Qué es el hidrógeno verde y por qué es la apuesta de la UE

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Las empresas y los grupos industriales se reúnen con frecuencia para promocionar sus productos. Mucho más inusual fue el paso dado el año pasado por 10 importantes compañías energéticas europeas y dos de los principales organismos de la industria renovable del continente, que se unieron para lanzar una campaña promocionando un producto que ninguna de ellas vende realmente, el hidrógeno verde.

Aunque en la actualidad no es una preocupación central para estas empresas (Enel, EDP, BayWa y otras) o grupos industriales (SolarPower Europe y WindEurope), todas reconocen que el hidrógeno verde desempeña un papel vital para lograr una descarbonización profunda del sistema energético.

La predilección por el hidrógeno verde está aumentando entre las empresas de petróleo y gas más reconocidas. Europa está convirtiendo al hidrógeno en una parte importante de su paquete de rescate e impulso verde “Green Deal” de un billón de dólares, y se espera que se publique una estrategia de hidrógeno verde en toda la UE en julio de 2021.

Según el director ejecutivo de WindEurope, Giles Dickson, no pueden electrificar todo, ya que algunos procesos industriales y el transporte pesado tienen que funcionar con gas. En este sentido, el hidrógeno renovable es el mejor gas porque es completamente limpio, y será asequible, ya que las energías renovables en la actualidad son más baratas.

¿Qué es el hidrógeno verde?

De acuerdo con la nomenclatura utilizada por la firma de investigación de mercado Wood Mackenzie, la mayor parte del gas que ya se usa con regularidad como químico industrial es marrón, si se produce mediante la gasificación de carbón o lignito; o gris, si se fabrica mediante reformación de metano con vapor, que normalmente utiliza gas natural como materia prima. Ninguno de estos procesos es exactamente respetuoso con el carbono.

Una opción supuestamente más limpia se conoce como hidrógeno azul, cuyo gas se produce mediante la transformación del metano con vapor, pero las emisiones se reducen mediante la captura y el almacenamiento de carbono. Este proceso podría reducir aproximadamente a la mitad la cantidad de carbono producido, pero aún está lejos de estar libre de emisiones.

qué es el hidrógeno verde

El hidrógeno verde, por el contrario, casi podría eliminar las emisiones mediante el uso de energía renovable, cada vez más abundante y, con frecuencia, generada en los momentos menos ideales para impulsar la electrólisis del agua.

Una adición más reciente a la paleta de producción de hidrógeno es el turquesa. Esto se produce al descomponer el metano en hidrógeno y carbono sólido mediante un proceso llamado pirólisis. El hidrógeno turquesa puede parecer relativamente bajo en términos de emisiones porque el carbono puede enterrarse o usarse para procesos industriales como la fabricación de acero o la fabricación de baterías, por lo que no se escapa a la atmósfera.

¿Cómo se produce el hidrógeno verde?

Con la electrólisis, todo lo que necesita para producir grandes cantidades de hidrógeno es agua, un gran electrolizador y abundante suministro de electricidad.

Si la electricidad proviene de fuentes renovables como la eólica, solar o hidráulica, entonces el hidrógeno es verde y las únicas emisiones de carbono provienen de las incorporadas en la infraestructura de generación.

El reto en este momento es que los grandes electrolizadores escasean y los abundantes suministros de electricidad renovable todavía tienen un precio significativo. En comparación con los procesos de producción más establecidos, la electrólisis es muy cara, por lo que el mercado de electrolizadores es bastante pequeño.

Y aunque la producción de energía renovable ahora es lo suficientemente considerable como para causar curvas de pato en California y problemas de red en Alemania, la sobreproducción es un hecho relativamente reciente.

¿Por qué es tan importante en la actualidad?

Uno de los caminos hacia la descarbonización casi total es electrificar todo el sistema energético y utilizar energía renovable limpia. Pero electrificar todo el sistema energético sería difícil, o al menos mucho más caro que combinar la generación renovable con combustibles bajos en carbono. El hidrógeno verde es uno de los posibles combustibles bajos en carbono que podrían reemplazar a los hidrocarburos fósiles de hoy.

Es cierto que el hidrógeno está lejos de ser un combustible generalizado. Su baja densidad hace que sea difícil de almacenar y mover. Y su inflamabilidad puede ser un problema, como demostró la explosión de una estación de servicio de hidrógeno en Noruega en junio de 2019.

Pero otros combustibles bajos en carbono también tienen problemas, uno de los cuales es el precio. Y dado que la mayoría de ellos requieren la producción de hidrógeno verde como precursor, ¿por qué no seguir con el producto original?

Los defensores señalan que la industria ya utiliza ampliamente el hidrógeno, por lo que es poco probable que los problemas técnicos relacionados con el almacenamiento y el transporte sean insuperables. Además, el gas es potencialmente muy versátil, con posibles aplicaciones en sectores que van desde la calefacción y el almacenamiento de energía a largo plazo hasta el transporte.

La oportunidad de que el hidrógeno verde se aplique en una amplia gama de sectores significa que existe un número de empresas considerable que podrían beneficiarse de una economía creciente de combustible de hidrógeno. De estos, quizás los más importantes son las empresas de petróleo y gas que se enfrentan cada vez más a llamadas para reducir la producción de combustibles fósiles.

producción de hidrógeno verde en la Unión Europea

Varias grandes petroleras se encuentran entre los participantes que luchan por la primera posición en el desarrollo del hidrógeno verde. Shell Nederland, por ejemplo, confirmó en mayo de 2020 que había unido fuerzas con la compañía energética Eneco para ofertar por capacidad en la última licitación eólica marina holandesa y poder crear un clúster de hidrógeno sin precedentes en los Países Bajos.

Días después, el desarrollador solar de BP, Lightsource BP, confirmó que estaba considerando el desarrollo de una planta de hidrógeno verde australiana impulsada por 1,5 gigavatios de capacidad eólica y solar.

El interés de las grandes petroleras en el hidrógeno verde podría ser fundamental para que el combustible alcance la viabilidad comercial. Reducir el coste de producción de hidrógeno verde requerirá una inversión a gran escala, algo que las grandes petroleras están en posición de ofrecer.

¿Cuánto cuesta producirlo?

El hidrógeno verde sigue siendo caro de producir en la actualidad. En un informe publicado el año pasado (utilizando datos de 2018), la Agencia Internacional de Energía calculó el costo del hidrógeno verde entre los 3 dólares y 7,50 dólares por kilo, en comparación con 0,90 a 3,20 dólares de la producción mediante transformación del metano a vapor.

Reducir el coste de los electrolizadores será fundamental para minimizar el precio del hidrógeno verde, pero eso llevará tiempo y esfuerzo. Los costes de los electrolizadores podrían caer a la mitad en el año 2040 de los 840 dólares que cuesta el kilovatio en la actualidad.

El caso comercial del hidrógeno verde requiere cantidades muy grandes de electricidad renovable barata porque una cantidad considerable se pierde en la electrólisis. Las eficiencias del electrolizador oscilan entre el 60 y el 80 %. El desafío de la eficiencia se ve agravado por el hecho de que muchas aplicaciones pueden requerir hidrógeno verde para alimentar una celda de combustible, lo que genera más pérdidas.

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