Hidrógeno Verde, energía del futuro

En el año 2015, luego de años e incansables discusiones sobre quién y qué acciones se debían hacer a fin de mitigar el cambio climático, se logró firmar el Acuerdo de París en donde 195 países se pusieron el objetivo de limitar el incremento de la temperatura global a 2° C o, idealmente, 1,5° C.  Entre los objetivos, se establecieron planes nacionales para reducir las emisiones de gases de efecto invernadero, a fin de alcanzar cero emisiones netas entre 2050 y 2100

Una de las tecnologías más novedosas y con mayor proyección a futuro para cumplir con estos objetivos es el denominado Hidrógeno Verde. El hidrógeno como combustible no es nuevo; de hecho, se utiliza por ejemplo hace décadas en naves espaciales de la NASA, por poner un ejemplo.

Qué es el Hidrógeno

Además de ser el elemento más abundante del universo, su poder energético es muy elevado. De hecho, tiene tres veces más energía que la gasolina. El diferencial principal respecto a los otros combustibles, es que al combustionar libera agua (H2O) en lugar de Dióxido de Carbono (CO2) u otro gas de efecto invernadero, convirtiéndolo en una energía limpia. Otra característica de este elemento es que es el más liviano de toda la tabla periódica, por lo que era utilizado durante el siglo XX en los motores de hidrógeno de las primeras aeronaves. Por último y no menos importante, puede almacenarse y distribuirse con mucha facilidad, y supone un complemento perfecto para fuentes de energía intermitentes, como la eólica o la fotovoltaica.

Hidrogeno Verde

Métodos de producción

Lamentablemente, el hidrógeno en la Tierra solo existe en combinación con otros elementos, como en el caso del agua junto al oxígeno, o en el caso de los hidrocarburos en donde se combina con el carbono para formar petróleo, gas y carbón. El problema radica en que para poder utilizarlo para producir energía, el hidrógeno debe estar separado de sus otro pares. Para eso, se requiere de mucha energía, además de una gran inversión. 

Por lo tanto, existen dos procesos de producción muy diferentes tanto en el método como en los resultados ambientales:

  • A partir de hidrocarburos (CxHy): básicamente se utilizan moléculas de oxígeno para enlazarlas con las de carbono y liberar las de hidrógeno. Su principal problema es que el carbono y el oxígeno enlazados se convierten en monóxido y dióxido de carbono (CO y CO2, respectivamente), liberando gases de efecto invernadero que contribuyen al cambio climático.
  • A partir de agua (H2O): a través de la técnica conocida como electrólisis, se rompe la molécula de agua con electricidad, separando el oxígeno y el hidrógeno. Este proceso se produce a partir de energías renovables, por lo que su gran ventaja es que no produce ninguna emisión de GEI a la atmósfera.

Hidrógeno Negro, Azul y Verde

Dependiendo de qué tan limpio es la generación del hidrógeno, el mismo se clasifica en distintos colores.

El hidrógeno negro es aquel que se obtiene a partir de hidrocarburos, en donde no se capturan emisiones y tampoco se utilizan fuentes renovables. En el mismo se engloban otros dos colores: el hidrógeno gris y el marrón. El primero es aquel producido a partir de gas natural, siendo el proceso más contaminante y, hasta hace poco, el más utilizado en la industria. En segundo lugar, el denominado hidrógeno marrón, aquel generado a partir de la gasificación del carbón, técnica que se utiliza cada vez en menor frecuencia.

El hidrógeno azul es aquel proceso que obtiene hidrógeno a partir de hidrocarburos, pero en donde realizan capturas de emisiones de GEI en gran porcentaje. Principalmente se produce a partir de yacimientos de gas natural y su costo de producción es cada vez más competitivo. De hecho, además de ser el más utilizado por la industria, es el hidrógeno de bajas emisiones más viable de conseguir a corto plazo.

Por último llega aquel al cual el mundo aspira: el hidrógeno verde. Este es aquel conseguido por un proceso llamado electrólisis del agua, en el que, además, se utilizan fuentes de energía renovable para llevar a cabo su producción. Por lo tanto, acaba siendo el proceso más limpio, en donde no se libera ningún gas de efecto invernadero en todo el ciclo productivo. A pesar de no ser el más competitivo en términos de costos, la continua mejora tecnológica permitirá abaratar costos y simplificar los procesos.

hidrogeno verde azul y negro

Contexto internacional

Como se mencionó anteriormente, el proceso en el cual se separa al hidrógeno de los otros elementos es el gran problema, ya que hasta el momento el proceso más accesible en términos de inversión y costos es a base de combustibles fósiles, por lo que la producción del Hidrógeno continúa emitiendo gases de efecto invernadero a la atmósfera. De hecho, el 99% del hidrógeno utilizado como combustible es producido por fuentes no renovables, mientras que menos del 0,1% es producido a partir de la electrólisis del agua.

Sin embargo, todo parece indicar que el escenario para el hidrógeno verde cambiará en los próximos años… y para bien.

A finales del año pasado, siete empresas internacionales que desarrollan proyectos de hidrógeno verde lanzaron una iniciativa llamada Green Hydrogen Catapult, como parte de la campaña Race to Zero de la Convención Marco de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático.

Esta alianza internacional formada por empresas de Arabia Saudita , Australia, China, Italia y Noruega, tiene como objetivo multiplicar por 50 esta industria en los próximos seis años. Asimismo, apunta a reducir a la mitad el costo actual del hidrógeno verde, a menos de US$2 por kilogramo. De hecho, un informe publicado en agosto de 2020 por la consultora energética Wood Mackenzie, muestra que los costos se reducirán hasta en un 64% en la próxima década. Otra clara señal es la que muestra el banco de inversiones Goldman Sachs, quien estimó en septiembre pasado que el mercado del hidrógeno verde superará los US$11 billones para 2050.

Existen 6 países en la actualidad que lideran el ranking respecto los mayores proyectos de producción de hidrógeno verde, repartidos en todos los continentes a excepción de África.

Por el lado de Oceanía se encuentra Australia, con propuestas para construir 5 megaproyectos en su territorio. En Asia se encuentran China, quien está dando sus primeros pasos en la construcción de un proyecto al norte del país (en Mongolia Interior) y Arabia Saudita, quien busca impulsar la industria con un proyecto que prevé instalar 4GW de electrolizadores para 2025. En Europa se observa a los Países Bajos, en donde la petrolera Shell impulsa un proyecto denominado NortH2, que prevé la instalación de 10GW de electrolizadores, y a Alemania, líder en energías renovables en el mundo, quien también tiene intenciones de llevar a cabo un proyecto en la isla de Heligoland para la producción de 10GW de electrolizadores para 2035. Por último, de parte del continente americano se encuentra Chile, quién fue el primer país de la región (Sudamérica) en presentar una “Estrategia nacional de hidrógeno verde“.

Ventajas y desventajas

El hidrógeno verde puede significar una gran solución al momento de planificar la descarbonización del planeta tierra. Sin embargo, hay que analizar las ventajas y desventajas de esta fuente de energía a fin de tener una mejor perspectiva respecto al tema:

Ventajas

  • Completamente sostenible: el hidrógeno verde emite cero gases de efecto invernadero durante todo el ciclo productivo.
  • Almacenable: el hidrógeno es un elemento 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 para distintos fines, ya sea domésticos, comerciales, industriales o de movilidad., entre otros.
  • Transportable: esta energía puede mezclarse con el gas natural hasta en un 20 % y viajar por los mismos canales e infraestructuras del gas

Desventajas

  • Costos elevados: la energía proveniente de fuentes renovables tiene costos más elevados respectos a los otros métodos de producción antes mencionados, es más cara de generar.
  • Elevado gasto de energía: la producción del hidrógeno en general, y del verde en particular, necesita de muchas más energía para comparándolo con otros combustibles.
  • Seguridad: el hidrógeno es un elemento volátil e inflamable, por lo tanto necesita protocolos estrictos para su manipulación a fin de evitar posibles accidentes. 

Si querés obtener más información de las distintas formas de operar con energía renovable, comunicate a través de mbianco@carbonneutralplus.com.