El hidrógeno como aliado ante el cambio climático
El hidrógeno es la molécula más ligera y pequeña de toda la tabla periódica y el décimo elemento más abundante de la corteza terrestre. Siempre está adherido a otros elementos, como al oxígeno, en el caso del agua (H2O), al carbono, en el de los hidrocarburos (CHx) y al nitrógeno, en el amoniaco (NH3). Estamos ante un vector energético porque necesita un aporte inicial de energía primaria.
Si bien el hidrógeno es un buen aliado para luchar contra el cambio climático y una alternativa energética vital para la descarbonización del sistema económico, es cierto que todavía es muy incipiente. Tiene poco mercado y muchas necesidades. Digamos que necesita apoyo en todos los niveles: desde subvenciones hasta avances tecnológicas. por lo tanto, requiere profesionales de largo recorrido y que aún necesitan posicionarse adecuadamente.
Al no ser una energía primaria puede implicar unas pérdidas de hasta el 70% durante el proceso de conversión. Su diversa procedencia y los diferentes métodos existentes para su obtención han dado lugar a los colores del hidrógeno. Se trata de una peligrosa y confusa acción de greenwashing que plantea la necesidad de aclarar sus numerosas vertientes cromáticas. Por este motivo, está el llamado hidrógeno azul que utiliza gas natural como energía primaria e incluye captura de CO2; el hidrógeno gris, cuyo origen es el carbón y el gas natural, y el hidrógeno verde, si la electricidad utilizada para su obtención procede de fuentes renovables.
En el caso de otras aplicaciones como el transporte marítimo, los camiones pesados, los trenes y las aplicaciones industriales, el hidrógeno todavía promete ser una alternativa limpia a los combustibles fósiles.
Las 4 claves para que el hidrógeno ayude ante el cambio climático
1️⃣ Aumentar la capacidad de las energías renovables. El mundo necesita hasta 6.000 GW de nueva capacidad instalada de energía renovable para 2050, frente a los 2.800 GW actuales para generar la demanda esperada de hidrógeno (500 millones de toneladas, según el Consejo del Hidrógeno).
2️⃣ Crear un mercado rentable y favorable a la demanda de hidrógeno verde para reducir los costos de equipos, infraestructura y costos operativos diarios. Actualmente, el principal costo operativo para la producción de hidrógeno verde es alimentar los electrolizadores, por lo que una disminución en los costos de energía reduce el costo del hidrógeno y aumenta la demanda.
3️⃣ Desarrollo de la cadena de valor. Ningún proveedor realiza todo el proceso de producción y distribución. Por el momento, las iniciativas están fragmentadas. Por lo tanto, son costosas, esto significa que las empresas de energía renovable, los fabricantes de electrolizadores, los proveedores de redes y los especialistas en tratamiento de agua deben trabajar juntos para construir una cadena de suministro resistente.
4️⃣ Diseñar y construir la infraestructura adecuada en términos de logística, almacenamiento y distribución. Es necesario invertir en redes de tuberías de hidrógeno para desbloquear el potencial del hidrógeno verde.
El hidrógeno y cambio climático a partir de energías renovables
La financiación contenida en los fondos europeos de recuperación Next Generation aportará 140.000M€ para España hasta 2023. Esto ha resultado muy atractivo a la mayoria de las grandes empresas energéticas para ser líderes y explotar este nuevo nicho tecnológico. Las empresas están poniendo toda la carne sobre el asador. Las cifras de los proyectos presentados para ser financiados por los fondos europeos han superado todas las expectativas. Hydrogen Council y McKinsey estiman que en el mundo hay 228 proyectos a gran escala. De estos, 106 se reparten entre tres grandes empresas españolas: Iberdrola, Endesa y Enagás.
Los sectores objetivos de estos proyectos son aquellos que no se pueden electrificar de manera directa. Parece un magnífico instrumento de almacenamiento energético, siendo el complemento perfecto a la aleatoriedad de la generación de electricidad con sol y viento, ya que permite guardar y gestionar la electricidad excedente de origen renovable. La gran industria, es decir, las siderurgias, las cementeras, las petroquímicas o las empresas alimentarias pueden cubrir su demanda energética con hidrógeno. Esto sería un factor clave para el impulso del hidrógeno ante el cambio climático, porque reduce de manera muy notable las emisiones de gases de efecto invernadero (GEI).
El sector transporte también está interesado. En especial, el transporte terrestre pesado, el marítimo y el aéreo. Airbus ya anunció que para 2030 tendría su nuevo prototipo de avión impulsado por hidrógeno. Por otro lado, Norled, la naviera Noruega, ha anunciado para 2023 su primer ferry propulsado por hidrógeno verde.
Aportes recientes del hidrógeno en cambio clímatico
Algunas organizaciones afirman que se deberían sobredimensionar todas las infraestructuras de distribución del hidrógeno, cuyo transporte es complejo. Al generarse con electricidad, para ahorrar costes de inversión en nuevos proyectos, es más lógico usar las redes de transporte eléctrico y producir el hidrógeno única y exclusivamente en las zonas de consumo.
Por último, encontramos el rendimiento, es decir, la eficiencia energética del proceso de obtención del hidrógeno, que varía entre el 20% y el 40% en función de los sectores y de las tecnologías de aplicación, según numerosos informes. Al no ser una fuente de energía primaria puede implicar pérdidas de hasta el 70% en todo el proceso de conversión. Además, tiende a ocultar otras alternativas más eficientes como es la mejora del ferrocarril y la movilidad sostenible.
Todo ello sin olvidar que el modelo energético de futuro, según la Directiva Europea 2019/944, pasa por reforzar la inclusión y la participación de la ciudadanía de manera activa en la gestión de su propia energía, algo que parece complicado con el hidrógeno.
Un ejemplo del beneficio del hidrógeno al cambio climático
El proyecto Power to Green Hydrogen Mallorca es un ejemplo actual de lo que el hidrógeno puede aportar al cambio climático. Estos son palabras de Ursula Von der Leyen, presidenta de la Comisión Europea, en la apertura de la Semana de la Energía Sostenible de la UE.
El objetivo principal de Power to Green Hydrogen Mallorca es crear una fábrica de hidrógeno verde en el municipio de Lloseta, perteneciente a Mallorca. Este hidrógeno verde está destinado a descarbonizar los sectores principales de la isla como el transporte y el turismo.
La planta de hidrógeno de Mallorca ha comenzado su funcionamiento este año, y ya es una realidad en funcionamiento. Producirá 300 toneladas de hidrógeno verde al año partir de la energía solar producida por dos instalaciones fotovoltaicas. Ambas están situadas en el entorno cercano, concretamente, en los municipios de Lloseta y Petra.
Esta producción reducirá las emisiones de CO2 hasta en 20.700 toneladas al año. Lo que implica una gran medida frente al cambio climático.
Según declaraciones de la administración local, la planta de energía de Mallorca es el primer gran proyecto de la Estrategia de Hidrógeno Verde de la Unión Europea.
El proyecto para generar hidrógeno verde en Mallorca es un gran ejemplo frente al cambio climático. Sin duda, es un caso de exito donde el aporte del hidrógeno sirve luchar contra el cambio climático y reducir sus efectos.
Problemas del hidrógeno para el cambio climático
A pesar de todas sus ventajas, el hidrógeno también tiene algunos inconvenientes que afectan al cambio climático. Las personas que se oponen al vance de esta tecnología señalan como aspecto más dañino para el medio ambiente la producción.
Es muy difícil producir hidrógeno como combustible a gran escala sin generar gases de efecto invernadero. De hecho, la mayor parte del hidrógeno (alrededor del 95 %) es hidrógeno gris, es decir, se produce a partir de combustibles fósiles. El resto se obtiene por electrólisis del agua para lo que se precisa una gran cantidad de energía eléctrica, que también se genera de forma mayoritaria con combustibles contaminantes (de origen fosil como el gas y el petroleo).
Por lo tanto, sus ventajas son reducidas. Gran parte de estos problemas se resuelven cuando el origen de la energía es renovable, y se produce el denominado hidrógeno verde.
La contaminación que produce el hidrógeno
Según un estudio científico públicado por el gobierno del Reino Unido, todos los tanques que almacenan hidrógeno tienen pérdidas. El gas que se filtra y escapa a la atmósfera es más dañino para el medio ambiente que el archiconocido CO2. En un período de 100 años, una tonelada de hidrógeno liberado a la atmósfera calentará la Tierra 11 veces más que una tonelada de CO2. Esto se debe a que el hidrógeno interactúa con otros gases y vapores en el aire para producir poderosos efectos de calentamiento.
Por otro lado, existe un estudio de la consultora Frazer-Nash , donde se afirma que los tanques de gas comprimido pierden alrededor del 0,12-0,24 % de su volumen al día. También expone que el hidrógeno transportado como líquido criogénico pierde alrededor del 1 %. Este llega a las capas superiores de la atmósfera, donde interactúa con los mismos oxidantes troposféricos que «limpian» las emisiones de metano. Esto conduce a mayores concentraciones de metano y que permanece en la atmósfera por más tiempo. La presencia de hidrógeno también aumenta la concentración tanto de ozono troposférico como de vapor de agua estratosférico, elevando aún más las temperaturas.
Toda la información científica es buena y sirve para airear los aspectos a mejorar en todas las tecnologías. Considerando el peor de los casos, donde la tasa de fuga de hidrógeno llegar al 10 %, el uso de hidrógeno compensará una reducción del 4 % en las emisiones de carbono. Esto implica que el hidrógeno se mantiene como mejor alternativa respecto al uso de combustibles fósiles. Sin emabrgo, esta información es una oportunidad de mejora y tener mayor conciencia para controlar las fugas de hidrógeno.
El otro gran problema sin resolver del hidrógeno
La tecnología del hidrógeno tiene ventajas, pero también unos riesgos que han de tenerse en cuenta con el fin de evitarlos. Por un lado, la baja competitividad de mercado y la falta de desarrollo industrial para el hidrógeno verde (electrolizadores) supone, para muchos expertos, un refugio para la continuidad y la perpetuación del gas fósil. Actualmente, sólo se puede hibridar gas en los gaseoductos con hasta un 6-10% de hidrógeno.
Por otro lado, según un informe de Lazard, el coste global del hidrógeno (con solo un 20% de renovables) se sitúa en 127 €/MWh, cuando la solar está en unos 40 €/MWh y la eólica en 54 €/MWh. En las subastas de renovables de España, la media de ambas fue de 22,4€/MWh.
