Hasta hace poco la electricidad parecia la única fuente de energía. Sin embargo, delante de nosotros se encuentra la mayor reserva de combustible no contaminante del mundo: el hidrógeno. Este gas se puede generar a partir de fuentes renovables, almacenarse y ser utilizado, a través de pilas de combustible, para generar electricidad sin contaminar. Esto nos abre los ojos ante la energía del futuro, es decir, a la energía de hidrógeno en 2023
La clave del futuro energético es encontrar un vector que se pueda acumular y sea capaz de producir energía. Los expertos sobre Transición Energética afirman que es necesario recortar las crecientes emisiones de CO₂. Esto se puede conseguir mediante el hidrógeno (H₂), un gas que sustituirá a todos los combustibles contaminantes en una década.
El hidrógeno es el elemento químico más abundante, pues forma nueve de cada diez átomos del universo. Donde más abunda es en las estrellas y en los planetas gaseosos gigantes, donde aparece en estado de plasma.
Bajo las condiciones normales de presión y temperatura de la Tierra, el hidrógeno se presenta en forma molecular o diatómica (H₂), siempre en estado gaseoso. En ese estado es muy poco abundante en nuestra atmósfera debido a que su pequeña masa le permite escapar a la atracción gravitatoria más fácilmente que otros gases más pesados. Por eso, aunque es el decimoquinto elemento más abundante en la superficie terrestre, la mayoría forma parte de compuestos químicos como los hidrocarburos y el agua.
Si uno quiere emplear una pila de hidrógeno, lo primero que tiene que conseguir es hidrógeno puro. Hoy día, la manera más económica de producirlo de forma comercial es a partir del gas natural mediante un proceso de reformado con vapor. Sin embargo, las reservas de gas natural son finitas, es decir, no son una fuente fiable. Se puede extraer hidrógeno del carbón y de las arenas bituminosas, aunque hacerlo aumentaría drásticamente la emisión de CO₂ a la atmósfera. Se podría utilizar también energía nuclear, con los problemas que ello acarrea.
Cómo se producirá la energía de hidrógeno en 2023
El hidrógeno también se puede obtener por fermentación, por medio de producción biológica en un biorreactor de algas, por procedimientos químicos (reducción química) y por calor (por termólisis).
El procedimiento de obtención más prometedor es por electrólisis hídrica. Es decir, por descomposición del agua en sus dos componentes, oxígeno e hidrógeno, gracias a una corriente eléctrica suministrada por una fuente de alimentación, una batería, una pila o cualquier fuente renovable, que se conecta mediante electrodos al agua. Para disminuir la resistencia al paso de corriente a través del agua se suele añadir un electrolito fuerte como una sal de sodio (Figura).
Imaginen ahora una planta de generación renovable de electricidad cercana a una gran fuente de agua salina: el océano. La electricidad necesaria para la electrolisis se produciría mediante aerogeneradores costeros, aprovechando las mareas.
Una planta industrial de electrolisis descompondría el agua en oxígeno (liberado a la atmósfera sin problema contaminante alguno) e hidrógeno, que, tras un almacenaje en depósitos como se hace con el gas, estaría disponible para ser usado como combustible. Desde los depósitos, el hidrógeno se trasladaría hasta las unidades de consumo (fábricas, hogares o estaciones de servicio), de la misma forma que hacemos con el gas: a través de gasoductos (mejor dicho, de hidroductos) que podrían ser los mismos que actualmente distribuyen gas natural hasta los cuartos de calderas de nuestras casas.
En un futuro no muy lejano, allí donde hoy se encuentra una caldera que quema gas, gasoil o cualquier otro combustible contaminante, habrá una pila de combustible capaz de generar electricidad con el hidrógeno que llegará por hidroductos comerciales. Bastará con inyectar oxígeno procedente de la calle para generar la electricidad que demande todo el edificio con un rendimiento que casi triplica al de la quema de combustibles tradicionales y sin emitir gases contaminantes. Además, la pila de combustible produce vapor de agua como residuo; el vapor podrá usarse para la calefacción en invierno y, acoplado a una máquina de absorción, para transformar el calor en frío y tener aire acondicionado durante el verano.
La aplicación de la energía de hidrógeno en 2023
Diversos fabricantes de automóviles están desarrollando motores de hidrógeno muy competitivos. También, sistemas domésticos y autónomos que permiten obtener hidrógeno a partir de energía solar para repostar vehículos de pila de combustible. De esta forma, se aprovecha el proceso para generar electricidad y agua caliente para el hogar.
España está a punto de poner en circulación su primer tren impulsado por pilas de hidrógeno que elimina las emisiones contaminantes causadas por la combustión. Este país, que está liderando el uso de las renovables y el abandono de los combustibles fósiles, se une a Japón, que ha apostado claramente por un futuro energético a base de hidrógeno. Algunas compañías, como Honda, DaimlerChrysler, Ford, General Motors/Opel, Hyundai, Kia, Renault/Nissan y Toyota están desarrollando proyectos relacionados con los vehículos de hidrógeno.
En 2018, los modelos Mirai movidos por hidrógeno fabricados por Toyota circulan en Alemania y en Dinamarca. Esta última cuenta ya con diez estaciones de servicio que suministran hidrógeno (ESH) y rellenan el depósito en unos minutos. Alemania dispone ya de 60 ESH, por debajo del líder mundial, Japón, que cuenta con 96.
Con la adecuada planificación, es posible circular por estos países sin quedarse secos. Gracias a una inversión de 350 millones de euros, Alemania planea instalar 400 surtidores y aspira a convertirse en la potencia europea del hidrógeno.
