Este elemento se revela como una apuesta pionera y clave, que ayudará a reducir el consumo de energía y las emisiones contaminantes, al tiempo que podrá impulsar el crecimiento económico, siendo una propuesta para industrias como el transporte y la electricidad
La meta hacia la descarbonización aunado a fuentes energéticas sostenibles en el tiempo, se ha convertido en el plan energético de muchos países de cara a 2030-2050 o antes.
En este sentido se busca impulsar una energía más accesible, eficiente y sostenible, destaca la transformación de un elemento como el hidrógeno, el cual en la actualidad es responsable del 2% de las emisiones de CO2 en el mundo.
Entonces respondamos a la siguiente pregunta: Hidrógeno verde, ¿la apuesta energética del futuro?
El hidrógeno verde está centrando últimamente la atención de todo el mundo. El desarrollo industrial que conllevará la adopción de la tecnología de producción, almacenamiento y transporte de hidrógeno verde, parece que finalmente ha despertado el interés que hará de esta tecnología sea una de las piezas claves de la transición energética, hacia una economía neutra en emisiones.
En las últimas semanas, el hidrógeno ha pasado a estar diariamente entre los titulares más destacados de los medios de comunicación dedicados al sector de la energía e incluso de los más generalistas. Seguramente, el momento en el que se encuentra la economía europea y española, al inicio o en medio de lo que quiere ser una pronta recuperación de una crisis económica sin precedentes, una tecnología con una clara visión de futuro, como es el hidrógeno verde, despierta mucho interés y atrae mucha expectación.
En el contexto actual de transición energética y lucha contra el cambio climático, una tecnología como la del hidrógeno sólo tiene sentido si es verde, o sea, renovable y sostenible. Los objetivos para el hidrógeno a nivel europeo son claramente hacia el hidrógeno verde. Los planes de la Unión Europea son de tener instalada una potencia de electrólisis para producir hidrógeno a partir de energías renovables, básicamente eólica y fotovoltaica, de 6 GW para 2024 y 40 GW para 2030.
A nivel mundial, la Agencia Internacional de la Energía (IEA, por sus siglas en inglés) ha marcado el reto de alcanzar en 2030 una producción mundial de cerca de 8 millones de toneladas por año de hidrógeno a partir de fuentes bajas en emisiones, esto es tanto hidrógeno verde, a partir de energías renovables, como hidrógeno azul, a partir de combustibles fósiles combinados con alguna técnica de captura de CO2 para evitar que éste se libere a la atmósfera. Como referencia, la producción de hidrógeno con bajas emisiones de CO2 en 2019 rondó las 350 mil toneladas.
¿Porqué apostar a este recurso como la gran promesa?
El llamado hidrógeno verde se revela como una apuesta pionera y clave, que ayudará a reducir el consumo de energía y las emisiones contaminantes, al tiempo que podrá impulsar el crecimiento económico, siendo propuesta para industrias como el transporte y la electricidad.
Proceso de Electrólisis. Esta tecnología está basada en la generación de hidrógeno, un combustible universal, abundante, liviano y muy reactivo, a través de un proceso químico conocido como electrólisis.
Este método utiliza la corriente eléctrica para separar el hidrógeno del oxígeno que hay en el agua.
Resulta interesante que si esa electricidad se obtiene de fuentes renovables, se producirá energía sin emitir dióxido de carbono a la atmósfera. Esta forma de obtener hidrógeno verde podría ahorrar, según la Agencia Internacional de la Energía (AIE), 830 millones de toneladas anuales de CO2 que se originan cuando este gas se produce mediante combustibles fósiles, de los cuales se extrae en un 96%.
Razones para producirlo
No contamina. El hidrógeno verde se produce a partir de fuentes energéticas de origen renovable, como la eólica o la fotovoltaica y es, por tanto, cien por cien sostenible. Se genera sin emitir dióxido de carbono a la atmósfera a través de un proceso que los especialistas llaman electrólisis y que consiste, básicamente, en utilizar la corriente eléctrica para separar el hidrógeno del oxígeno que hay en el agua (H2O).
Puede ser almacenado y transportado. Una de las grandes ventajas del hidrógeno verde frente a otros recursos energéticos es que, a diferencia de la electricidad, se puede almacenar durante largos períodos de tiempo y después se puede transportar.
Permite descarbonizar el transporte. El uso del hidrógeno y las pilas de combustible en movilidad son esenciales para completar la descarbonización del transporte. Cuando se utiliza el hidrógeno, que es el elemento químico más abundante en el planeta, solo se produce vapor de agua en lugar de los gases de efecto invernadero que emiten los actuales combustibles fósiles.
Industria descarbonizada. Hoy en día y desde hace muchos años, sectores industriales como el petroquímico, el del acero o los fertilizantes, emplean hidrógeno, pero los expertos lo llaman “hidrógeno marrón” porque, aún hoy, emite dióxido de carbono en su producción. El hidrógeno verde o renovable brinda la oportunidad de descarbonizar los sectores con más emisiones.
Multiusos: Edificios, oficinas, hogares y en la industria/comercio. Al ser fácilmente almacenado y transportado, el hidrógeno verde puede también destinarse al consumo doméstico y comercial, sustituyendo a los actuales combustibles fósiles a la hora de proporcionar electricidad, calefacción o agua caliente. Las viviendas y los comercios que cuenten, por ejemplo, con recursos de energía renovable como las placas solares, podrán almacenar los excedentes, ahorrar costes y cuidar el medio ambiente al mismo tiempo.
Aprovechamiento infraestructura de redes actuales: Gasoductos, poliductos. El uso del hidrógeno verde va más allá de la electricidad que nos ilumina y podría extenderse también a los circuitos de gas natural.
En Europa se está inyectando un porcentaje de hidrógeno dentro de la red de gas natural para que llegue a casa un porcentaje de hidrógeno renovable, y dejemos de importar parte del gas natural que importamos a día de hoy en los consumos que tenemos en los domicilios y en los comercios.
Pros y contras
La forma ideal de producirlo sería obtenerlo directamente del agua –una sustancia presente en el 70% del planeta, para lo cual sería necesario realizar la electrólisis de la molécula de H2O.
La dificultad para obtener hidrógeno 100% limpio ha llevado a los productores a clasificar el producto resultante en función de su valor sostenible. De este modo, el hidrógeno gris, el más utilizado actualmente (industria petrolera), caso base de la industria química o en las grandes refinerías de petróleo, es mucho menos respetuoso con el medio ambiente, pues su generación sigue requiriendo de combustibles fósiles.
Como alternativa, el ‘hidrógeno azul o bajo en carbono’ sigue requiriendo de combustibles fósiles, pero emite menos carbono, pues este se retira con un método llamado ‘captura y almacenamiento’. La opción más ecológica es el ‘hidrógeno verde’, producido a partir de energías renovables, una alternativa 100% sostenible que, sin embargo, es la menos común del mercado.
Esta fuente de energía tiene puntos a favor y en contra que debemos conocer. Repasemos algunos de sus aspectos positivos más relevantes:
Aspectos positivos. Entre algunos de los puntos a favor que destacan de esta energía, es que es sostenible, fácil de almacenar, versátil en su transformación y usos domésticos, industriales y comerciales, además de transportable.
- 100 % sostenible: el hidrógeno verde no emite gases contaminantes ni durante la combustión ni durante el proceso de producción.
- Almacenable: el hidrógeno es fácil de almacenar, lo que permite su utilización posterior en otros usos y en momentos distintos al de su producción.
- Versátil: el hidrógeno puede transformarse en electricidad o combustibles sintéticos y utilizarse con fines domésticos, comerciales, industriales o de movilidad.
- Transportable: esta energía puede mezclarse con el gas natural hasta en un 20% y viajar por los mismos canales e infraestructuras del gas —el incremento de este porcentaje requeriría cambiar distintos elementos de las redes existentes de gas para hacerlas compatibles.
Aspectos negativos que conviene recordar: Sin embargo, como elemento en contra de esta tecnología y que sus críticos mencionan constantemente, está su gran costo de generación e infraestructura, lo que podría obstaculizar su uso masivo. También su elevado gasto energético por requerir más energía que otros combustibles y finalmente su seguridad, pues es una fuente volátil e inflamable, que requiere medidas de control para evitar fugas y explosiones.
- Mayor costo: la energía procedente de fuentes renovables, claves para generar hidrógeno verde a través de la electrólisis, es más cara de generar, lo que a su vez encarece la obtención del hidrógeno.
- Mayor gasto energético: la producción del hidrógeno en general y del verde en particular requiere más energía que otros combustibles.
- Manejo y seguridad: el hidrógeno es un elemento muy volátil e inflamable, por lo que requiere unos requisitos de seguridad elevados para evitar fugas y explosiones.
Economía verde
La economía del hidrogeno verde está a la vuelta de la esquina y es necesario que la capacidad instalada de energías renovables crezca de manera exponencial para producir este combustible, y que las políticas públicas y la regulación acompañen para ser parte de la próxima oportunidad global en el mundo de la energía.
El uso de este gas no es nuevo, pues se ha empleado como combustible desde principios del siglo XIX para autos, dirigibles y naves espaciales, sin embargo, con la transición energética que enfrentará la economía mundial, que ya es un proceso imparable, sin duda tomará más protagonismo, y si se logra abaratar su costo de producción en un 50% para 2030, estaremos ante “uno de los combustibles del futuro”, de acuerdo con la predicción del Consejo Mundial del Hidrógeno.
Sus cualidades fueron alabadas por (AIE) en la última Cumbre del G20, además de ser un tema de relevancia discutido en la primera Cumbre de Transiciones de Energía Limpia, en donde ministros de Energía resaltaron la necesidad de innovación que requiere en especial esta área.
Alrededor de 18 países, entre ellos Alemania, Corea, Japón, Portugal y Países Bajos, ya han iniciado sus hojas de ruta para su producción, con el objetivo de realizar un cambio radical.
La planta de hidrógeno más grande
A finales de 2017, Japón desarrolló una estrategia básica para la promoción de su uso con la finalidad de convertirse en “la única sociedad del mundo basada en hidrógeno”, poniéndose como meta ambiciosa reducir su costo de producción en un 90% para 2050 y lograr la neutralidad del carbono.
Este año el consorcio formado por Toshiba, Tohoku Electric Power y la Organización para el Desarrollo de la Nueva Tecnología Industrial y Energía de Japón (NEDO) inauguraron la planta más grande del mundo para la producción de hidrógeno verde a partir de energía solar en Fukushima.
El Fukushima Hydrogen Energy Research Field (FH2R) utiliza una matriz solar de 20MW, respaldada por energía renovable de la red, para ejecutar un electrolizador de 10MW, pudiendo producir hasta 1.200 Nm3 de hidrógeno a la hora. El desafío más importante al que se enfrenta Japón en esta etapa actual de pruebas, es usar este sistema de gestión de energía para lograr una combinación óptima entre producción, almacenamiento, además de ajustar la oferta y demanda de la red eléctrica, todo ello sin el uso de baterías de almacenamiento.
Entonces ¿será el hidrógeno el combustible limpio del futuro?
Definitivamente el hidrógeno generado por electrólisis será la alternativa energética más sostenible del mercado en los próximos años. Actualmente este combustible ya se ha ‘colado’ en la vida cotidiana, aunque de manera muy tímida. Las ‘hidrogeneras’, estaciones de servicio de hidrógeno, son una realidad en países como: Alemania, Estados Unidos y Japón, entre otros. China apunta a convertirse en el líder absoluto en los próximos años, aunque su distribución es todavía escasa pero avanza exponencialmente. Holanda, es un país que está apostando fuerte por este combustible alternativo.
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