El hidrógeno gaseoso se produjo artificialmente por primera vez en el siglo XVI, mientras que las primeras pilas de combustible y los primeros electrolizadores se fabricaron en el siglo XIX. Sin embargo, hasta hace poco, el precio de los electrolizadores —que producen hidrógeno verde al separar el agua en hidrógeno y oxígeno mediante electricidad— y de las pilas de combustible —que vuelven a combinarlos para producir electricidad y calor— era demasiado alto.
Todo esto ha cambiado. Hace un par de años, los electrolizadores costaban entre 2 y 4 millones de euros por MW; ahora cuestan alrededor de medio millón. Esto significa que el principal factor que determina el costo del hidrógeno producido con electricidad es ahora la propia electricidad, que representa tres cuartas partes del costo de producción.
A medida que la electricidad verde se abarata día a día, llega el hidrógeno verde de bajo costo. Al mismo tiempo, al igual que ocurre con la energía solar y la eólica, el costo de producir hidrógeno cae exponencialmente a medida que aumentan el tamaño de los sistemas y los volúmenes de producción, mientras mejora el rendimiento.
El desafío de reducir las emisiones de carbono
Todas las naciones desean combatir el cambio climático. Muchas cuentan con políticas muy sólidas centradas en la electricidad verde, tanto a nivel nacional como regional. California acaba de anunciar que aspira a que su red funcione con un 100 % de electricidad verde para 2045. Europa alcanzará el 30 % en 2020 y aspira a llegar al 50 % en 2030.
Sin embargo, la electricidad representa menos de una cuarta parte del consumo energético en Europa. Cerca de la mitad del consumo total de energía se destina a la calefacción, que se cubre principalmente con gas natural. La otra gran parte corresponde al transporte, que representa un tercio del total y se abastece sobre todo con combustibles líquidos.
Se puede argumentar que la biomasa y el biogás ayudan a descarbonizar la calefacción en Europa (cubren el 19 % de las necesidades totales de calefacción) y que los biocombustibles ayudan a descarbonizar el transporte en Europa (representan el 7 % del total). Pero Europa todavía se enfrenta a tres hechos importantes, que también son aplicables a otras regiones.
1. Ecologizar las redes eléctricas es positivo y debería promoverse más, pero aunque la mitad de nuestra electricidad se produjera con energías renovables, solo descarbonizaríamos alrededor del 10 % de la energía que consumimos. Dado que el 80 % de las emisiones mundiales de CO2 están relacionadas con la energía, es fundamental entender dónde debemos poner el énfasis para reducirlas más rápido.
2. La calefacción y el transporte, que representan el 75 % de nuestras necesidades energéticas, se abastecen principalmente con combustibles sólidos, gaseosos y líquidos, que emiten CO2 (incluidos la biomasa, el biogás y los biocombustibles). Y sabemos que, si no queremos que el planeta se caliente más de 2 °C, no podemos liberar más CO2 del que hemos emitido entre 1985 y hoy. Por tanto, solo podremos hacer frente a esta realidad si contamos con grandes sumideros de CO2 (como extensos bosques y emplazamientos de captura y almacenamiento de carbono). De lo contrario, debemos buscar un sustituto de estos combustibles que no emita CO2.
3. Aumentar la proporción de electricidad verde en la red provoca grandes inestabilidades debido al carácter intermitente de los recursos solares y eólicos. Por ello, necesitamos encontrar formas de almacenar estos electrones a gran escala para utilizarlos más adelante. Existe almacenamiento a gran escala basado en baterías, pero se llena muy rápidamente y es más adecuado para almacenar y liberar electricidad en el transcurso de un día que para el almacenamiento a largo plazo.
El hidrógeno verde ofrece una solución
Es el único gas que no contiene carbono, por lo que su uso para la calefacción y el transporte no genera CO2, sino únicamente agua. Producirlo con energía verde permite almacenarlo y equilibrar la red.
En el ámbito de la calefacción, se puede mezclar hasta un 20 % de hidrógeno verde con gas natural en los gasoductos, o bien instalar gasoductos exclusivos para hidrógeno puro (ya hay varios miles de kilómetros de ellos en todo el mundo). Después puede utilizarse en aparatos de gas existentes o en pilas de combustible específicas para generar calor y electricidad.
En el ámbito del transporte, el hidrógeno verde puede alimentar vehículos basados en pilas de combustible, como los vehículos eléctricos que llevan un tanque de hidrógeno y una pila de combustible que transforma bajo demanda el hidrógeno en electrones para propulsar el automóvil.
En los últimos meses se ha observado una extraordinaria variedad de iniciativas políticas, que confirman el amplio apoyo al desarrollo del hidrógeno verde en todo el mundo.
En junio, Francia puso en marcha su primer plan nacional de hidrógeno verde. Al mes siguiente, ministros de Energía de todo el mundo y la Comisión Europea se reunieron en Malmö bajo el paraguas de Mission Innovation —una iniciativa posterior a la COP21— y anunciaron el lanzamiento de una iniciativa sobre el hidrógeno y las pilas de combustible. En septiembre, los ministros de Energía de la UE reunidos en Linz firmaron una «declaración sobre el hidrógeno» que establece que el hidrógeno verde formará parte del futuro energético de la UE.
En julio, California publicó su plan para que haya un millón de automóviles con pilas de combustible de hidrógeno en sus carreteras para 2030. El mes pasado, los Países Bajos nombraron a Noe van Hulst, presidente del consejo de gobierno de la Agencia Internacional de la Energía, enviado especial para el hidrógeno. Noruega acaba de iniciar un estudio para elaborar su propia hoja de ruta nacional sobre el hidrógeno.
Las empresas apuestan por el hidrógeno verde
Al mismo tiempo, las empresas crearon organizaciones y alianzas empresariales, desarrollaron proyectos comerciales y prepararon importantes inversiones en hidrógeno.
En 2017, una docena de empresas de Fortune 100 creó el Consejo del Hidrógeno en Davos —que ahora cuenta con más de 40 miembros, entre ellos importantes empresas de energía y transporte— y afirmó por primera vez que el hidrógeno formará parte del futuro de los sistemas energéticos. En 2018, empresas chinas crearon un consejo similar que reúne a las principales compañías chinas de energía y transporte, presidido por el director ejecutivo de China Energy.
Sin embargo, las nuevas alianzas no abarcan únicamente a grandes empresas, sino también ecosistemas completos de centros de I+D, ONG y autoridades locales. En los últimos 12 meses se crearon nuevas asociaciones nacionales del hidrógeno en Chile y Ucrania, y se formó una coalición sobre el hidrógeno en los Países Bajos.
En el ámbito del transporte, en septiembre de este año Alstom inició la operación comercial del primer tren del mundo con pila de combustible de hidrógeno, en Alemania. Varios países ya están solicitando sistemas de este tipo. Hyundai anunció que pondrá en circulación 1.000 camiones de hidrógeno en Suiza para finales de 2019, y que otros 4.000 están previstos para los cuatro años siguientes. A principios de este año, la empresa estadounidense Nikola vendió 800 camiones de hidrógeno para transportar cerveza Budweiser por Estados Unidos y emprendió una ronda de financiación de 200 millones de dólares para crear una planta de producción en Arizona. Este mes presentaron su camión para Europa, cuya entrada en servicio está prevista para 2020.
En el ámbito energético, el puerto de Róterdam comenzó a trabajar en un proyecto de electrolizador de 100 MW; varias grandes empresas, como Equinor, Gasunie y ENGIE, publicaron documentos en los que afirman que el hidrógeno será el eje de sus futuras redes de gas, que se instalarán gasoductos para hidrógeno puro en el lecho marino y que el hidrógeno está llamado a sustituir al gas natural licuado y, por tanto, se transportará al extranjero. La empresa noruega NEL, líder en electrolizadores, también anunció este verano que multiplicará por diez su capacidad, con el objetivo de suministrar 360 MW al año, tres veces el tamaño del mercado mundial de electrolizadores en 2017.
En materia de inversión y fusiones y adquisiciones, Corea del Sur anunció una inversión de 2.000 millones de euros en su economía del hidrógeno verde durante los próximos cinco años. En agosto, Weichai Power, conglomerado chino de motores, autopartes y logística, acordó adquirir una participación del 19,9 % en Ballard, pionera canadiense de las pilas de combustible, por 163 millones de dólares.
En resumen, el hidrógeno verde está llamado a incorporarse a los procesos industriales, la movilidad, los hogares, los edificios y las ciudades. Por ello, debemos preguntarnos cómo afectará a nuestras actividades a medida que se convierta en una nueva fuente de energía, mucho antes y más rápido de lo que se pensaba inicialmente.
