El hidrógeno es, en principio, la panacea de los combustibles alternativos: puede almacenarse en estado gaseoso o líquido y distribuirse a través de gasoductos, pudiendo ser un sustituto del gas natural, y no emite gases de efecto invernadero en su combustión. Entonces, ¿cómo es posible que no se haya convertido ya en la alternativa estrella en nuestro camino hacia un modelo energético sostenible?
El problema hay que buscarlo en el coste y en la dificultad de producción. Para empezar, a pesar de ser uno de los elementos más abundantes de la Tierra, el hidrógeno no es fácil de obtener, pues no encontrarse de forma aislada en la naturaleza, sino que se genera a partir de otras sustancias que lo contienen, entre ellos el agua, el carbón y el gas natural. La forma ideal de producirlo sería obtenerlo directamente del agua –una sustancia presente en el 70% del planeta–, para lo cual sería necesario llevar a cabo un proceso denominado electrólisis, que consiste en la descomposición de las moléculas de agua (H2O), en oxígeno (O2) e hidrógeno (H2). Sin embargo, generalmente es este un proceso costoso para el que se necesita mucha energía eléctrica -que en la mayoría de los casos no procede de fuentes renovables- para alimentar los electrolizadores.
La forma ideal de producirlo sería obtenerlo directamente del agua –una sustancia presente en el 70% del planeta–, para lo cual sería necesario realizar la electrólisis de la molécula de H2O.
La dificultad para obtener hidrógeno 100% limpio ha llevado a los productores a clasificar el producto resultante en función de su valor sostenible. De este modo, el hidrógeno gris, el más utilizado actualmente -por ejemplo, en la industria química o en las grandes refinerías de petróleo- es el menos respetuoso con el medio ambiente, pues su generación sigue requiriendo de combustibles fósiles. Como alternativa, el ‘hidrógeno azul o bajo en carbono’ sigue requiriendo de combustibles fósiles, pero emite menos carbono, pues este se retira con un método llamado ‘captura y almacenamiento’. La opción más ecológica es el ‘hidrógeno verde’, producido a partir de energías renovables, una alternativa 100% sostenible que, sin embargo, es la menos común del mercado.
En función de su sostenibilidad existen tres tipos distintos de hidrógeno: hidrógeno gris, hidrógeno azul e hidrógeno verde.
El hidrógeno limpio y las energías renovables
Según una investigación realizada por la Universidad Stanford y la Universidad Técnica de Múnich, la producción de hidrógeno podría ser rentable si se utilizase todo el exceso de energía renovable que no se consume, y que, por tanto, no puede almacenarse. La clave, según el estudio, es que el rendimiento de las energías renovables es intermitente, con lo que el suministro de electricidad a partir de estas fuentes también es variable. A veces es insuficiente para satisfacer la demanda, mientras que en ocasiones se produce demasiada y se pierde, o bien se deja de producir, ya que no se puede almacenar en el momento.
Este problema se debe, según Javier Brey, presidente de la Asociación Española del Hidrógeno, al funcionamiento propio del sector eléctrico, que solo produce la electricidad que va a ser consumida, lo que se traduce en un desaprovechamiento de la energía que deja de producirse solo porque en ese momento no hay demanda. Tal y como explica el propio Brey, esta complicación se hace aún mayor a medida que aumenta el porcentaje de energía renovable en el mix eléctrico, algo que podría acabarse con un sistema de almacenamiento a gran escala basado en el hidrógeno. Así, en aquellos momentos en los que la capacidad de producción eléctrica renovable exceda la demanda, en lugar de parar esas instalaciones, la electricidad se derivaría a parques de electrolizadores, donde se produciría y almacenaría el hidrógeno para luego volverlo a transformar en electricidad mediante el uso de pilas de combustible. De este modo -sostiene Brey- el hidrógeno facilitaría al mismo tiempo la penetración de las energías renovables.
Un sistema de almacenamiento a gran escala basado en el hidrógeno podría permitir almacenar la energía renovable excedente para usarse posteriormente.
Un operario trabaja en Asia controlando los tanques de gas.
¿Cuánto cuesta producir hidrógeno?
Una investigación publicada recientemente en la revista especializada Nature Energy se propuso cuantificar el coste de producción de hidrógeno a partir energía eléctrica (empleando electrólisis) para determinar si se trataba o no de una alternativa viable desde el punto de vista comercial. Para ello, los investigadores recopilaron datos sobre los costes y precios del hidrógeno y los compararon con los precios de la electricidad en el mercado mayorista y datos de generación de energía eólica durante un año entero en Alemania y Estados Unidos. Su conclusión fue que los sistemas híbridos (de generación de hidrógeno a partir de energía renovable, generalmente eólica o solar), pueden llegar a ser rentables a partir de los 3,23 euros el kilo. El mismo estudio apuntaba, sin embargo, que los costes de los electrolizadores están disminuyendo considerablemente, lo que podría abaratar de forma considerable el gasto asociado a la generación de hidrógeno con energía procedente de fuentes renovables, algo que supondría un “pleno al quince” en materia de sostenibilidad energética.
De hecho, según el presidente de la Asociación Española del Hidrógeno, Javier Brey, ya es perfectamente viable. “La electrólisis es el segundo método de producción de hidrógeno a escala industrial de todo el mundo. Además, es un método limpio, cuyo coste resulta proporcional al de la energía eléctrica empleada en su producción”. Para el experto, valores inferiores a los 2,5 céntimos por kWh nos dan precios de unos 2,5 euros por kilogramo, lo que lo convierte en “una solución viable para la “descarbonización” de sectores como el industrial, del transporte o la energía”.
La alternativa: generación de hidrógeno a partir del gas natural
Aun así, existe una vía más económica de generar hidrógeno: manipulando el gas natural. Este proceso es conocido como ‘reformado de metano’, y podría ser una alternativa viable para la transición energética. El problema radica en que este sistema no acaba con la dependencia energética, pues generalmente se basa en combustibles fósil (el gas natural). Para deshacerse de ese carbono remanente, los productores de hidrógeno recurren al método de ‘captura y almacenamiento de carbono’, una técnica que permite ‘inyectar’ bajo tierra este exceso de este contaminante, lo cual daría como resultado el llamado ‘hidrógeno azul’. “Solo el 5% de la producción total de hidrógeno procede de la electrólisis -aseguraba Nils Anders Røkke, ingeniero mecánico y líder de SINTEF, una organización independiente que lleva más de 40 años investigando sobre prácticas sostenibles en el sector industrial, en una entrevista reciente. “Por ello, si queremos avanzar hacia una economía 100% sostenible, será necesario impulsar de forma paralela la generación de hidrógeno a partir del gas natural”, explicaba este especialista que augura que el ‘hidrógeno azul’ se irá incrementando a lo largo del tiempo en el viejo continente.
El “reformado de metano” es un proceso más barato para generar hidrógeno a partir del gas natural y podría convertirse en una alternativa para la transición energética.
