El hidrógeno verde se está consolidando como un elemento clave en la descarbonización de la economía global y en la lucha contra el cambio climático. En este contexto, la Unión Europea ha identificado el hidrógeno verde como un pilar fundamental en su Fondo de Recuperación. Con un paquete de estímulo sin precedentes de 1,8 billones de euros, alrededor del 30 % del presupuesto de esta recuperación se destina a proyectos relacionados con el cambio climático. Aquí es donde el hidrógeno verde emerge como un elemento crucial no solo por sus aplicaciones energéticas sino también por su capacidad para reducir las emisiones de CO2 en sectores difíciles de electrificar. Pero, ¿qué es exactamente el hidrógeno verde?
En este artículo abordaremos qué es el hidrógeno verde, sus características, tipos, aplicaciones y por qué es considerado uno de los elementos esenciales en la lucha contra el cambio climático.
Qué es el hidrógeno verde
El hidrógeno es el elemento químico más abundante en nuestro planeta, pero en su estado natural no se encuentra libre, sino combinado con otros elementos como el oxígeno en el agua (H2O) o en compuestos como el metano (CH4). Para usarlo como fuente de energía, debe ser liberado de estas combinaciones mediante procesos de separación, como la electrólisis. Este proceso, que utiliza electricidad para descomponer las moléculas de agua, es el que permite obtener hidrógeno verde cuando la electricidad utilizada proviene de fuentes renovables.
Es importante subrayar que el hidrógeno verde es considerado un portador de energía, no una fuente primaria. Esto significa que almacena energía que ha sido previamente producida, en lugar de generar energía de manera espontánea, como lo hacen los combustibles fósiles. Al igual que las baterías de litio almacenan electricidad, el hidrógeno almacena energía que puede ser liberada posteriormente en procesos controlados.
Una de las principales ventajas del hidrógeno verde es que se puede producir sin generar emisiones de carbono, lo que lo convierte en una solución ideal para sectores difíciles de descarbonizar, como el transporte marítimo, el de larga distancia y la industria pesada. Además, tiene un enorme potencial como sistema de almacenamiento de energía a largo plazo, ya que permite acumular energía durante periodos donde las fuentes renovables disponibles (como la solar y la eólica) generan excedentes.
Origen y tipos de hidrógeno
Cuando hablamos de hidrógeno, solemos utilizar una clasificación por colores que busca simplificar y explicar cuáles son las características y el impacto ambiental de los diferentes métodos de producción de este gas. Estos colores no reflejan propiedades físicas sino el origen del hidrógeno. A continuación, repasamos los tipos más comunes:
- Hidrógeno gris: Es el tipo más extendido en la producción actual. Se obtiene mediante el reformado de gas natural, un proceso que libera importantes cantidades de dióxido de carbono. Para cada tonelada de hidrógeno gris generada, se emiten entre 9 y 12 toneladas de CO2.
- Hidrógeno azul: Es también producido a partir del gas natural, pero a diferencia del gris, este hidrógeno cuenta con tecnologías que capturan y almacenan el CO2 emitido, reduciendo considerablemente su impacto sobre el medio ambiente. Este proceso se lleva a cabo mediante la captura y almacenamiento de carbono (CCUS).
- Hidrógeno verde: Es el más limpio de todos. Se obtiene usando energía renovable para llevar a cabo la electrólisis del agua. Durante este proceso, no se generan gases de efecto invernadero, lo que lo convierte en la única opción verdaderamente sostenible para el uso de hidrógeno a largo plazo.
Si bien el proceso de electrólisis usado en la producción de hidrógeno verde es esencialmente simple —utilizar energía para separar las moléculas de agua en oxígeno e hidrógeno— el verdadero reto es hacerlo de manera rentable. Esto requiere tanto energía renovable abundante y barata como avances tecnológicos en los electrolizadores que permitan una producción eficiente y escalable.
Usos del hidrógeno verde
El hidrógeno verde tiene un número creciente de aplicaciones potenciales en diversas industrias, aunque el reto de la competitividad económica sigue siendo importante. Sin embargo, a medida que los costos de producción bajen gracias a las mejoras tecnológicas y a la reducción del coste de la electricidad renovable, se espera que el hidrógeno verde juegue un papel crucial en una economía libre de carbono. A continuación, detallamos algunos de sus principales usos:
- Industria pesada: El hidrógeno verde puede reemplazar a los combustibles fósiles en sectores como la producción de acero y cemento, dos grandes emisores de CO2, ayudando a reducir la huella de carbono.
- Almacenamiento de energía: Uno de los usos más prometedores del hidrógeno es su capacidad para almacenar energía a largo plazo. Durante momentos de alta producción de energía renovable, como días soleados o ventosos, se puede usar el excedente para producir hidrógeno verde, el cual puede ser almacenado y utilizado posteriormente cuando la demanda de energía sea alta.
- Transporte: Aunque en la actualidad los vehículos eléctricos dominan el mercado del transporte ligero, el hidrógeno verde es una tecnología que se está considerando seriamente para el transporte pesado (camiones, trenes, aviones y barcos).
- Calefacción y redes de gas: En ciertas áreas, sobre todo en países nórdicos, el hidrógeno verde puede utilizarse en calefacción residencial e industrial, logrando una reducción adicional de emisiones. Además, algunas redes de gas natural podrían adaptarse para transportar una mezcla de gas natural e hidrógeno (hasta un 20%), lo que reduciría significativamente las emisiones de CO2.
Beneficios económicos y ambientales del hidrógeno verde
El hidrógeno verde no solo es beneficioso para el medio ambiente, sino que también puede tener un enorme impacto económico positivo. Según las estimaciones de la Agencia Internacional de Energías Renovables (IRENA), el coste de producción de hidrógeno verde podría disminuir entre un 40 % y un 80 % en las próximas décadas, lo que lo haría competitivo con otros combustibles fósiles y abriría nuevas oportunidades económicas.
Por otro lado, el hidrógeno verde ofrece una solución viable para cumplir con los compromisos del Acuerdo de París y los objetivos de cero emisiones netas que varios países se han comprometido a alcanzar para 2050. Esto lo convierte en una de las tecnologías clave para combatir el cambio climático y garantizar un futuro sostenible.
Tanto los países de la Unión Europea como otras potencias económicas están invirtiendo en proyectos de hidrógeno verde, y se prevé que esta tendencia continúe en la próxima década con iniciativas como la construcción de electrolizadores, redes de transporte y la instalación de estaciones de hidrógeno.
Desventajas del hidrógeno verde
Sin embargo, a pesar de sus numerosos beneficios, el hidrógeno verde también presenta algunos desafíos que deben ser superados para que su adopción sea masiva y competitiva en términos de coste:
- Alto coste de producción: Aunque los costes están disminuyendo, el proceso de electrólisis y la necesidad de grandes cantidades de energía renovable hacen que el hidrógeno verde todavía sea considerablemente más caro que otras tecnologías de almacenamiento de energía, como las baterías o los combustibles fósiles.
- Almacenamiento y transporte: El hidrógeno es un gas ligero que requiere de infraestructuras específicas (y caras) para su almacenamiento y transporte seguro.
- Disponibilidad de fuentes renovables: La producción de hidrógeno verde depende completamente del acceso a fuentes de energía renovable. En lugares donde la generación de electricidad renovable no es abundante, su producción puede volverse difícil o costosa.
A pesar de estos desafíos, las perspectivas a largo plazo para el hidrógeno verde parecen muy prometedoras.
Con cada vez más empresas energéticas y gobiernos de todo el mundo comprometidos a reducir las emisiones de carbono, es probable que el hidrógeno verde se convierta en un componente esencial de las futuras estrategias energéticas globales. Además, el desarrollo tecnológico podría ayudar a superar muchos de sus obstáculos actuales.
El hidrógeno verde tiene el potencial de transformar sectores industriales, el transporte, el almacenamiento de energía y el mercado energético en general, ayudando a lograr los ambiciosos objetivos climáticos de las próximas décadas.