El hidrógeno verde es una de las grandes promesas de la transición energética, ya que ofrece una forma de almacenar y utilizar energía sin emisiones de carbono. Este tipo de hidrógeno se produce a través de un proceso llamado electrólisis del agua, que separa el hidrógeno y el oxígeno mediante electricidad generada por fuentes renovables como la solar y la eólica. A pesar de sus beneficios, el hidrógeno verde enfrenta una serie de desafíos que debemos conocer para valorar su potencial como auténtica alternativa a los combustibles fósiles.
En este artículo, exploramos los problemas clave que afectan el desarrollo del hidrógeno verde, junto con sus características, ventajas e inconvenientes, para tener una visión completa de lo que realmente ofrece esta tecnología.
Producción del hidrógeno verde
El hidrógeno no suele encontrarse de manera aislada en la naturaleza, sino que suele estar asociado a otras moléculas, como el agua. En la electrólisis, aplicamos una corriente eléctrica para romper las moléculas de agua (H2O) en hidrógeno (H2) y oxígeno (O2). Este proceso solo es sostenible si la electricidad utilizada proviene de fuentes limpias, como la energía solar o eólica. De ahí que el hidrógeno producido mediante esta técnica reciba el apelativo de hidrógeno verde.
En contraste, la mayor parte del hidrógeno que se produce actualmente proviene de combustibles fósiles, como el gas natural o el petróleo. Este tipo, conocido como hidrógeno gris, es muy utilizado en la industria química y en las refinerías. Sin embargo, su producción genera grandes cantidades de dióxido de carbono (CO2), lo que lo hace insostenible desde el punto de vista medioambiental.
Aunque se ha conseguido avanzar mucho en la producción de hidrógeno verde, todavía es una tecnología relativamente nueva y está lejos de ser escalable. En el mundo, el 99% del hidrógeno que se utiliza todavía proviene de materias primas fósiles, lo que resulta en unas emisiones globales anuales de 900 millones de toneladas de CO2.
Acumulador de energía
Una de las características más importantes del hidrógeno verde es su capacidad para almacenar energía. Las energías renovables, como la solar y la eólica, son intermitentes, lo que significa que a veces generan más energía de la que se puede consumir y otras veces no generan lo suficiente.
El hidrógeno puede solucionarlo actuando como acumulador. Cuando hay excedentes de electricidad renovable, puede usarse para producir hidrógeno a través de la electrólisis. Posteriormente, ese hidrógeno puede utilizarse como combustible en motores, maquinaria o incluso como materia prima en procesos industriales. De este modo, el hidrógeno verde puede ayudar a almacenar energía renovable excedente y utilizarla cuando los recursos renovables son escasos.
Además de actuar como acumulador de energía, el hidrógeno verde no produce emisiones de gases de efecto invernadero cuando se utiliza, lo que lo convierte en una pieza clave para la descarbonización de sectores industriales, de transporte y energía.
Problemas del hidrógeno verde
El principal inconveniente del hidrógeno verde es su elevado coste de producción. Aunque el hidrógeno es el elemento más abundante del universo, el proceso de su obtención a partir del agua es caro debido al consumo energético que requiere la electrólisis. Incluso con electricidad procedente de fuentes renovables, el coste sigue siendo elevado.
Otro problema que enfrenta el hidrógeno verde es la baja eficiencia energética de los actuales métodos de producción y transporte. Según estudios, aproximadamente un 80% de la energía empleada en el proceso de producción de hidrógeno verde se pierde. Esta ineficiencia energética supone una gran barrera para su adopción a gran escala.
Además, el transporte y almacenamiento del hidrógeno también son complicados. Este gas tiene una baja densidad energética en comparación con otros combustibles, lo que significa que para almacenar y transportar la misma cantidad de energía se necesitan depósitos y tuberías mucho más grandes. También es altamente inflamable, lo que aumenta los riesgos de seguridad.
Otro reto importante es el riesgo de fugas. Las moléculas de hidrógeno son extremadamente pequeñas, mucho más que las del metano o el gas natural, lo que las hace más difíciles de contener. Si el hidrógeno se filtra en la atmósfera, podría afectar al clima de manera similar a los gases de efecto invernadero, ya que podría influir en los niveles de metano y otros compuestos atmosféricos.
¿Cuánto cuesta producir hidrógeno?
Una de las barreras más destacadas para la expansión del hidrógeno verde es su coste. Un estudio reciente estima que la producción de hidrógeno verde mediante electrólisis puede ser rentable a partir de 3,23 € por kilogramo si se utilizan fuentes de energía renovables. Algunas previsiones optimistas sugieren que en pocos años los costos podrían reducirse a 2,5 € por kilogramo.
No obstante, estas cifras dependen en gran medida de varios factores, como el precio de la electricidad y el coste de los electrolizadores, que por ahora sigue siendo considerable. Actualmente, producir hidrógeno verde es significativamente más caro que producir hidrógeno gris o azul, lo que hace que muchas industrias sigan eligiendo estas alternativas.
El hidrógeno gris es el más común y barato, pero su producción implica la quema de combustibles fósiles, lo que lo convierte en una opción ambientalmente insostenible. Por otro lado, el hidrógeno azul, que se obtiene del gas natural pero captura y almacena el CO2 emitido, es una opción que reduce las emisiones, aunque sigue siendo menos sostenible que el hidrógeno verde.
Ventajas
El hidrógeno verde tiene varias ventajas clave que lo convierten en una alternativa muy atractiva para descarbonizar sectores difíciles de electrificar:
- Reducción de emisiones: Su producción y uso no emiten gases contaminantes ni de efecto invernadero. Es un combustible completamente limpio cuando se obtiene mediante energías renovables.
- Almacenamiento de energía: Actúa como una solución para almacenar la energía excedente de fuentes renovables y liberarla cuando la demanda lo exija, ampliando la capacidad de las renovables.
- Amplias aplicaciones: Funciona como combustible en el transporte, como intermediario en la generación de energía y como materia prima en la industria química.
- Descarbonización de sectores industriales: Sectores como el transporte aéreo, marítimo y la industria pesada dependen de combustibles de alta densidad energética que solo el hidrógeno puede ofrecer.
Desventajas
A pesar de las ventajas del hidrógeno verde, también debemos tener en cuenta las desventajas que presenta:
- Elevado coste de producción: El proceso de electrólisis sigue siendo costoso, especialmente en comparación con el hidrógeno gris.
- Dificultad de transporte y almacenamiento: El hidrógeno requiere infraestructuras específicas para ser almacenado y transportado de forma segura, lo que añade costes adicionales.
- Riesgos de seguridad: El hidrógeno es altamente inflamable y su transporte puede generar riesgos si no se maneja adecuadamente.
- Baja eficiencia energética: Una gran parte de la energía invertida en la producción de hidrógeno verde se pierde en los procesos de producción y transporte.
En resumen, el hidrógeno verde representa una de las tecnologías más prometedoras para la transición energética y la descarbonización de sectores que no tienen una alternativa clara mediante la electrificación directa. Sin embargo, su éxito dependerá en gran medida de reducir su coste de producción, mejorar su eficiencia y desarrollar la infraestructura necesaria para su almacenamiento y transporte.