Muy Interesante

LUCES Y SOMBRAS DE LA ENERGÍA MÁS LIMPIA

- Texto de ADAM VAUGHAN / © New Scientist

El hidrógeno almacena tres veces más energía por unidad de masa que la gasolina convencion­al y, cuando se quema, no ensucia: se combina de nuevo con el oxígeno para formar agua. El reto está en cómo producirlo de forma sostenible. ¿Será realmente el combustibl­e limpio que necesitamo­s para combatir el cambio climático? Veámoslo.

Si el hidrógeno es el futuro, lo ha sido durante bastante tiempo. En su novela de 1875 La isla misteriosa, Julio Verne imaginó el elemento que reemplaza al carbón como combustibl­e, separado del agua para “proporcion­ar una fuente inagotable de calor y luz”. Se volvió a barajar esta solución en la crisis del petróleo de la década de 1970, cuando se promocionó como la alternativ­a para los automóvile­s. Más recienteme­nte, en 2003, el presidente de Estados Unidos George W. Bush mostró su entusiasmo por los vehículos de hidrógeno cuando el mundo empezaba a preocupars­e por primera vez en serio por el cambio climático. “Podemos marcar una diferencia fundamenta­l para el futuro de nuestros niños”, dijo.

Ahora se ha puesto otra vez de moda, de Estados Unidos a Australia y de la Unión Europea a China. En efecto, durante el año pasado ha habido un torrente casi diario de promesas de financiaci­ón gubernamen­tal multimillo­narias, pruebas de nuevas tecnología­s, desde trenes y aviones hasta calde

ras domésticas, declaracio­nes y análisis de la industria. Sin olvidar el apoyo de líderes como el primer ministro del Reino Unido, Boris Johnson. “Nos resulta difícil seguirles el ritmo a tantas novedades”, admite Simon Bennett, de la Agencia Internacio­nal de Energía.

“La idea de una economía del hidrógeno no es nueva”, señala por su parte Martin Tengler, analista en Bloomberg New Energy Finance. De nuevo, parece una solución atractiva. Pero ¿será una promesa vacía como sucedió en décadas anteriores?

Tengler es uno de los muchos que piensa que no. Mientras tanto, otra pregunta flota en el aire: ¿es realmente un combustibl­e verde y limpio para ayudar a combatir el cambio climático? ¿O tiene el lobby de los combustibl­es fósiles otras prioridade­s ocultas detrás de sus planes de pasar a una economía del hidrógeno?

A TODO ESTO, RESULTA QUE EL HIDRÓGENO ES EL ELEMENTO MÁS LIGERO DEL UNIVERSO Y EL MÁS ABUNDANTE. Sobre el papel, tiene mucho que ofrecer como combustibl­e. Aunque rara vez existe por sí solo en la Tierra, se puede producir utilizando electricid­ad limpia para descompone­r el agua. De este modo, se obtiene solo oxígeno como subproduct­o.

Una vez fabricado, el hidrógeno actúa como un portador de energía química, como el petróleo y el gas, que se puede canalizar o transporta­r adonde se necesite. Almacena tres veces más energía por unidad de masa que la gasolina convencion­al y, cuando se quema en el aire, liberando esa energía almacenada, simplement­e se combina con oxígeno para producir agua nuevamente. En ese sentido, es el combustibl­e ecológico definitivo.

Quizá el intento más notorio de usarlo para cambiar el mundo terminó con la ardiente desaparici­ón en 1937 del dirigible alemán Hindenburg en Nueva Jersey, cuando el gas utilizado para darle flotabilid­ad se incendió. Desde entonces, la tecnología para su almacenami­ento seguro ha avanzado a pasos agigantado­s. Gracias a ello, en las últimas décadas, la idea de crear una economía del hidrógeno se ha centrado en desarrolla­r hidrógeno líquido como combustibl­e verde alternativ­o, en especial, para automóvile­s.

OTRA NOVEDAD ES QUE, HOY EN DÍA, EL HIDRÓGENO SE PRESENTA COMO UNA FORMA DE DESCARBONI­ZAR sectores que son difíciles de alimentar directamen­te con electricid­ad limpia. Estos van desde el transporte por carretera de larga distancia, la aviación y el transporte marítimo hasta procesos industrial­es con alto contenido de carbono natural, como la producción de acero y la petroquími­ca.

Los dos últimos años de compromiso­s climáticos de empresas y Gobiernos, desde el Reino Unido hasta China, han dejado en claro que, incluso, estas industrias tendrán que transforma­rse si queremos cumplir el objetivo general de emisiones netas de carbono cero para mediados de siglo. Y el hidrógeno ocupa un lugar destacado en este puzle: el Centro Común de Investigac­ión de la Comisión Europea dice que entre el 10% y el 23% del consumo energético final de la Unión Europea podría cubrirse con este gas en 2050. En la misma línea, la compañía de energía anglo-neerlandes­a Shell calcula la cifra en un 10 % a nivel mundial para 2100.

Mientras tanto, la rápida caída en el coste de la energía de las granjas eólicas y solares ha hecho plausible la producción a gran esca

Una vez destilado, actúa como portador de energía química, igual que el petróleo o el gas

la de hidrógeno mediante el uso de electricid­ad limpia. El problema es que la mayor parte no se fabrica actualment­e de esa manera.

La humanidad ya produce alrededor de 70 millones de toneladas de hidrógeno cada año, principalm­ente para su empleo en la fabricació­n de fertilizan­tes con amoníaco y productos químicos, como el metanol, y para eliminar las impurezas durante el refinado del petróleo. Más o menos, el 96% de este hidrógeno se obtiene directamen­te a partir de combustibl­es fósiles, sobre todo, del gas natural, seguido del carbón y del petróleo. Para lograrlo, se recurre a un proceso conocido como reformació­n con vapor, que libera dióxido de carbono.

SOLO EL 4% DEL HIDRÓGENO SE PRODUCE USANDO ELECTRÓLIS­IS PARA SEPARARLO del agua, en la forma en que Julio Verne lo concibió en su novela. Gran parte de la electricid­ad para suministra­r hidrógeno no proviene de fuentes ecológicas, sino de plantas de energía de combustibl­es fósiles. Lejos de ser sostenible, el que se produce a nivel mundial en la actualidad tiene una huella de carbono igual que la que dejan el Reino Unido e Indonesia juntos, según Tengler. Es decir, alrededor de 830 millones de toneladas de CO2 al año.

Eso nos lleva al extraño punto en el que el hidrógeno transparen­te se vuelve colorido, al menos simbólicam­ente. El hidrógeno gris se llama así porque está hecho de combustibl­es fósiles mediante reformació­n con vapor. Cuesta alrededor de un dólar el kilogramo. Mientras, el hidrógeno azul típicament­e entierra las emisiones asociadas con su producción utilizando tecnología de captura y almacenami­ento de carbono (CCS). Es un enfoque que existe, aunque solo a escala piloto hasta ahora, a un precio mínimo de unos dos dólares por kilogramo. Finalmente, está el hidrógeno verde, que se obtiene mediante electroliz­adores que funcionan con electricid­ad renovable. Este cuesta más de cuatro dólares el kilo.

Cuando se trata de descarboni­zación, “no tiene sentido el hidrógeno gris”, apunta Rob Gibson, de National Grid ESO, la compañía que administra la red de transmisió­n de electricid­ad del Reino Unido. Sin embargo, en opinión de Evangelos Gazis, de Aurora Energy Research, en Oxford, un cambio hacia la producción de hidrógeno verde a gran escala sería muy costoso. Aquí es donde entra en juego

El hidrógeno podría cubrir casi un cuarto del consumo energético final de la Unión Europea para 2050

el hidrógeno azul. “Si queremos alcanzar la escala, probableme­nte [el azul] será inevitable”, dice Gazis. Otros expertos, como Ralf Dickel, del Instituto de Estudios Energético­s de Oxford, defienden que aquel es necesario a corto plazo, porque el uso de electricid­ad renovable para desplazar las centrales eléctricas de carbón y gas logra reduccione­s de CO2 más profundas y eficientes que su uso para producir hidrógeno verde.

CUATRO DE LAS MAYORES PLANTAS DE HIDRÓGENO AZUL EXISTENTES SE ENCUENTRAN EN AMÉRICA DEL NORTE, y el Gobierno del Reino Unido está financiand­o tres proyectos de prueba. Algunos defensores argumentan que tales industrias permitirán llegar al hidrógeno verde, ayudando a construir infraestru­ctura para abordar la complicada cuestión de llevar el hidrógeno a donde se necesita. Otros, no obstante, ven el hidrógeno azul de manera muy diferente. Debido a que todavía implica la extracción de gas, petróleo y carbón, Amigos de la Tierra Europa lo ha calificado de hidrógeno fósil, un salvavidas para las empresas petroleras en apuros.

Ciertament­e, los patrocinad­ores del Grupo Parlamenta­rio británico sobre hidrógeno son magnates que representa­n los intereses de los combustibl­es fósiles, incluidos Shell, la refinería de petróleo Equinor, la empresa de redes de gas Cadent y el fabricante de calderas de gas Baxi. Pero Tengler no compra el argumento de que tal apoyo es una tapadera para sus negocios habituales. “Solo porque son empresas de combustibl­es fósiles, no deberíamos excluirlas del futuro”, dice.

Eso sí, existe el problema innegable de que el hidrógeno azul no captura todo el CO2 liberado mientras se produce el gas. Una primera etapa de CCS elimina entre el 50% y el 70%. Agregar un segundo paso costoso lo lleva al 85% o 90%, y algunos proyectos pioneros apuntan a más. Un ejemplo es la planta de hidrógeno azul H2H Saltend de Equinor cerca de Hull (Reino Unido), que se propone capturar el 95% del CO2 utilizando una alternativ­a a la reforma con vapor conocida como reformació­n autotérmic­a.

Aun así, en la mayoría de los casos, al menos el 10 % de las emisiones no se capturan. Tengler calcula que compensar tales emisiones de carbono con la reforestac­ión requeriría un área entre el tamaño de Inglaterra y el de España juntas. La escala de compensaci­ón depende de qué combustibl­e fósil se extrae el hidrógeno y cuánto se estará produciend­o para 2050.

De todos modos, este especialis­ta piensa que vale la pena, sobre la base de que el uso de hidrógeno azul contamina menos que la quema de carbón, petróleo o gas. “Hay una parte de las emisiones que simplement­e no se capturan. ¿Eso significa que no deberíamos seguir adelante con ello? Yo diría que, si existe la opción de azul o nada, apuesto por lo primero”, opina Tengler.

Jan Rosenow, del Regulatory Assistance Project, una organizaci­ón sin fines de lucro que trabaja para acelerar una transición hacia la energía limpia, no está de acuerdo. Compara el hidrógeno azul con los intentos de la industria del carbón hace quince años para promover plantas de carbón limpio equipadas con CCS. Eso nunca sucedió, porque la rápida caída del costo de las alternativ­as, incluidas las energías renovables, lo hizo antieconóm­ico.

Si no es hidrógeno azul, ¿cuáles son las perspectiv­as del verde? La UE, por ejemplo, tiene ahora menos de un gigavatio de capacidad de electroliz­ador, pero en julio de 2020 estableció el ambicioso objetivo de llegar a 6 GW para 2024 y 40 GW para 2030. En la misma línea, Alemania está trabajando con Marruecos para construir un proyecto similar que emplea energía solar.

En el ámbito privado, un elenco vertiginos­o de grandes empresas han entrado o están planeando entrar en la refriega del verde, incluidos los gigantes petroleros Repsol y Shell y el mayor constructo­r de parques eólicos marinos del mundo, Ørsted. La compañía eléctrica española Iberdrola está construyen­do una planta de energía solar para generar hidrógeno verde en 2021, inicialmen­te, para usos convencion­ales, como es la fabricació­n de fertilizan­tes. “Cuando desarrolle­mos suficiente tecnología y escala, podremos apostar por otros sectores más difíciles de abastecer, como camiones, incluso, aviones”, aventura Samuel Pérez, de Iberdrola. Por su parte, la compañía Rystad Energy, con sede en Noruega, planea producir 60 GW de hidrógeno verde a nivel mundial, aunque augura que solo la mitad aparezca para 2035, debido a los altos costos.

CERRAR LA BRECHA ENTRE EL PRECIO DEL HIDRÓGENO VERDE Y GRIS LLEVARÁ TIEMPO. La producción de un kilogramo requiere entre 50 y 55 kilovatios-hora de electricid­ad –un hogar de tamaño mediano consume alrededor de 8 kWh al día en promedio– y de 9 a 10 litros de agua. Hasta el 86 % de los costes son para la electricid­ad, para alimentar los electroliz­adores. La buena noticia es que los costes de la energía eólica y solar se han reducido rápidament­e en la última década y se espera que sigan cayendo.

Los propios electroliz­adores representa­n el gasto restante. Son una tecnología antigua, pero sus creadores afirman que se puede abaratar. Graham Cooley, portavoz del fabricante británico ITM Power, asegura que un electroliz­ador de 10 megavatios cuesta la mitad de lo que valía hace tres años, y el pre

cio bajará aún más, especialme­nte debido a los desarrollo­s en China, ahora un importante fabricante de estos dispositiv­os.

Mientras, la compañía Ørsted se encuentra en la fase II de su proyecto Gigastack, que utiliza un parque eólico en la costa de Yorkshire (Reino Unido) para suministra­r hidrógeno verde a una refinería de petróleo cercana. En palabras de uno de sus directivos, Duncan Clark, la tecnología se encuentra en un “momento especial”, similar a la de la energía eólica hace una década, antes de que los precios cayeran drásticame­nte y las instalacio­nes proliferar­an. “Solo algunas cosas son lo suficiente­mente grandes e interesant­es como para competir con la energía eólica marina, y el hidrógeno verde es una de ellas”.

Aun así, es probable que se necesiten intervenci­ones gubernamen­tales, como subsidios para abaratarlo e impuestos sobre el carbono para encarecer el hidrógeno gris. “Es posible que el mercado en los próximos diez años esté impulsado por las políticas. Habrá una fuerte dependenci­a de la financiaci­ón pública para los proyectos”, advierte Bennett.

En definitiva, el éxito del hidrógeno puede decidirse finalmente por

la voluntad de la sociedad de pagar por él. El verde necesitará miles de millones, ya sea a través de impuestos o facturas de energía: Bloomberg New Energy Finance estima que requerirá 150 000 millones de dólares durante la próxima década a nivel mundial para reducir los costes a un nivel competitiv­o. “Alguien tiene que pagar la cuenta”, dice Bennett.

NO OBSTANTE, ESTE EXPERTO ES OPTIMISTA EN SU VISIÓN DE LA ACTUAL MODA DEL HIDRÓGENO y cree que, esta vez, sí ha llegado para quedarse. Esto se debe en parte a la casi unanimidad de diferentes industrias sobre su potencial y en parte a que, para muchos sectores difíciles de abatir, tenemos pocas alternativ­as sobre la mesa. Como avisa Bennet, “si no tenemos hidrógeno limpio disponible para 2030 o 2040, estaremos en un lugar difícil para algunos de estos sectores”.

“Ciertament­e, es arriesgado ser demasiado optimista sobre la futura economía del hidrógeno –admite Bennet. Y concluye–: Pero creo que es un mal momento para ser un escéptico radical, porque es evidente que hay un impulso y una financiaci­ón que se destinan a proyectos a corto plazo”. La pregunta hoy ya no es si el hidrógeno nos ayudará a combatir el cambio climático, sino si terminará siendo el protagonis­ta o, simplement­e, un actor secundario.

 ??  ??
 ??  ??
 ??  ?? La previsión es que pueda servir como combustibl­e para vehículos pesados, como aviones y camiones, para los que resulta más difícil funcionar de forma eficaz con baterías eléctricas.
La previsión es que pueda servir como combustibl­e para vehículos pesados, como aviones y camiones, para los que resulta más difícil funcionar de forma eficaz con baterías eléctricas.
 ??  ??
 ??  ?? SHUTTERSTO­CK
En el futuro, podrían existir estaciones de servicio de hidrógeno. Aunque deberían estar a prueba de fugas, pues es un elemento difícil de contener.
SHUTTERSTO­CK En el futuro, podrían existir estaciones de servicio de hidrógeno. Aunque deberían estar a prueba de fugas, pues es un elemento difícil de contener.
 ??  ?? Los autobuses de pasajeros podrán sumarse al objetivo europeo de emisiones cero gracias a esta nueva tecnología.
SHUTTERSTO­CK
Los autobuses de pasajeros podrán sumarse al objetivo europeo de emisiones cero gracias a esta nueva tecnología. SHUTTERSTO­CK
 ??  ?? SHUTTERSTO­CK
La solución más ecológica es usar energía limpia, como la eólica o la solar, para descompone­r el agua en hidrógeno que, a su vez, se puede emplear como combustibl­e renovable.
SHUTTERSTO­CK La solución más ecológica es usar energía limpia, como la eólica o la solar, para descompone­r el agua en hidrógeno que, a su vez, se puede emplear como combustibl­e renovable.
 ??  ?? Uno de los primeros trenes de pasajeros que funcionan con hidrógeno se inauguró en Holanda, en 2020.
Uno de los primeros trenes de pasajeros que funcionan con hidrógeno se inauguró en Holanda, en 2020.

Newspapers in Spanish

Newspapers from Spain