Hidrógeno verde: la energía del futuro o un lucrativo castillo en el aire

El hidrógeno verde, que se obtiene de la separación del agua a través de electricidad generada por una fuente de energía renovable, aparece en el horizonte como uno de los actores principales en el camino de la descarbonización de la economía. Sin embargo, no son pocas las dudas que todavía suscita.

El verde se puso de moda cuando el ser humano cayó en la cuenta de que se estaba cargando el planeta, y ahí sigue, en el top de los colores. Todo es verde o pretende serlo, incluso las firmas de comida rápida, las marcas de ropa a un euro y, por supuesto, las empresas energéticas. El hidrógeno, por su parte, está reverdeciendo laureles después de que hace un par de décadas ya apareciera en todas las quinielas como opción preferente para descabalgar a los combustibles fósiles. Así que, por una simple regla de tres, el hidrógeno verde lo tiene todo para triunfar. 

Al menos así lo han entendido en el seno de la UE, pues este sector será uno de los grandes beneficiados del plan Next Generation Europe y del Green New Deal, a través de los cuales Bruselas pretende cumplir el doble objetivo de avanzar en la descarbonización y relanzar la actividad económica tras la pandemia del covid-19.

En concreto, las instituciones europeas se fijan como meta producir un millón de toneladas de hidrógeno verde para 2024, y 10 millones de toneladas anuales en 2030. Siempre en el camino de alcanzar la neutralidad emisora, en 2050 se estima que el hidrógeno supondrá un 14% del mix energético, frente al 2% actual. Y para ese mismo año, el montante total de inversiones podría ascender a dos billones de euros. Estamos, por tanto, ante un gigantesco plan de promoción económica e industrial, un barco que zarpa cargado de dinero al que no han tardado en subirse todo tipo de organismos y empresas.

También en Euskal Herria, donde el lunes se presentó el Corredor Vasco del Hidrógeno (BH2C), un proyecto liderado por Petronor-Repsol al que se han adherido 78 empresas, instituciones y centros de investigación, que supondrá una inversión de 1.300 millones hasta 2026 y generará más de 8.000 empleos entre directos (1.340) e indirectos (6.700). También prevén producir 20.000 toneladas de H2 anuales, con una reducción de más de 1,5 millones toneladas/año de CO2. Y, claro, aspiran a dar un buen mordisco al pastel.

Sobre el papel, el plan europeo parece adecuado. Sin embargo, sobre él se ciernen muchas dudas, tanto por los que van a llevar las riendas –en nuestro caso estamos viendo quién pretende hacerlo–, como por las pocas certezas que hay sobre una tecnología que aún está en mantillas.

¿Qué es el hidrógeno verde?

Pero, ¿de qué hablamos cuando hablamos de hidrógeno verde? Lo cierto es que la relación del hidrógeno, el elemento más abundante, con la actividad industrial viene de lejos. Hoy se emplea sobre todo en la industria química para fabricar amoniaco, metanol y fertilizantes, así como en derivados del petróleo. Y en el ámbito del transporte su uso tiene décadas de historia –el primer motor de combustión funcionó con H2–, habiéndose empleado en coches, dirigibles y en naves espaciales.

Su demanda se ha triplicado desde 1975, hasta llegar a unas 80 millones de toneladas anuales. Su gran virtud es que permite generar energía limpia, pues solo emite vapor de agua y no deja residuos en el aire, a diferencia de los combustibles fósiles. Esto resulta indispensable para descarbonizar el sector energético y reducir las emisiones de gases de efecto invernadero.

El modo en que funciona el proceso es sencillo: el hidrógeno reacciona con el oxígeno, generando electricidad y liberando agua (H2O) en forma de vapor. Por tanto, se genera electricidad o calor de forma limpia. Al dispositivo encargado de esta reacción se le llama pila de combustible.

Lo que pasa es que el hidrógeno no es una fuente de energía que se pueda hallar directamente en la naturaleza, sino que necesita un trabajo previo de producción. Y ahí reside el primer problema, porque la gran mayoría del hidrógeno se produce a partir de hidrocarburos –gas natural y carbón–, haciendo que su propia generación sea una importante fuente de emisiones de dióxido de carbono a la atmósfera.

Este es el llamado hidrógeno gris, cuya producción es responsable de emitir en torno a 830 millones de toneladas de CO2 por año, equivalente a las emisiones del Estado francés y Reino Unido juntas.

Por contra, el hidrógeno verde, que se obtiene a través de la electrólisis del agua, aparece como alternativa no contaminante. Para este proceso se requiere electricidad, y si se utiliza la generada por una fuente renovable, se habrá obtenido hidrógeno sin emisiones en el proceso.

Pero aquí viene el segundo problema: el coste. Y es que generar hidrógeno con fuentes fósiles cuesta una cuarta parte del hidrógeno producido de forma limpia. Para enjugar esa diferencia se confía en el progresivo aumento de la eficiencia en el proceso, y también en el papel de la política, que a través de impuestos al carbono debería ayudar a revertir esta situación.

Vector de energía

La transformación del hidrógeno gris en verde es un reto mayúsculo, pues exigiría una demanda de electricidad de 3.600 TWh –Teravatio/hora–, más que la generación eléctrica anual de toda la UE. Pero, hacerlo eliminaría los más de ochocientos millones de toneladas de CO2 que anualmente se vierten para producir ese gas, un logro que estaría a la altura de ese reto.

Con todo, la mayor aportación del hidrógeno verde al objetivo de la neutralidad emisora no está relacionada tanto con su propia descarbonización como con su capacidad para el almacenaje y transporte energético. Y es que una de las principales limitaciones que tienen las fuentes de energías renovables es que su generación depende de variables meteorológicas que tienen un comportamiento difícilmente controlable. Eso conduce a que estas fuentes alternarán periodos de alta y de baja producción dependiendo de las condiciones. En este contexto variable, las baterías han evolucionado mucho, pero el problema del almacenamiento a largo plazo no está resuelto, y aquí el hidrógeno verde podría ser de gran utilidad, ya que toda la energía renovable que no se puede poner en la red eléctrica, por una baja demanda, y que no se puede almacenar en baterías por las citadas limitaciones, es susceptible de ser guardada en forma de hidrógeno.

Así, una forma de aprovechar mejor los picos de alta generación es usar el excedente para producir hidrógeno, que luego podría venderse en otros puntos donde la producción de energía renovable es escasa o emplearse para generar electricidad cuando la demanda supera la producción.

Si su eficiencia y precio mejoran, el hidrógeno verde puede tener un impacto significativo en sectores industriales, como el del acero, uno de los principales emisores de CO2, y en el ámbito de doméstico, donde habría que adecuar el sistema de tuberías. Pero es en el sector del transporte donde probablemente el hidrógeno podrá imponerse de forma más efectiva. Y sobre todo, en vehículos de gran tamaño como autobuses o, incluso, en aviones, en los que la alternativa eléctrica muchas veces se descarta por el peso que implican las baterías. El hidrógeno supone un modo mucho más ligero de transportar la capacidad de alimentar un motor eléctrico.

Las aplicaciones posibles de este elemento son muchas, pero no son menos sus limitaciones e incógnitas. Entre las primeras, una evidente la representa el hecho de que no es una fuente primaria de energía, sino un vector energético –se le llama así a los dispositivos que almacenan energía, de manera que pueda liberarse posteriormente de forma controlada– supeditado, en el caso del hidrógeno verde, a las energías renovables. Su desarrollo depende así del de las fuentes primarias.

Por otra parte, está la limitación derivada de su eficiencia; la National Academy of Engeneering estima que la eficiencia del proceso de generar hidrógeno mediante electrólisis proveniente de energías renovables es de solo un 30%, lo que significa que en la conversión de electricidad a hidrógeno se pierde el 70% de la energía.

Ocurre también que el hidrógeno es un elemento muy volátil e inflamable y exige unos requisitos de seguridad muy elevados para evitar fugas y explosiones. Y no es menos importante que tras décadas de desarrollo apenas existen aplicaciones realmente viables, y los proyectos más relevantes hoy por hoy son en su mayor medida proyectos piloto, de investigación o para analizar la potencialidad del sector.

No son los únicos obstáculos y limitaciones que asoman en el futuro, hay más y algunos de ellos los abordaremos mañana en otro reportaje, pero está claro que todavía queda un trecho para que el hidrógeno verde llegue a ser lo que se le presupone.

De momento, el color se lo debe a la esperanza que representa. Para el conjunto de la sociedad, esperanza de dar un paso decisivo hacia la descarbonización. Y probablemente, esperanza de dar un pelotazo para aquellas empresas que se han apuntado a pintar de green sus negocios grises.