Presente y futuro del hidrógeno. Parte 1

Alberto Fernández

17 Dic, 2021

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Un nuevo recurso energético...

Que, en realidad, siempre estuvo ahí

Suponga el lector interesado que se encuentra de buenas a primeras con estas palabras: “Un día, el agua será un carburante. El hidrógeno y el oxígeno que la constituyen, utilizados solos o conjuntamente, proporcionarán una fuente inagotable de energía y de luz. Dado que las reservas de carbón se agotarán, nos calentaremos gracias al agua. El agua será el carbón del futuro”.

Difícilmente se extrañará. En la actualidad, se escribe y habla tanto sobre el hidrógeno, que esas palabras le parecerán un texto más de los muchos que se publican casi a diario en los medios de comunicación. Lo interesante es que no fueron publicadas ayer, la semana pasada o hace un mes. Tienen ya más de 150 años, pues están incluidas en La isla misteriosa, de Julio Verne, una novela publicada en 1874.

No es la primera vez ni será la última en la que comprobaremos que muchos pasajes del escritor francés tienen un inquietante poder profético. En todo caso, nos sirven para relativizar y poner en su sitio un fenómeno muy actual: mucha gente piensa, con bastante lógica, que el hidrógeno es un recurso energético nuevo que ha irrumpido inesperadamente en nuestro panorama industrial y económico. No es así.

Décadas de aprovechamiento

En realidad, casi desde su mismo descubrimiento, la capacidad del hidrogeno para almacenar energía es sobradamente conocida; y, desde entonces, ha jugado un papel muy importante en la industria de la energía y en la locomoción. En los años 60, se utilizó como propulsor de naves espaciales y para generación de energía mediante pilas de combustible en el espacio. Y, en esa misma década, aparecieron ya los primeros vehículos para pasajeros impulsados por hidrógeno. Treinta años después, el hidrógeno y las pilas de combustible experimentaron un gran desarrollo tecnológico, siempre enfocado hacia el sector de la movilidad. 

Así pues, el hidrógeno es un producto muy importante para nuestra economía desde hace tiempo; y hace ya muchos años que es está trabajando para encontrar la mejor forma de producirlo de la manera más eficiente, limpia y económica posible.

Sin embargo, es cierto que ha sido más recientemente, en la primera década del siglo, cuando se ha puesto un foco mucho mayor en hidrogeno, como consecuencia del papel fundamental que puede cumplir en el proceso de transición ecológica y en un mundo cada vez mas intensivo en consumo energético.

Por ello, ahora estamos ahora en una posición ideal para dar un gran impulso a su utilización, ya que el compromiso mundial de reducir las emisiones de CO2 en un esfuerzo conjunto por evitar el aumento de la temperatura global del planeta exige, entre otras alternativas, que demos a los desarrollos tecnológicos sobre el hidrógeno que se han trabajados durante tantos años el empujón que necesitan para que sea un recurso competitivo frente a las tecnologías tradicionales.

Una realidad para usos muy importantes y variados

En este sentido, es importante tener en cuenta que no hablamos de hipótesis, sino de aplicaciones ya muy experimentadas. El hidrógeno es ya la base para la producción de multitud de productos que son esenciales en nuestra vida diaria y está adquiriendo una creciente relevancia en el desarrollo de una movilidad sostenible libre o con menos emisiones de CO2 junto al gas licuado (GLP) y los vehículos eléctricos. 

A su vez, la misma necesidad de reducir la emisión de gases de efecto invernadero (GHG en inglés) convierte al hidrógeno en un compuesto estrella para almacenar la energía procedente de fuentes renovables mediante pilas de combustible, ya que el almacenamiento en baterías solo es viable actualmente en instalaciones de pequeño tamaño. Estas pilas de combustible tienen un gran futuro por delante mediante su aplicación en vehículos y para regular la demanda del mercado eléctrico. Además, se puede producir hidrógeno por electrolisis cuando la electricidad es más barata por proceder de fuentes renovables, almacenarlo y convertirlo después de nuevo en electricidad cuando ésta es más cara de producir. 

Asimismo, el hidrógeno se puede transformar en otros compuestos portadores de energía, como el metanol, el metano, el amoniaco, etc., lo cual posibilita diferentes formas de utilización, transporte y almacenamiento de la energía. Por otro lado, su conversión en otros productos químicos contribuye también a la reducción de gases de efecto invernadero en la industria del refino, la petroquímica y la producción de fertilizantes, contribuyendo así a los objetivos de la descarbonización.

Otro uso muy extendido en la actualidad, y quizá poco conocido, es la inyección de hidrógeno en las redes de gas natural, mezclándolo con el gas natural que finalmente llega a nuestras casas. Esto se hace ya en una proporción que actualmente varía entre un 5% en países como España hasta un 20% en otros países europeos, en función de las características tecnológicas de las calderas, aspecto en el que se está avanzando. Es verdad que, al mezclar el hidrógeno con el gas natural, el poder calorífico resultante es menor que el del gas natural solo, por lo que hace falta consumir un poco más de combustible para calentar nuestra casa a la misma temperatura, pero a cambio se emite mucho menos CO2 a la atmósfera, por lo que el efecto resultante es mucho más favorable desde el punto de la descarbonización.

Retos y tópicos

Así pues, las soluciones que puede aportar el hidrógeno a los problemas presentes y futuro que plantea el consumo de energía son muy variadas e importantes; y están consiguiendo de manera rápida un creciente nivel de maduración.

Ciertamente, hay retos que superar para que todo ello sea plena realidad. Un ejemplo es el rendimiento eléctrico. Los electrolizadores actuales —es decir, los equipos que producen hidrógeno a través de electrolisis, un proceso químico que separa las moléculas de hidrógeno y oxígeno que forman el agua— tienen un rendimiento eléctrico del 63%-70% en el caso de los electrolizadores alcalinos y del 56%-60% en el caso de los electrolizadores mediante membrana polimérica protónica (PEM). Sin embargo, se está trabajando en celdas de electrolizador de óxido sólido​ que podrían alcanzar un rendimiento eléctrico de hasta el 90%.

Por el contrario, a pesar de que circulan a veces ideas erróneas al respecto, es un recurso que no plantea problemas de seguridad especialmente relevante. Por supuesto, es un gas combustible y de alta inflamabilidad, pero solo en presencia de aire y de una fuente de ignición. En otras palabras, no es explosivo por sí mismo, igual que no es tóxico, corrosivo o contaminante. Además, se cuenta con diferentes normas y estándares internacionales (ISO) que garantizan su uso seguro. Por otro lado, se almacena en forma de compuesto puro, en recipientes totalmente herméticos que están diseñados con amplios márgenes de seguridad; y se puede transportar presurizado o en forma líquida a largas de distancias de manera también segura.

Otra cuestión que se suele comentar respecto del uso actual del hidrógeno, y sobre la que hay también algunos importantes sesgos de interpretación, es la del coste comparativo con otras soluciones energéticas.

Pero este es otro tema que puede ser objeto de reflexión detallada en un próximo artículo…

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