Desde la forma en que alimentamos y calentamos nuestros hogares hasta el combustible que usamos en nuestros vehículos, las fuentes de energía de las que dependemos liberan a la atmósfera dióxido de carbono, un gas nocivo.
Dada la magnitud del desafío de la descarbonización, debemos utilizar muchas soluciones tecnológicas de forma conjunta. Pero hasta ahora se ha olvidado un elemento: el hidrógeno.
La transformación de la generación con hidrógeno para la energía verde
Nuestra demanda de energía no deja de crecer. Los analistas prevén que la demanda energética en 2050 será un 30-40 % superior a la actual, incluso suponiendo que nos volvamos mucho más eficientes energéticamente. Aumentos de esta magnitud no son inéditos. En los últimos 30 años, la demanda energética mundial se ha más que duplicado. Lo que sí es inédito es la transformación que se necesita en la forma en que generamos esa energía.
Las energías renovables son cada vez más baratas y, en la última década, han recibido más de 2 billones de dólares de inversión a escala mundial. Sin embargo, la proporción de nuestra energía obtenida de combustibles fósiles apenas se ha movido. Desde 1980, las energías renovables han pasado de representar menos del 1 % de la combinación de energía primaria a poco más del 1 % en la actualidad. En cambio, los combustibles fósiles se han mantenido en un obstinado 81 % de la combinación de energía primaria.
Necesitamos ampliar las tecnologías bajas en carbono existentes a un ritmo mucho más rápido; de lo contrario, el crecimiento de la población seguirá superando la inversión en energías renovables, y los combustibles fósiles seguirán dominando. Sin embargo, no podemos seguir exigiendo más a tecnologías que hasta la fecha han demostrado su eficacia.
La Agencia Internacional de la Energía (AIE) destaca que solo tres de las veintiséis áreas de innovación en bajas emisiones de carbono (la energía solar fotovoltaica y la eólica terrestre, el almacenamiento de energía y los vehículos eléctricos [VE]) están maduras, son comercialmente competitivas y avanzan según lo previsto para cumplir su parte de los objetivos climáticos fijados en la Conferencia de París sobre el Clima de 2015.
Es poco probable que podamos exprimir más estas tres áreas tecnológicas de lo que ya se prevé. La energía solar fotovoltaica y la eólica terrestre son intermitentes, por lo que deben utilizarse junto con el almacenamiento de energía u otras formas de generación eléctrica. Las baterías de alta densidad energética que se utilizan tanto para el almacenamiento como para los VE generan preocupación sobre si el suministro de las materias primas necesarias para fabricarlas podrá seguir el ritmo de su rápida adopción. Según BNEF, se prevé que la demanda de grafito se dispare desde apenas 13 000 toneladas al año en 2015 hasta 852 000 toneladas en 2030, y que la producción de litio, cobalto y manganeso aumente más de 100 veces. Esto ya está generando presión sobre las cadenas de suministro y los precios, y sobre las personas que trabajan en estas minas, a menudo en condiciones extremadamente precarias.
Entonces, ¿qué otras opciones tenemos? El último documento técnico del Foro Económico Mundial propone ideas audaces para acelerar de forma significativa la innovación en energía sostenible y favorecer la adopción de futuras fuentes de energía. Un vector energético mencionado allí que suele olvidarse es el hidrógeno.
El potencial del hidrógeno
El hidrógeno tiene el potencial de descarbonizar la generación eléctrica, el transporte y la calefacción. Esto se debe a que, cuando se produce por electrólisis (utilizando electricidad para descomponer el agua (H2O) en hidrógeno y oxígeno), el hidrógeno no produce ningún contaminante.
Quizá el uso más conocido del hidrógeno en la actualidad es el transporte. Con los vehículos eléctricos, los conductores suelen preocuparse por su autonomía y por el tiempo que tarda la recarga. Los vehículos eléctricos de pila de combustible, que funcionan con hidrógeno, eliminan estas preocupaciones, ya que tienen una autonomía mayor, un tiempo de repostaje mucho más rápido y requieren pocos cambios de comportamiento.
El hidrógeno también puede utilizarse para calentar nuestros hogares. Puede mezclarse con gas natural o quemarse por sí solo. La infraestructura de gas existente podría emplearse para transportarlo, lo que evitaría los costes de red asociados a una mayor electrificación de la calefacción.
Una vez producido, el hidrógeno también podría funcionar como almacén de energía a corto y largo plazo. Los defensores sostienen que el excedente de energía renovable (producido, por ejemplo, cuando sopla el viento por la noche) puede aprovecharse, y que el hidrógeno producido con esa electricidad puede almacenarse en cavernas de sal o en depósitos de alta presión. A principios de este mes, un informe del Institution of Mechanical Engineers pidió más emplazamientos de demostración y un foro en el que debatir el potencial del hidrógeno para el almacenamiento a largo plazo.
Retos de investigación
El hidrógeno tiene claramente varios usos potenciales, pero se necesita más investigación, especialmente en producción y seguridad, antes de poder utilizarlo a gran escala.
Actualmente, casi todo el hidrógeno mundial (96 %) se produce mediante el reformado de metano (CH4), un proceso que, en última instancia, genera dióxido de carbono. Para que sea sostenible, este método de producción tendría que aplicarse junto con la captura y el almacenamiento de carbono, tecnología que todavía necesita un mayor desarrollo.
La electrólisis no genera emisiones de carbono. Sin embargo, la cantidad de hidrógeno que puede producirse con este método depende del coste y la disponibilidad de electricidad procedente de fuentes renovables. Un informe de la Royal Society sugiere que la electrólisis podría ser más adecuada para el repostaje de vehículos y para despliegues fuera de la red, en lugar de para la producción centralizada a gran escala de hidrógeno.
También deben abordarse las preocupaciones sobre la seguridad del uso del hidrógeno. Un informe del National Physical Laboratory del Reino Unido señaló dos cuestiones de seguridad prioritarias en el transporte de hidrógeno por la red y en su combustión para calefacción. Cuando el hidrógeno se quema, la llama no es visible, por lo que es necesario encontrar una forma de detectar si está encendido. Además, el hidrógeno se transportaría y almacenaría a altas presiones, por lo que debemos encontrar un odorizante compatible con el hidrógeno que permita a las personas detectar fugas.
En el horizonte
El interés por explorar el hidrógeno como vector energético crece rápidamente, pero los informes deben ir acompañados de medidas.
Los retos de investigación que plantea el hidrógeno no son exclusivos de un país o una empresa, por lo que la colaboración en el desarrollo y la prueba de tecnologías será fundamental. Tanto las empresas como los gobiernos parecen reconocerlo. El año pasado se lanzó en el Foro Económico Mundial de Davos el Hydrogen Council, un grupo de empresas multinacionales con una «visión y ambición compartidas para que el hidrógeno impulse la transición energética». Y a principios de este año, los gobiernos también acordaron colaborar en el tema, lanzando una nueva área temática dentro de la asociación Mission Innovation, centrada en acercar las tecnologías del hidrógeno al mercado.
El hidrógeno no es la panacea, pero tampoco lo son la energía solar fotovoltaica, la eólica marina ni el almacenamiento en baterías. Necesitamos varias tecnologías diversas si queremos descarbonizar con éxito. Es muy probable que el hidrógeno sea una de ellas.
Nuestro nuevo informe, Accelerating Sustainable Energy Innovation, está disponible aquí.
