Cómo el hidrógeno verde puede contribuir en la lucha contra el cambio climático
El hidrógeno verde, aquel que se obtiene a partir de energías renovables, gana protagonismo como alternativa en el proceso de descarbonización de Europa. Te contamos cómo se usa este compuesto para obtener electricidad.
Europa ha empezado a recorrer el camino hacia una transición energética que permita la descarbonización de todos los sectores. En ese proceso, el hidrógeno verde actúa como piedra angular de un sistema energético que sea climáticamente neutro para 2050. Pero ¿puede este compuesto posicionarse como una alternativa a los combustibles fósiles?
¿Qué es el hidrógeno verde?
El universo está compuesto por un 75% de hidrógeno, pero en la Tierra siempre está presente en combinación con otras moléculas, como con el oxígeno para crear el agua. Esto supone un obstáculo para su utilización como materia prima. Para poder emplearlo es necesario llevar a cabo un proceso químico para separarlo del resto de elementos. Es lo que se conoce como un vector energético.
El empleo del hidrógeno en la industria no es algo nuevo. Tanto es así que su consumo se ha triplicado desde 1975, según los datos de la Agencia Internacional de la Energía (IEA).
El problema reside en que, en la actualidad, la mayor parte de ese hidrógeno se obtiene mediante el empleo de hidrocarburos, un proceso altamente contaminante. La IEA calcula que la producción de hidrógeno para industrias químicas y refinerías asume el 6% del uso mundial de gas natural y el 2% del consumo de carbón. Además, es responsable de 830 millones de toneladas de emisiones anuales de dióxido de carbono, lo que equivale a las emisiones de Indonesia y Reino Unido juntas.
Como alternativa, se están desarrollando proyectos basados en el empleo de hidrógeno verde que se obtiene a través de energías renovables.
Descomponer la molécula del agua: así se produce el hidrógeno verde
El método más conocido para producir hidrógeno verde es la electrólisis del agua, que consiste en descomponer la molécula del agua en sus elementos: oxígeno e hidrógeno. Para conseguirlo, se aplica una corriente eléctrica continua en un dispositivo electroquímico denominado electrolizador. La electricidad para llevar a cabo ese proceso se obtiene de fuentes renovables, como la eólica o la solar.
Ese hidrógeno se almacena en tanques específicos y es canalizado para ser empleado bien como fuente de calor o bien como energía eléctrica mediante una pila de combustible. En ese mecanismo, el hidrógeno en estado gaseoso se vuelve a mezclar con oxígeno para obtener energía eléctrica. Esto supone que el único residuo procedente de todo el proceso es el agua.
Una alternativa sostenible para el transporte
Una de las principales ventajas de este compuesto, es su versatilidad. “El hidrógeno es muy flexible porque se puede transformar en electricidad pero también en calor. Esto permite que pueda usarse no solo en las pilas de combustible, sino también en otros equipos que ya están desarrollados como los motores o las turbinas”, apunta Eva Llera, profesora del Máster Universitario en Energías Renovables y Eficiencia Energética de la Universidad de Zaragoza. A ello se une su facilidad para almacenarlo, tanto en estado gaseoso como líquido, y transportarlo.
El hidrógeno verde ha ganado fuerza como un posible aliado en algunos sectores que son muy difíciles de descarbonizar. Así, se estudia su uso especialmente en la producción de hierro y acero, la aviación, el transporte marítimo, el transporte por carretera de larga distancia y el calor para edificios, según apunta la revista científica Science.
“El hidrógeno puede ser sustituto del combustible de nuestros coches”, explica Javier Brey, presidente de la Asociación Española del Hidrógeno (AeH2). “Estos automóviles son eléctricos y llevan un tanque con cuatro ó cinco kilogramos de hidrógeno y una pila de combustible donde ese gas se transforma en electricidad. Tienen una autonomía superior a los 400 kilómetros”, añade.
Actualmente hay alrededor de 11.200 automóviles impulsados por hidrógeno en las carreteras de todo el mundo. Los objetivos gubernamentales existentes exigen que ese número aumente a 2,5 millones para 2030, según la IEA. Sin embargo, alcanzar esas metas se antoja como un desafío mayúsculo y uno de los obstáculos es que producir este tipo de hidrógeno es caro.
El coste, una barrera para su implementación
El coste de producción del hidrógeno verde está determinado por el precio de la electricidad renovable, el coste de inversión del electrolizador y sus horas de funcionamiento. “Hace falta una intervención pública o para hacer los combustibles fósiles más caros y el hidrógeno más competitivo o para ayudar a que el hidrógeno sea más barato de forma que los costes vayan bajando”, explica a Newtral.es Alejandro Núñez-Jiménez, investigador de políticas energéticas en el Instituto Federal Suizo de Tecnología de Zurich.
“Ahora mismo un kilo de hidrógeno gris – aquel que se obtiene mediante el reformado de combustibles fósiles y conlleva importantes emisiones de CO2-, cuesta entre 1,5 y 2 euros, mientras que el precio del hidrógeno verde, lo poco que se produce, se sitúa en los 5,5 euros el kilogramo”, apunta Brey. Según un informe de la Agencia Internacional de Energía Renovable (IRENA), el hidrógeno producido con electricidad renovable podría ser rentable a partir de 2030.
Sin embargo, no es la principal limitación que tiene por delante el hidrógeno como combustible, también es determinante la falta de infraestructura. ”Un vehículo que emplea hidrógeno no es mucho más caro que una berlina de alta gama, en torno a los 60.000 euros, lo que ocurre es que no tenemos una red suficiente de estaciones de servicio de hidrógeno”, detalla Brey.
Fuentes
Agencia Internacional de la Energía (IEA)
Agencia Internacional de Energía Renovable (IRENA)
Eva Llera, profesora del Máster Universitario en Energías Renovables y Eficiencia Energética de la Universidad de Zaragoza
Javier Brey, presidente de la Asociación Española del Hidrógeno
Alejandro Núñez-Jiménez, investigador de políticas energéticas en el Instituto Federal Suizo de Tecnología de Zurich