El hidrógeno verde se postula como solución para la transición energética

La generación de hidrógeno gasta una energía equivalente a 342 reactores nucleares funcionando las 24 horas y siete días a la semana, pero proveniente de combustibles fósiles, pero el mercado del hidrógeno está en auge, con tasas de crecimiento de dos dígitos anuales.

Según el informe el informe dirigido por Marcos Rupérez desde OBS Business School, el objetivo es convertir toda la producción mundial de hidrógeno en renovable y además aumentarla. Todos los organismos internacionales planean que esta sea la tecnología más instalada en el futuro y por ello el mercado actual de los electrolizadores y el hidrógeno renovable es una industria en explosión con tasas de crecimiento de 2 dígitos anuales (%). La tasa de producción de hidrógeno obtenido mediante energías renovables a a día de hoy es inferior al 0,03% de la producción mundial.

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Actualmente el 80% de la energía que utilizamos en el mundo no es eléctrica y se produce principalmente mediante fósiles como el petróleo, el gas natural y el carbón. El cambio climático y la carestía de estos fósiles hace que la transición energética sea imprescindible, pero para lograr la electrificación de la economía es necesaria una ingente variedad de tecnologías y sectores. El hidrógeno y sus tecnologías puede ser un actor relevante que aporte soluciones. Sin embargo, este no siempre proviene de fuentes renovables, de hecho hoy en día para su obtención se suelen utilizar combustibles fósiles que emiten CO2 en el proceso.

El consumo mundial de hidrógeno fue en 2020 de alrededor de 90 Mt (Millones de toneladas métricas), y para su generación se empleó un 2% de toda la energía primaria utilizada por los humanos sobre la tierra. La práctica totalidad de ese hidrógeno se generó a través de combustibles fósiles y por tanto ese hidrógeno es el principal candidato a ser sustituido por otro producido sin emitir CO2, el llamado «hidrógeno verde», que se obtiene de fuentes renovables por electrólisis o por gasificación de materia orgánica. Marcos Rupérez afirma que «es de primordial importancia establecer un sistema de garantías de origen que certifiquen oficialmente las emisiones asociadas a la generación del hidrógeno, así como su procedencia».

Y los datos del informe indican que la tasa de producción de hidrógeno proveniente de electrólisis por energías renovables u otras fuentes no emisoras de CO2, a día de hoy, es inferior al 0,03% de la producción mundial.

El objetivo hoy es convertir toda la producción mundial de hidrógeno en renovable y además aumentarla. Todos los organismos internacionales planean que esta sea la tecnología más instalada en el futuro y por ello el mercado actual de los electrolizadores y el hidrógeno renovable es una industria en explosión con tasas de crecimiento de 2 dígitos anuales (%).

Los costes actuales para generar hidrógeno por electrólisis son altos, pero se espera que apliquen economías de escala al aumentar rápidamente la instalación de electrolizadores y estos bajen hasta hacer el hidrógeno no emisor de CO2 competitivo.

El 44% de todo el consumo mundial de hidrógeno, 40 Mt anuales, se utiliza en las refinerías de petróleo para modificar las propiedades o convertir en otros combustibles los productos petrolíferos finales. Este hidrógeno es habitualmente generado en la propia planta partiendo de gas natural o del propio crudo y recombinado con otros flujos in situ. Un 37%, aproximadamente 34 Mt, se utiliza para generar amoniaco para fertilizantes. Se podría decir que la sociedad actual se alimenta gracias a que el hidrógeno o el gas natural abonan los campos, un hecho poco conocido pero que es una de las principales razones por las que la agricultura es altamente emisora de CO2.

Otro 12% del hidrógeno mundial, 11 Mt anuales, se usa para la fabricación de metanol, que en la industria química sirve para sintetizar plásticos, pinturas, resinas y adhesivos entre otros. Y también se utiliza en la metalurgia para reducir óxido de hierro. En esta área se le augura un gran futuro al ser de los pocos agentes reductores que no emiten CO2.

Pero más allá de su uso en la industria, el hidrógeno se está testeando para la generación de calor. Según explica el informe de OBS, parece que en este campo podría ofrecer ventajas a nivel industrial, sin embargo, difícilmente se impondrá para la calefacción de viviendas porque existen tecnologías como la aerotermia o la geotermia que son entre tres y cinco veces más eficientes que cualquier caldera, incluso la de hidrógeno.

En el sector del transporte el hidrógeno es una opción muy viable porque pesa menos que las baterías de litio y sus tiempos de recarga son similares al diésel. Parece una buena opción para el transporte de mercancía a larga distancia, trenes, barcos y aviones, para los que también se está planteando el uso de biocombustibles. El hidrógeno se puede integrar en otras moléculas liquidas y gaseosas de más fácil manejo para fabricar un combustible similar al diésel, el denominado e-fuel; y también se puede almacenar dentro de la molécula del amoniaco, un gas más fácil de gestionar que se plantea como uno de los principales combustibles para los futuros grandes barcos.

En este sector ya existen multitud de soluciones diferentes y en los próximos años y bajo la experiencia de proyectos piloto se definirá qué aplicaciones utilizarán hidrógeno, cuáles baterías eléctricas y cuáles biocombustibles u otras tecnologías.

Para poder llegar a un planeta con emisiones netas nulas, el plan de la ONU implica una alta implantación de hidrógeno y dado que tan solo nos separan 28 años de la fecha señalada, «el impulso que ha de darse al hidrógeno debe ser masivo», afirma Rupérez. Muchos países del mundo ya están plasmando en planes estratégicos sus intenciones, entre ellos destaca Chile, con el objetivo de instalar 25 GW de electrólisis antes de 2030, y la Unión Europea, que en su conjunto planea instalar 40 GW para la misma fecha. «Hay que entender que el reto es mayúsculo ya que actualmente no existe ni un 1% de esa potencia instalada», añade Rupérez.

Una de las grandes limitaciones para el uso masivo del hidrógeno es que para su transporte no se puede aprovechar la actual red de gas natural dado que el hidrógeno es mucho más corrosivo para los materiales de las tuberías y válvulas, por lo que parece que no se podrá insertar fácilmente más de un 20% sin modificar las tuberías o las aplicaciones finales. Además, según explica el autor del informe «insertar hidrógeno en la red de gas natural para cualquier uso es utilizarlo en última instancia para aplicaciones como las calderas en viviendas donde no es la opción más eficiente posible de electrificación y por tanto un gasto innecesario de energía primaria. Aun así, el sector energético es multifactorial por lo que la eficiencia podría no ser el factor definitorio».

Se planea que para 2030 el hidrógeno verde pase del 2% actual a suponer entre un 8% y un 24% de todo el consumo primario de energía mundial y por tanto el sector del hidrógeno a buen seguro va a seguir una senda de crecimiento la próxima década.

Desde la Comisión Europea se considera que el hidrógeno renovable es la opción más compatible con el objetivo de neutralidad climática y contaminación cero de la UE a largo plazo. La elección del hidrógeno renovable se basa en la fuerza industrial europea en la producción de electrolizadores, lo que generaría nuevos puestos de trabajo y crecimiento económico en la UE y apoyará un sistema energético integrado y con una buena relación entre coste y eficacia.

La Comisión ha publicado su hoja de ruta, en la que se contemplan tres fases hasta el año 2050 , con un programa de inversiones necesarias en todo el territorio, con partidas que se mueven en una horquilla máxima de 919.200 y una mínima de 501.010 millones de euros. Todo ello con el objetivo de abordar la adaptación de Europa para situarse como una potencia mundial en la producción y consumo de hidrógeno.