El hidrógeno verde busca resolver la ecuación del almacenamiento para consolidar su revolución

¿Por qué interesa almacenar hidrógeno? Para descarbonizar el transporte. Para propulsar barcos, camiones, autobuses, trenes y aviones que llevarían depósitos de este gas. Basta fijarse en el horizonte que el Gobierno ha planteado para 2030: tener una flota de 150 autobuses, 5.000 vehículos ligeros y pesados y 2 líneas de trenes comerciales movidos por hidrógeno. Hay ejemplos en la industria del automóvil: los modelos Hyundai Nexo y Toyota Mirai llevan depósitos de hidrógeno que alimentan pilas de combustible para generar electricidad.

También necesitaremos almacenar este gas en la red de cien hidrogeneras que se instalarán hasta 2030. Y para las necesidades de industrias con alto consumo energético (como la siderurgia), de difícil electrificación. En 2030, el 25% del consumo de hidrógeno industrial será de origen renovable. 

Sobre todo se mira al hidrógeno para aprovechar el excedente de energía eólica y fotovoltaica, que se estima crezca en el futuro ya que en 2030 el 74% de nuestra electricidad será renovable. Es decir que cuando los aerogeneradores y placas fotovoltaicas produzcan energía que no se consume, para que no se pierda, se puede generar hidrógeno renovable, guardarlo y convertirlo en electricidad en momentos de alta demanda. Según previsiones de la Asociación Española del Hidrógeno (AeH2), en 2030 la energía eléctrica sobrante en España será del orden de 17 TWh (teravatios/hora), «el equivalente a la energía que consume Madrid en un año», detalla el presidente de AeH2 Javier Brey. «Podemos gestionarla convirtiéndola en hidrógeno —explica—, que servirá para producir energía de nuevo, o como un combustible limpio para alimentar a más de tres millones de vehículos al año».

Pero el hidrógeno verde tiene difícil ecuación para su almacenamiento debido a su baja densidad. «Es un gas ligero que pesa muy poco. En un kilogramo hay mucha energía pero en un litro poca. Si tenemos que meter el hidrógeno en un avión, el peso no es el problema pero sí el volumen que ocupa», indica Brey. Así que una de las alternativas es comprimirlo. «Se comprimen muchos gases desde hace décadas, es una tecnología madura y no es cara», dice Brey. Hoy día se comprime hidrógeno a 350 bar para autobuses y camiones comerciales. A 700 para algunos modelos de coches —«para ocupar menos espacio», matiza Brey— y ya hay ensayos a 1.000 bar. Presiones que han dado un impulso tecnológico a los depósitos donde se guarda el hidrógeno. «No es el clásico tubo de acero —detalla Brey—. Utilizamos materiales compuestos y estructuras bobinadas, más resistentes, que se deforman si es preciso pero sin llegar a romper, son ligeros y soportan altas presiones sin fugas». «En movilidad, peso y volumen es un asunto crítico, por eso se investigan nuevos materiales para almacenar hidrógeno con poco peso y seguros para que no haya fugas» , indica Ekain Fernández, responsable de Tecnologías del Hidrógeno en Tecnalia.

Cuando se necesita mayor capacidad de almacenamiento, por ejemplo para un futuro avión de hidrógeno, la opción puede ser el hidrógeno líquido criogenizado a -253ºC. «Aquí se produce un gran gasto energético para conservar esa temperatura. Y si el depósito pierde temperatura, aunque tenga buen aislamiento, el hidrógeno se evapora. Esta tecnología está pensada para breves periodos de tiempo», dice Brey.

Existe otra línea de investigación. Utilizar líquidos portadores de hidrógeno, como el amoniaco o líquidos orgánicos de nueva generación (LOHC). «El amoniaco tiene la capacidad de transportar grandes cantidades de hidrógeno, por ejemplo para barcos que necesitan gran autonomía. Dependiendo del tipo de almacenamiento que tienes se buscan diferentes soluciones», señala Fernández.

Así es el proceso: «El hidrógeno se incorpora al amoniaco o a otro líquido que permita tener una alta concentración de este gas, se transporta por tubería o en el depósito de un barco o camión. Al llegar a destino se vuelve a separar el hidrógeno del amoniaco», explican Christian Blanco e Iñigo Ispizua, director de Industria y director de proyectos, respectivamente, en Boslan Ingeniería y Consultora.

Esta compañía lidera el proyecto de I+D HySHORE, en el que participa un consorcio de empresas y entidades vascas. Su objetivo es buscar soluciones para transportar y almacenar hidrógeno generado en parques eólicos offshore, a 50 kilómetros de la costa. «Planteamos campos eólicos en alta mar para generar hidrógeno con electrolizadores. Estudiamos distintas tecnologías de transporte y almacenamiento para ver las más viables técnica y económicamente según su aplicación. Desde conectar a tierra con un umbilical submarino, que es carísimo, hasta almacenar el hidrógeno en amoniaco o en cápsulas a alta presión. Pensamos en barcos impulsados por hidrógeno que reposten en estas plataformas. O en buques que carguen las cápsulas para trasladadas a otro destino», cuentan Blanco e Ispizua.

También el proyecto Zeppelin (en el que participan 7 empresas españolas y 8 organismos de investigación) busca nuevas tecnologías para el hidrógeno verde. En este caso, Redexis, en colaboración con la Fundación para la Investigación y Desarrollo en Transporte y Energía (Cidaut), estudia diferentes soluciones de almacenamiento. «Queremos impulsar la vía del amoniaco, que permite almacenar hidrógeno a bajo coste, estudiamos sus ventajas y las diferentes tecnologías implicadas. El amoniaco tiene un uso industrial y como materia prima, como combustible renovable», explican la doctora Lola Storch de Gracia, responsable de Innovación en Redexis, y José Ignacio Domínguez, responsable de Proyectos en Cidaut.

Y se valora una opción más para almacenar hidrógeno, aunque todavía es muy incipiente. «Mezclarlo con un metal sólido que lo pueda transportar. Después se extrae el hidrógeno y se recupera el metal original. Un proceso que se puede repetir cuantas veces se quiera», concluye Brey.

Un compendio de soluciones innovadoras que pueden convertir el hidrógeno en el nuevo petróleo del futuro.