El hidrógeno verde, ¿un elemento clave para la transición energética?

Es el elemento químico más abundante en el universo. El más liviano. El que hizo funcionar el primer motor de combustión de la historia y propulsaba los inicios de las aeronaves. El uso del hidrógeno como combustible lleva tiempo ocupando a científicos e ingenieros y podría ser una parte clave en la transición energética ya que, cuando se quema, solo deja tras de sí vapor de agua.

Aunque por ahora la gran mayoría del hidrógeno que se produce en el mundo proviene de los hidrocarburos, la innovación permite producir cada vez más “hidrógeno verde”, que se obtiene a través de la electrólisis del agua y que muchos expertos ven como la posible solución al reto de la descarbonización de la economía.

De hecho, las principales energéticas de Europa, entre las que figuran Iberdrola, la italiana Enel -matriz de Endesa- o la portuguesa EDP, se han adherido al proyecto Choose Renewable Hydrogen, en el que instan a la Comisión Europea a adoptar las medidas correctas para aprovechar al máximo el potencial de hidrógeno verde. Un ejemplo de la buena fama de la que goza actualmente esta energía, aunque no es la primera vez que el primer elemento de la tabla periódica se usa como combustible: los zepelines, por citar un invento poco reciente, funcionaban con este gas.

De manera general, el hidrógeno libera energía cuando se combina con el oxígeno del aire, generando solamente vapor de agua como producto de la combustión. Puede almacenarse como gas a presión y como líquido, aunque prácticamente no se encuentra en estado libre en la Tierra, por lo que no es una energía primaria. Es necesario producirla: a partir del reformado de vapor de gas natural sin captura de CO2, se obtiene el llamado hidrógeno gris, mientras que si se sigue el mismo proceso pero se captura de ese CO2, tenemos hidrógeno azul.

Ambos combustibles, sobre todo el segundo, tienen ventajas ya que desplazan la generación de contaminación de las ciudades y carreteras a las zonas de producción industrial, donde la baja emisión de carbono del hidrógeno azul permite reducir la polución. Pero no son gases renovables. Aquí entra en escena el hidrógeno verde, producido por electrólisis del agua a partir de electricidad proveniente de fuentes renovables, en un proceso que no emite CO2 y transforma el agua en moléculas de gases de hidrógeno y oxígeno.

Ventajas y problemas

El hidrógeno verde producido mediante la electrólisis tiene una triple ventaja, más allá de la producción de un combustible que no genera gases de efecto invernadero. Por un lado, permite reutilizar el excedente generado por energías renovables, lo que mejora la eficiencia de estas fuentes. Además el hidrógeno se puede transformar en varias formas de energía, como electricidad, gas sintético o calor, y, sobre todo, es la única opción viable para sectores clave que no tienen opciones obvias de descarbonización, como por ejemplo la industria intensiva en procesos con altas temperaturas y el transporte de mercancías.

El único gran problema: la electrólisis del excedente de energía renovable es inequívocamente beneficiosa para el medio ambiente, pero no es muy eficiente desde un punto de vista económico. Por eso, casi la totalidad del hidrógeno actual se produce a partir de hidrocarburos como el gas natural y el carbón, razón por la que la producción de este elemento es responsable de la emisión de alrededor de 830 millones de toneladas de dióxido de carbono por año.

Eso sí, la solución a este problema de costes puede venir precisamente de esa capacidad del hidrógeno para aprovechar el excedente de las energías renovables. Los molinos de viento o los paneles solares alternan periodos de alta y de baja producción dependiendo de las condiciones meteorológicas de cada instante, por lo que a veces la energía generada por estas fuentes se pierde si la demanda en ese momento no es suficiente.

En este escenario, la generación de hidrógeno podría convertirse en el elemento regulador del equilibrio en el precio del mercado eléctrico. Si hubiera una sobreproducción de energía, el precio mínimo del mercado lo marcaría el valor a partir del cual sería más rentable utilizar la electricidad para producir hidrógeno. Es decir: una bajada de precio implicaría producir más hidrógeno, lo cual acabaría provocando un incremento en la demanda que ayudaría a encontrar un equilibrio de mercado.

Con esta idea de futuro en mente, Iberdrola anunció hace unos meses su entrada en el negocio del hidrógeno verde con el desarrollo de un proyecto a partir de fuentes de energía renovables en la localidad de Puertollano (Ciudad Real), cuya inversión ascenderá a 150 millones de euros. Según estimaciones de la energética, descarbonizar el hidrógeno mundial mediante la producción de energía eléctrica renovable supondría un incremento de la demanda de electricidad superior al 10%.

Aplicaciones múltiples

El primer gran mercado para el hidrógeno verde es, sin duda, la movilidad. Algunas de las principales marcas de coches, como Honda, DaimlerChrysler o Renault/Nissan llevan años realizando fuertes inversiones en el desarrollo de motores que funcionen con hidrógeno, ya que lo ven como una alternativa viable a los motores eléctricos. El hidrógeno en los coches tiene dos puntos fuertes: su almacenamiento es mucho más ligero que las baterías de litio y repostan mucho más rápido que un vehículo eléctrico.

El país que está apostando más fuerte por esta tecnología es Japón, cuyo Gobierno apuntó recientemente que quiere convertir la nación en una «economía del hidrógeno«, aunque otros países como Alemania, Estados Unidos, Francia, China o Rusia también participan en esta carrera e incluso tienen trenes de mercancías que funcionan únicamente con este elemento. También se está probando su eficiencia en el transporte de pasajeros: la corporación francesa Alstom ha anunciado esta misma semana haber completado con éxito las pruebas de los dos primeros trenes de hidrógeno en circulación en el mundo, que llevan dos años siendo testados en el Land alemán de Sajonia.

Pero, sobre todo, el hidrógeno podría ser clave en los grandes vehículos de transporte por carretera, como camiones y autobuses, donde la alternativa eléctrica con baterías muchas veces se descarta por el peso que implican las baterías. El hidrógeno representa una forma mucho más ligera de transportar la capacidad de alimentar un motor eléctrico, una ventaja que también podría tener importantes aplicaciones en la aviación.

También tiene posibilidades en el consumo doméstico. Por ejemplo, Reino Unido ha desarrollado un proyecto —llamado HyDeploy— en que se mezcla el gas natural que llega a las casas con un 20% de hidrógeno, lo que permite reducir la cantidad de CO2 cada vez que se enciende la calefacción o se cocina.

En cualquier caso, el hidrógeno verde supone una oportunidad tecnológica que podría ser especialmente aprovechable en España, que cuenta con una gran capacidad instalada de generación renovable eléctrica y una extensa red de infraestructuras gasistas, preparada para transportar y almacenar gases renovables.Pero sigue haciendo falta una mayor inversión e investigación para poder reducir sus altos costes de producción, su mayor problema actual y la razón que explica la casi nula producción de hidrógeno sostenible en comparación con el que se extrae de combustibles fósiles.

Aquí podría entrar en juego los mercados de carbono: con mayores impuestos al gas natural, su ventaja en cuanto a coste desaparecería, lo que aumentaría el interés por la producción de hidrógeno verde. Desde el uso industrial hasta el doméstico, este elemento puede ser la solución para la transición energética, pero es necesario un cambio de mentalidad que pase forzosamente por dejar de utilizar combustibles fósiles.