El hidrógeno ofrece el potencial de poner fin a nuestra dependencia de los combustibles fósiles mientras trabajamos para cumplir los objetivos climáticos.
Puede reducir las emisiones de CO2 en la industria y el transporte, y ayudar a almacenar y transportar la energía renovable.
Pero ¿es el hidrógeno la solución definitiva para la descarbonización que se dice que es? Un periodista analiza las pruebas.
¿Podría mitigarse la crisis climática mediante el uso de hidrógeno producido con energía eólica y solar, creando energía renovable cuya única emisión es agua potable? Aquí exploramos las posibilidades del hidrógeno como herramienta para combatir el cambio climático.
Los defensores del llamado hidrógeno verde creen que podría ayudar a poner fin a nuestra dependencia de los combustibles fósiles y facilitar la transición hacia un mundo con emisiones netas cero, transformando industrias muy contaminantes como el acero y el cemento, e integrándose en nuestra vida cotidiana, por ejemplo, en forma de camiones y automóviles con pilas de combustible de hidrógeno.
Junto a él, se pueden lograr reducciones significativas de las emisiones mediante el uso del hidrógeno azul, que se obtiene a partir de gas natural pero incorpora captura de CO2 en su producción.
El hidrógeno ya ha sido presentado como el combustible del futuro en otras ocasiones, pero esta vez podría ser realmente diferente.
Abordar la urgencia
Numerosos objetivos de políticas nacionales y regionales convergen en el impulso mundial hacia las emisiones netas cero para 2050: el hidrógeno es una pieza significativa del rompecabezas de soluciones, junto con los combustibles renovables y la electrificación.
Los avances tecnológicos están haciendo que la electrólisis sea menos costosa que antes, y la electricidad procedente de la energía eólica, solar e hidroeléctrica está mucho más disponible, lo que significa que la producción de «hidrógeno verde», un combustible verdaderamente libre de carbono a diferencia de otras variedades de hidrógeno, es ahora un contendiente real para transformar el mercado energético.
«El hidrógeno es una pieza significativa del rompecabezas de soluciones, junto con los combustibles renovables y la electrificación.»
«Los objetivos de lucha contra el cambio climático han cambiado realmente la conversación», afirma Simon Bennett, analista de tecnología energética de la Agencia Internacional de la Energía (AIE). «Necesitamos el hidrógeno para alcanzar nuestros objetivos climáticos. Y debemos aumentar hoy el compromiso y la inversión para contar con la capacidad de hidrógeno cuando la necesitemos en un futuro cercano.»
La declaración de Bennett es respaldada por Antti Pohjoranta, director de Tecnología de hidrógeno renovable en Neste, líder mundial del mercado de diésel renovable y combustible sostenible para aviación.
«Los objetivos de lucha contra el cambio climático han cambiado realmente la conversación. Necesitamos el hidrógeno para alcanzar nuestros objetivos climáticos. Y debemos aumentar hoy el compromiso y la inversión.»
En su refinería de Porvoo, Neste está desarrollando su primera instalación industrial de hidrógeno renovable para abastecer la refinería con hidrógeno verde, haciendo que una parte significativa de la producción de hidrógeno de la refinería sea sostenible. El proyecto Sustainable Hydrogen & Recovery of Carbon (SHARC) incluye tecnología de electrólisis del agua para la producción de hidrógeno verde, así como la captura de carbono de la producción de hidrógeno existente y el almacenamiento permanente del CO2 capturado. En conjunto, se prevé que el proyecto logre una reducción de más de 4 millones de toneladas de emisiones de CO2 en el emplazamiento durante los primeros 10 años de funcionamiento.
Al mismo tiempo, la empresa está instalando la planta de demostración de electrólisis de vapor de alta eficiencia más grande del mundo (electrólisis de óxido sólido, SOEC) en su refinería de Róterdam, para ilustrar y explorar el potencial futuro de esta tecnología.
«Estos son pasos importantes hacia las emisiones netas cero», afirma Pohjoranta. «Necesitamos una acción más ambiciosa y un avance más rápido, pero llevará tiempo gestionar eficazmente los riesgos técnicos y financieros. Estos riesgos pueden reducirse implementando gradualmente las tecnologías y apoyando a la industria en su escalamiento. Eso es exactamente lo que defiende Neste.»
Áreas clave de impacto
Hoy en día, el hidrógeno se utiliza principalmente en el refinado de petróleo y en la producción de fertilizantes. La demanda de hidrógeno para uso industrial se ha más que triplicado desde 1975 y actualmente se abastece casi en su totalidad a partir de combustibles fósiles, según El informe de la AIE The Future of Hydrogen.
Por ello, la producción de hidrógeno «gris» (a partir de gas) y «marrón y negro» (a partir de carbón) representa 830 millones de toneladas (Mt) de CO2 al año, lo que equivale aproximadamente al 3 % de las emisiones de gases de efecto invernadero.
Para reducir estas emisiones, muchos países, entre ellos Estados Unidos, Canadá, el Reino Unido, los Países Bajos y Australia, están invirtiendo actualmente de forma considerable en la tecnología del hidrógeno azul. A largo plazo, el uso de hidrógeno verde reduciría significativamente aún más estas emisiones.
El impacto potencial del hidrógeno no se limita a eso. Podría tener un efecto drástico:
en industrias con altas emisiones de CO2 que actualmente consumen grandes cantidades de carbón y donde la electrificación es difícil, como el hierro, el acero y el cemento
en el transporte, mediante camiones y automóviles con pilas de combustible de hidrógeno, y en el transporte marítimo y la aviación con combustibles basados en hidrógeno
como forma de almacenar y transportar energía renovable, lo que permitiría alcanzar energía renovable las 24 horas del día, los 7 días de la semana, también en lugares sin abundantes recursos renovables
Gran potencial en la aviación a partir de combustibles electrónicos (e-fuels) fabricados con hidrógeno limpio
Ya existen en el mercado automóviles impulsados por pilas de combustible de hidrógeno, como el Toyota Mirai y el Hyundai ix35. Sin embargo, su adopción generalizada se ve obstaculizada por los precios elevados y la escasez de estaciones de repostaje de hidrógeno: en el mundo solo hay 550, y casi la mitad de ellas se encuentran en Japón y Alemania. No obstante, esto está destinado a cambiar, ya que la UE planea establecer normativas que obliguen a los Estados miembros a construir estaciones de repostaje de hidrógeno a lo largo de las principales rutas de transporte, lo que facilitará la expansión del uso del hidrógeno en el transporte por carretera. Aunque el número de vehículos de pila de combustible ha aumentado rápidamente hasta 43 000, esta cifra sigue siendo muy baja en comparación con los más de mil millones de automóviles de gasolina y diésel y 11 millones de vehículos eléctricos de batería que circulan hoy por las carreteras.
El hidrógeno, como componente básico del combustible sostenible para aviación, tiene un caso más claro en el transporte de mercancías de larga distancia, la aviación y el transporte marítimo. Si bien las limitaciones de autonomía y peso de las baterías causan problemas, muchos buscan un combustible sostenible para aviación (SAF) fabricado con hidrógeno combinándolo con carbono procedente de emisiones de CO2 capturadas. Este combustible, denominado e-SAF, puede utilizarse en los aviones existentes con pocas modificaciones o sin ninguna, ya que es químicamente idéntico al combustible de aviación actual.
Pohjoranta afirma que las tecnologías de power-to-X y los líquidos derivados del hidrógeno y del CO2 capturado podrían aumentar drásticamente la autonomía de los aviones de bajas emisiones. «La tecnología lleva estancada desde los hermanos Wright», afirma. «Necesitamos una solución. Como alternativa complementaria a los combustibles sostenibles para aviación de base biológica actuales, la obtención de hidrógeno verde y la producción de e-SAF a partir de este tienen un papel importante que desempeñar.»
Otra aplicación interesante es el uso del hidrógeno verde para almacenar energía renovable y trasladarla por todo el mundo. La luz solar es abundante en el desierto australiano, pero ¿cómo se puede llevar la energía solar a ciudades situadas a miles de kilómetros? La respuesta podría ser utilizar esa electricidad renovable para producir hidrógeno, que luego se transporta como gas por gasoductos o en forma líquida en buques. El hidrógeno también podría resolver el problema de la producción variable de la energía eólica y solar, al permitir a los productores almacenar el exceso de electricidad renovable en forma de hidrógeno cuando la oferta supera a la demanda.
¿Podría estallar la burbuja del hidrógeno?
Bennett afirma que actualmente existe un bombo evidente en torno al hidrógeno, pero no le preocupa que la burbuja estalle. Establece un paralelismo con la «manía ferroviaria», la burbuja bursátil británica de la década de 1840: de los 15 000 kilómetros de vías propuestos, más de un tercio nunca llegó a construirse, pero la burbuja dio lugar a una enorme expansión del sistema ferroviario.
«Probablemente tengamos una burbuja, pero se puede argumentar que una burbuja es necesaria para consolidar un sector: se vierte capital en el sector y se observa qué funciona y qué no», afirma.
Bennett añade: «No se puede eludir la conclusión de que el hidrógeno forma parte de la solución para alcanzar las emisiones netas cero, y una parte bastante significativa. Eso no significa una economía basada íntegramente en el hidrógeno, pero el hidrógeno tiene un papel razonable en muchos sectores.»
Pohjoranta coincide en que el hidrógeno verde ha llegado para quedarse como parte de la solución hacia un futuro más sostenible; de hecho, el proyecto SHARC de Neste, por sí solo, contribuirá de forma notable a que Finlandia y la UE alcancen sus objetivos climáticos, y desempeña un papel significativo en el objetivo de Neste de producción con neutralidad de carbono para 2035.
