Fabricado con electrólisis de la red de energía. Las emisiones de carbono varían mucho según las fuentes que alimentan la red.
- TURQUESA
Producido a partir de la pirólisis de metano, o la división del metano en hidrógeno y carbono sólido con calor procedente de reactores o altos hornos. Se encuentra en sus etapas iniciales de comercialización. Su valor como proceso sostenible depende de que la pirólisis se realice con energía limpia y de que se almacene el carbono que se genera.
Ventajas del hidrógeno: su gran versatibilidad
El hidrógeno ya es un componente clave de los procesos industriales químicos y en la industria del acero. Por eso resulta fundamental generarlo limpio para esos procesos industriales y reducir las emisiones de carbono. Como fuente de energía, los expertos apuntan que la gran ventaja del hidrógeno es su versatilidad.
Este resultaría útil, por ejemplo, a la hora de des-carbonizar el transporte industrial pesado. Algunos ejemplos de este tipo de transporte son los camiones, los grandes barcos industriales y los aviones. Es cuestión de lógica: los vehículos más grandes requieren baterías más grandes. Esto aumenta su peso y, a su vez, aumenta su uso de energía. El hidrógeno puede ser una solución a ese problema.
Su uso es menos funcional para vehículos más pequeños. Los automóviles que funcionan con baterías se están adaptando con mayor facilidad a esa tecnología.
También se puede usar esta sustancia como una forma de almacenar energía cuando las fuentes renovables sean intermitentes. Es decir, cuando el sol no brille o el viento no sople. La idea sería convertir el exceso de energía en hidrógeno y usarlo como energía más adelante, como una alternativa al almacenamiento de baterías. Además, puede almacenarse bajo tierra durante el tiempo que sea necesario. Se haría de manera muy similar al gas natural, y de forma estacional.
Desventajas del hidrógeno: su elevado coste
El principal inconveniente del hidrógeno es su coste. La idea que se plantea en muchos países en la actualidad es es buscar fórmulas que abaraten el coste de generarlo.
Reducir el precio del hidrógeno limpio sería un gran paso hacia la solución del cambio climático», dijo Bill Gates en su día.
En Estados Unidos, el Departamento de Energía contempla tres vías principales para reducir el costo del hidrógeno limpio. De alrededor de 5 dólares/kg a 1 dólar/kg:
– Mejorar la eficiencia, durabilidad y volumen de fabricación de electrolizadores.
– Mejorar la pirólisis, que genera carbono sólido y no dióxido de carbono como subproducto.
– Desarrollar nuevas tecnologías que permitan reducir su coste de fabricación. Un ejemplo es el llamado enfoque fotoelectroquímico. Consiste en que la luz solar y los semiconductores especializados se utilizan para descomponer el agua en luz solar e hidrógeno.
El futuro incierto del hidrógeno
El hidrógeno verde podría ser una pieza fundamental de la transición energética a la hora de des-carbonizar la industria pesada, propulsar barcos y aviones, y hasta para almacenar energía. Aún así, algunos expertos apuntan que no es eficiente usar el hidrógeno verde de forma más amplia como fuente de energía.
En el caso del hidrógeno azul, hay estudios recientes que concluyen que genera emisiones excesivamente elevadas. Otros escépticos apuntan a problemas bastante más fundamentales.
El proceso de producir hidrógeno, comprimirlo y luego volver a convertir ese hidrógeno comprimido en electricidad o energía mecánica es sumamente ineficiente.
Según Paul Martin, un experto en desarrollo de procesos químicos y miembro de Hydrogen Science Coalition, al producirlo y almacenarlo, solo se recupera el 37% de la energía. El otro 63% se pierde. Eso en el mejor de los casos. Aún así, cree que buscar hidrógeno verde es importante para algunos procesos, como para el llamado Haber-Bosch, que convierte el hidrógeno y el nitrógeno en amoníaco para uso en fertilizantes.
De momento, parece que el hidrógeno seguirá siendo para muchos una de las alternativas energéticas del futuro. Lo que parece especialmente importante es que, si se fabrica, se use para aquellos procesos en los que realmente sume. Esto significa que proporcione soluciones sostenibles sin un coste sobredimensionado.