Qué es el hidrógeno verde

Casi de la noche a la mañana, el hidrógeno verde ha pasado de ser un total desconocido a aparecer en multitud de conversaciones y planes para el futuro próximo. No en vano, el hidrógeno verde desempeña un papel vital en la descarbonización del sistema energético en todo el planeta.

La idea de electrificarlo todo ya se sabe que no es viable. Algunos procesos industriales y el transporte pesado, por ejemplo, van a tener que funcionar con gas. Y el mejor gas es el renovable, que es completamente limpio.

Los distintos hidrógenos

A pesar de que el hidrógeno es un gas incoloro, se hacen referencias a él en función de distintos colores. Así, la mayor parte del gas que se utiliza como químico industrial es marrón, si se produce mediante la gasificación de carbón, o es gris si se produce mediante el reformado de metano con vapor. La cuestión es ninguno de los dos métodos es respetuoso con el medio ambiente.

Una opción supuestamente más limpia es la que se conoce como hidrógeno azul, donde el gas se produce mediante el reformado de metano con vapor, pero las emisiones se reducen mediante la captura y el almacenamiento del carbono. Este proceso puede reducir aproximadamente a la mitad la cantidad de carbono producido, pero aún está lejos de estar libre de emisiones.

El hidrógeno verde, sin embargo, podría prácticamente eliminar las emisiones mediante el uso de energía renovable, cada vez más abundantes, para impulsar la electrólisis del agua.

Un hidrógeno más reciente es el turquesa. Se produce al descomponer el metano en hidrógeno y carbono sólido mediante un proceso llamado pirólisis. El hidrógeno turquesa puede parecer relativamente bajo en términos de emisiones porque el carbono puede enterrarse o usarse para procesos industriales como la fabricación de acero o la fabricación de baterías, por lo que no se escapa a la atmósfera. Sin embargo, no está más libre de carbono que la variedad azul, debido a las emisiones de los suministros de gas natural y al calor del proceso requerido.

Producción del hidrógeno verde

Con la electrólisis, todo lo que se necesita para producir grandes cantidades de hidrógeno es agua, un gran electrolizador y abundante suministro de electricidad. Si la electricidad proviene de fuentes renovables como la eólica, solar o hidráulica, entonces el hidrógeno es verde y las únicas emisiones de carbono provienen de las incorporadas en la infraestructura de generación.

Ahora, el desafío es que los grandes electrolizadores escasean y los abundantes suministros de electricidad renovable todavía tienen un precio considerable. En comparación con los procesos de producción más establecidos, la electrólisis es muy cara, por lo que el mercado de electrolizadores ha sido pequeño.

El hidrógeno verde

Almacenamiento y uso

El hidrógeno verde tiene muchas aplicaciones posibles. Puede añadirse al gas natural y quemarlo en plantas de energía térmica o de calefacción urbana. Puede usarse como precursor de otros proveedores de energía, desde amoníaco hasta hidrocarburos sintéticos, o para alimentar directamente las celdas de combustible en automóviles y barcos, por ejemplo. También puede usarse para reemplazar el hidrógeno industrial que se produce cada año a partir del gas natural.

El principal problema para satisfacer todas las aplicaciones anteriormente referidas pasa por llevar hidrógeno verde a donde se necesita. Almacenar y transportar gas altamente inflamable no es sencillo. Ocupa mucho espacio y provoca que los tubos de acero y las soldaduras sean frágiles y propensas a fallar.

Debido a esto, el transporte de hidrógeno a granel requerirá tuberías dedicadas, que son costosas de construir, presurizar el gas o enfriarlo hasta convertirlo en líquido. La cuestión es que esos dos últimos procesos consumen mucha energía.

Por qué el hidrógeno verde está tan de actualidad

Uno de los caminos hacia la descarbonización casi total es electrificar todo el sistema energético y utilizar energía renovable limpia. Pero electrificar todo el sistema energético sería difícil, o al menos mucho más caro que combinar la generación renovable con combustibles bajos en carbono. El hidrógeno verde es uno de los posibles combustibles bajos en carbono que puede sustituir a los hidrocarburos fósiles.

Es verdad que el hidrógeno está lejos de ser ideal como combustible. Su baja densidad hace que sea difícil de transportar y almacenar. Y además, su inflamabilidad no deja de suponer una preocupación. Pero otros combustibles bajos en carbono también tienen problemas, entre ellos el del coste. Y dado que la mayoría de ellos requieren la producción de hidrógeno verde como precursor, continuar con el producto original tiene sentido.

Sus defensores señalan que la industria ya utiliza ampliamente el hidrógeno, por lo que es poco probable que los problemas técnicos relacionados con el almacenamiento y el transporte no sean superables. Además, el gas es potencialmente muy versátil, con posibles aplicaciones en áreas que van desde la calefacción y el almacenamiento de energía a largo plazo hasta el transporte.

La oportunidad de que el hidrógeno verde se aplique en una amplia gama de sectores significa que existe un número importante de empresas que podrían beneficiarse de una economía de combustible de hidrógeno. De estas, quizá las más relevantes son las empresas de petróleo y gas que se enfrentan cada vez más a reducciones en la producción de combustibles fósiles.

El interés de las grandes petroleras en el hidrógeno verde podría ser fundamental para que este combustible alcanzara viabilidad comercial. Reducir el coste de la producción de hidrógeno verde precisará de una inversión y una escala masivas, algo que las grandes petroleras están en una posición única para ofrecer.

El hidrógeno verde que se produce

Actualmente el hidrógeno verde representa menos del 1% de la producción anual total de hidrógeno, pero se prevé un auge significativo de la producción en los próximos años. De hecho, los proyectos de electrolizadores de hidrógeno ecológicos casi se triplicaron ya en los meses previos a la aparición de la pandemia de la Covid-19 en la primavera de 2020.