Nuevos informes sugieren que el mercado del hidrógeno podría tener un valor de $ 1 billón por año para 2050, ya que se lo considera una fuente de energía vital en la transición de los combustibles fósiles a alternativas más ecológicas. Con un mayor número de empresas energéticas y gobiernos invirtiendo en proyectos de hidrógeno, podría formar una parte importante de la combinación energética en los próximos años. Se espera que el hidrógeno valga una fortuna en el futuro si continúan las tendencias de inversión en la fuente de energía.
La industria de hidrógeno a nivel mundial
Varios países alrededor del mundo están produciendo hidrógeno, pero el tipo de producción varía significativamente. Muchas empresas de petróleo y gas producen hidrógeno gris o azul, transformando el carbono residual de los combustibles fósiles en hidrógeno, que aún depende de las operaciones de gas. Pero ahora, después de dos años de pandemia y la cumbre climática COP26, varios países buscan invertir en hidrógeno verde, creando la fuente de energía utilizando la electrólisis del agua.
Michele DellaVigna, líder de la unidad de negocios de capital de materias primas para la región EMEA en Goldman Sachs, explicó: «Si queremos llegar a cero neto, no podemos hacerlo solo a través de la energía renovable». Y «necesitamos algo que asuma el papel actual de gas natural, especialmente para gestionar la estacionalidad y la intermitencia, y eso es hidrógeno”. También destacó la plétora de usos potenciales del hidrógeno: «Podemos usarlo para el transporte pesado, podemos usarlo para calefacción y podemos usarlo para la industria pesada».
Un billón al año implica el 15 % del mercado energético mundial
Para alcanzar esta estimación de $ 1 billón al año, el hidrógeno tendría que ocupar alrededor del 15 por ciento del mercado energético mundial. Dado que las compañías petroleras consideran que el hidrógeno es una forma de reducir su huella de carbono mediante el uso de tecnología de captura y almacenamiento de carbono (CCS) para transformar los desechos de carbono en energía utilizable, es probable que la producción de hidrógeno aumente sustancialmente durante la próxima década. Esto contará con el respaldo adicional de la inversión del gobierno y de las empresas energéticas en proyectos de hidrógeno verde, que están surgiendo en Europa y Asia.
El papel del hidrógeno en la industria petroquímica
Las principales compañías productoras de hidrógeno a nivel mundial son: Air Liquide, Praxair, Linde, Air Products, Shell, Chevron, BP, ConocoPhillips, ExxonMobil. Hasta ahora la mitad de la producción es destinada a producción de amoniaco para fabricación de fertilizantes. La otra mitad se emplea en la industria petroquímica, en concreto, en el refinado del petróleo (hydrocracking). El hidrógeno se emplea para obtener combustibles líquidos usados en el transporte. Esto se logra mediante la división de las cadenas de hidrocarburos en fracciones más ligeras.
El papel del hidrógeno es muy importante en la industria química, en el refinamiento de petróleo y en la petroquímica. Poco a poco, el hidrógeno se ha ido introduciendo en la industria energética mediante su combustión directa o a través de pilas a combustible.
El aumento visto a través de los años es principalmente debido al aumento del consumo de este gas en los procesos de desulfuración de los combustibles para obtener un carburante más limpio y los procesos de tratamiento de arenas de petróleo.
La industria de la automoción apuesta por el hidrógeno
El hidrógeno renovable genera cero emisiones de CO2 en su utilización. Esta característica podría jugar un papel fundamental en los próximos años para abrir un nuevo camino hacia la movilidad descarbonizada.
El coche de pila de hidrógeno es eléctrico. Tiene celdas de pila de hidrógeno y una batería para almacenar el exceso de energía que utiliza en los desplazamientos. Es un vehículo de cero emisiones, porque emite sólo agua por el tubo de escape. Su eficiencia de consumos se traduce en autonomías adecuadas para viajes de largo recorrido y los tiempos de recarga son muy reducidos. En el mercado actual se comercializan el Hyundai Nexo y el Toyota Mirai.
En el segmento de pequeño transporte industrial están progresando las furgonetas de hidrógeno. Renault ha desvelado todos los detalles del Hyvia Master Van H2-TECH, equipada con una pila de combustible de 30 kW.
Grandes resultados en el transporte pesado
Muchas ciudades europeas ya apuestan por la tecnología de hidrógeno para sus flotas de autobuses. El hidrógeno es entre dos y tres veces más eficiente que los motores convencionales, por lo que permite llegar más lejos con menos combustible. Una característica muy valiosa para el transporte de pasajeros en los autobuses.
Además, cumple un objetivo de cualquier urbe de gran tamaño que es reducir la contaminación atmosférica. Esto lo consigue porque desecha como subproducto agua limpia. De esta forma, los vehículos propulsados por hidrógeno eliminan las emisiones de CO2 y de otros gases como el HC, CO y NOx.
En el afán de impulsar soluciones tecnológicas para que los vehículos industriales de largo recorrido reduzcan las emisiones de CO2 en un 100 por cien, algunos fabricantes apuestan por la pila de combustible que utiliza el hidrógeno para generar electricidad con la que se alimenta un motor eléctrico.
La Unión Europea ha dispuesto que, a partir de 2025, los vehículos pesados deberán emitir un 15 por ciento menos de CO2, y el 30 por ciento, a partir de 2030. Los grandes camiones representan entre el 65 y el 70 por ciento de todas las emisiones de CO2 de los vehículos pesados.
El consumo de hidrógeno en la industria
Los beneficios del hidrógeno no han pasado desapercibidos para los sectores que miran a medio y largo plazo.
Por ese motivo, el hidrógeno es también aplicado a:
✅ la industria aeroespacial: destaca el uso para la propulsión de las partes criogénicas de los cohetes
✅ la industria de los metales: donde tiene una gran utilidad para crear una atmósfera reductora.
✅ la industria alimentaria: donde se usa para la producción de plásticos, poliéster, nylon y para la hidrogenación de ácidos grasos;
✅ el tratamiento térmico: es muy empleado para producir la llama oxi-hidrógeno. Esta tiene una aplicación en la fabricación del vidrio hueco y para las preformas de fibra óptica.
✅ los laboratorios y centros de análisis: como elemento químico.
✅ la industria electrónica: con diferentes usos.
La industria de hidrógeno tiene tres colores
La industria se está descarbonizando. Los ciudadanos somos conscientes de la fragilidad del medio ambiente y premiamos las industrias menos contaminantes. Existen sectores productivos que tradicionalmente han generado muchos contaminantes ambientales. Sus efectos han sido nocivos tanto en la atmosfera, como en el agua y en el suelo.
Para cambiar esta situación el hidrógeno es una solución prometedora. La industria consume hidrogeno con tres procedencias distintas. Este origen se clasifica mediante los conocidos como colores del hidrógeno. Sin embargo, de todos los colores posibles ahora destacan tres. Estos son los colores gris, azul y verde.
🤍 Hidrógeno gris
Es el proceso más común. Consiste en utilizar ya sea gas natural o carbón como materia prima. Este reacciona con vapor a altas temperaturas y presiones para producir gas de síntesis. Este gas está formado principalmente por hidrógeno y monóxido de carbono.
El gas de síntesis luego reacciona con agua adicional para producir hidrógeno puro y CO2. Estos están bien establecidos procesos, pero generan CO2 significativo emisiones, por lo que el elemento resultante es hidrógeno gris.
💙 Hidrógeno azul
Se trata del segundo proceso más común en la fabricación de hidrógeno para la industria. Se basa en los mismos procesos básicos como hidrógeno gris, pero atrapa hasta el 90 por ciento de las emisiones de gases de efecto invernadero a través de la captura de carbono.
La tecnología actual permite que ese carbono se almacena subterráneamente. Este proceso que requiere una inversión económica considerable. Otra opción es reutilizarlo como materia prima para la industria. Sin embargo, en la última fase también libera CO2 a la atmósfera.
💚 Hidrógeno verde
Es el proceso más prometedor, y donde más están invirtiendo los gobiernos. Este tipo de hidrógeno utiliza energía renovable para alimentar la electrólisis, que es el proceso de generación más habitual. Este proceso divide las moléculas de agua en hidrógeno y oxígeno. La electrólisis requiere energía.
La singularidad del hidrógeno verde está en emplear energía de fuentes renovables de menor coste. Hay tres tecnologías principales de electrólisis con diferentes niveles de madurez.
La tecnología alcalina ALK es la tecnología más básica y madura. Tiene una cuota de mercado de alrededor del 70 por ciento. Se beneficia de bajo coste, y es un proceso con una larga vida útil. Sin embargo, los procesos ALK deben ejecutarse continuamente o el equipo de producción puede dañarse.
La tecnología de membrana electrolítica polimérica (PEM) Es la segunda más utilizada en electrólisis. Tiene una cuota de mercado de unos 30 y está siendo adoptado por la mayoría de los líderes fabricantes de electrolizadores. PEM produce una mayor calidad de hidrógeno. Además, permite operar de forma intermitente, pero es también cara. Presenta tasas de producción más bajas que ALK . Una tercera tecnología es una celda electrolizadora de óxido sólido, que todavía está en la etapa de I + D etapa. Esta innovadora tecnología ofrece una alta eficiencia a bajo costo. Sin embargo, requiere un largo tiempo de inicio y los componentes de este proceso tiene una corta vida operativa.
La demanda de hidrógeno en la industria se ha triplicado
La Agencia Internacional de Energía (AIE) predijo el crecimiento del mercado del hidrógeno hace mucho tiempo en su informe de 2019 sobre el Futuro del Hidrógeno. La demanda de hidrógeno se ha triplicado desde 1975. Se requiere el 6 por ciento del gas natural del mundo y el 2 por ciento del carbón destinados a la producción de hidrógeno. Aunque criticó el alto nivel de emisiones de carbono creadas por la industria.
Y ahora, no son solo los países de Europa y Medio Oriente los que están desarrollando sus economías de hidrógeno. Namibia tiene grandes planes para una nueva planta de hidrógeno verde. Con un costo estimado de $ 18 millones, la planta de hidrógeno se ubicará en la región de Erongo, y la construcción comenzará este año para estar operativa en 2023.
El proyecto se llevará a cabo como una empresa conjunta entre el Grupo Ohlthaver & List (O&L) y CMB.TECH. El presidente ejecutivo de O&L, Sven Thieme, explicó sobre el plan: «Si bien el alejamiento de los combustibles fósiles puede tomar varios caminos, el hidrógeno verde es uno que muestra un tremendo potencial para llevarnos allí». Sugirió que Namibia es el lugar perfecto para un proyecto de hidrógeno verde gracias a sus operaciones de energía solar, eólica o hidroeléctrica existentes.
India apuesta por la industria de hidrógeno
India es otro país que busca aumentar su producción de hidrógeno mediante la introducción de nuevas políticas para dar la bienvenida al hidrógeno a la combinación energética. La nueva Política de Hidrógeno Verde del gobierno responde a la Misión Nacional de Hidrógeno de la India, cuyo objetivo es establecer al país como un centro de hidrógeno verde y reducir la cantidad de emisiones de carbono que se liberan. India tiene como objetivo producir cinco millones de toneladas métricas de hidrógeno verde por año para 2030. La nueva política permite a los productores de hidrógeno verde acceder a energía renovable o establecer sus propios proyectos más fácilmente, renunciando a varios cargos relacionados y facilitando los procesos de licencia relacionados.
Japón encabeza la industria de movilidad con hidrógeno
Y ahora Japón está probando su primer tren de hidrógeno, poniendo la fuente de energía en acción. En febrero, la compañía de trenes JR East presentó su primer tren híbrido impulsado por hidrógeno, un medio de transporte de cero emisiones desarrollado por Hitachi y Toyota a un costo de $34.8 millones. La primera fase de prueba comenzará en marzo, con planes para lanzar un servicio comercial para 2030. El tren, Hybari, funciona con pilas de combustible y baterías de hidrógeno, con tanques que suministran hidrógeno a las pilas de combustible y electricidad generada a través de una reacción química con oxígeno en el aire. Las baterías almacenan energía cada vez que el tren frena.
La combinación de fuentes de energía permite que el tren alcance una mayor autonomía que si funcionara solo con baterías. Se espera que alcance una velocidad máxima de 100 km/h y una autonomía de 140 km con un solo llenado de hidrógeno a alta presión. Sin embargo, el costo de un tren propulsado por hidrógeno probablemente seguirá siendo más alto que el de los trenes tradicionales que funcionan con diésel.
Entonces, ¿será el hidrógeno la energía del futuro, formando una gran proporción de la combinación de energía verde de la próxima década? Muchos países y compañías energéticas parecen apostar fuerte por el hidrógeno, tanto el derivado de combustibles fósiles como el verde. A medida que aparecen proyectos de hidrógeno en muchos países, es probable que la fuente de energía esté aquí para quedarse de una forma u otra.
