Hidrógeno verde, ¿la energía del futuro?

El hidrógeno ya se utiliza desde hace décadas en sectores como la industria, pero no el que se conoce como “verde”. Y es que este gas, ligero y altamente inflamable, no se encuentra como tal en la naturaleza, sino que tiene que ser separado mediante un proceso químico, que emplea una importante cantidad de energía. Es este proceso el que determina su impacto ambiental: el H2 “gris”, de lejos el más empleado en la actualidad, se obtiene a partir de combustibles fósiles, principalmente el gas natural, y no es una fuente de energía limpia. El H2 “verde”, en cambio, se extrae mediante la electrólisis del agua, utilizando para ello energías renovables. En resumen, el hidrógeno es tan limpio como lo sea su extracción.

El hidrógeno verde muestra un gran potencial porque, al mismo tiempo que no emite CO2, puede ser almacenado, solventando así una de las grandes carencias de las energías renovables. Pero ¿es viable su uso a gran escala? ¿Cuál es su estado actual y qué haría falta para darle un impulso?

Responde a estas preguntas Alejandro García-Gasco Caboblanco, ingeniero de obras públicas y jefe técnico del área de ingeniería de MAPFRE Global Risks, la unidad de grandes riesgos de MAPFRE. A través de esta unidad, MAPFRE es la primera aseguradora española en ser parte de la Asociación Española del Hidrógeno Verde, que impulsa el desarrollo de este vector energético.

Para ver en qué punto nos encontramos y las proyecciones que se están haciendo del hidrógeno, hay que entender el marco y los tiempos que nos hemos dado en la descarbonización. Los objetivos establecidos en la última cumbre del cambio climático de Glasgow se pueden sintetizar en el compromiso de reducir las emisiones de CO2 en un 45% en 2030 -comparando con los niveles de 2010- y alcanzar las cero emisiones en 2050.

Podemos decir que la industria del hidrógeno limpio está dando sus primeros pasos. En 2020 la demanda global de hidrógeno fue de 90 millones de toneladas (Mt), que fueron producidas casi exclusivamente con métodos contaminantes el -96%-. La previsión para 2030 es que la producción de hidrógeno limpio, mediante electrólisis y también con captura de carbono (el conocido como hidrógeno “azul”), sea de 17 Mt. Pero las necesidades para conseguir los objetivos de descarbonización en un escenario medio se sitúan en 696 Mt para 2050, la fecha marcada para las cero emisiones.

El terreno en el que comenzará antes su implementación es sin duda la industria.

La primera estrategia adoptada, con la que el hidrógeno verde puede contribuir a la descarbonización de manera más rápida y efectiva, es la sustitución del hidrógeno que actualmente se obtiene emitiendo CO2, y que se emplea de forma masiva en procesos industriales. Los dos sectores que copan casi el 90% de hidrógeno son el refino de petróleo y la fabricación de fertilizantes. 

En segundo lugar veremos la sustitución de procesos con altas emisiones de CO2 con alternativas basadas en el hidrógeno limpio. Un buen ejemplo es la industria del acero, con el cambio del carbón empleado en su fabricación por el hidrógeno.

Estas son las aplicaciones que ya hoy se están dando, aunque a una escala todavía moderada. Otros campos de aplicación en el mundo industrial serán la sustitución de hidrocarburos en la combustión tanto como aporte de calor en hornos o calderas como para la generación eléctrica en turbinas de gas o pilas de combustible.

Para el ciudadano de a pie, al ser la industria su aplicación más cercana, la esperanza es que en los próximos años los resultados percibidos estén más relacionados con una mejora de las condiciones medioambientales globales que con modificaciones en su vida cotidiana.

Saliendo del ámbito industrial, es en la movilidad donde se centran las mayores expectativas en el empleo de hidrógeno como elemento transformador. En este campo, las previsiones sobre lo que como usuarios veremos en los próximos años tienen un alto componente de incertidumbre. El reto está en romper el círculo vicioso de la generación de la demanda y la disponibilidad del recurso e infraestructuras que posibiliten la satisfacción de esa demanda.

El principal obstáculo es el tiempo, las necesidad de descarbonizar la actividad humana en los próximos 30 años. Si bien, en un plano más material, el reto es bajar los costes de producción y  transporte.

En el calado y velocidad de estas reducciones de coste tendrán que ver múltiples factores:

• Las decisiones políticas, en forma de incentivos, pero también de penalizaciones a los recursos más contaminantes. Y por supuesto de la responsabilidad de los estados en tomar decisiones sobre las infraestructuras de transporte o las políticas energéticas, que sin duda afectaran al coste del kg de hidrógeno.
• Los actores privados, que tendrán influencia con sus inversiones en los costes de generación y en menor medida en los de transporte, que en el uso a industrial o a gran escala no serán menores.
• El desarrollo tecnológico, que consumirá recursos por la inversión para el ‘aprendizaje’ de la tecnologías incipientes, aumento de rendimiento de las existentes, aumento de la fiabilidad, etc. Este desarrollo se verá incentivado cuando avance la competitividad en un mercado que se promete atractivo para los actores privados (fabricantes, ingenierías, operadores, etc).

Hay que tener en mente los compromisos adquiridos y los tiempos en que deben dar sus frutos las energías alternativas. En las siguiente décadas viviremos un proceso de transición en el que veremos cómo se embridan los compromisos de cero emisiones con la realidad, y donde probablemente convivirán situaciones no puramente de cero emisiones pero que sin duda hay que valorar como positivas, porque ayudarán a conseguir el objetivo final.

Un ejemplo lo tenemos en la decisión de la UE de considerar como energía ‘verde’ la derivada de las centrales nucleares y el gas. Además de la fuerte carga política, hay una alta dosis de realidad al asumir que la capacidad real de generar la suficiente energía renovable para producir el hidrógeno verde necesario es limitada.

Como hemos mencionado, el empleo de hidrógeno en procesos industriales no es nuevo, tenemos el conocimiento y la tecnología para operar con seguridad los sistemas que emplean H2 en las condiciones – principalmente presión y temperatura –  que los desarrollos actuales manejan.

Los retos que se presentarán a futuro en seguridad serán consecuencia de la evolución de la tecnología y el uso del hidrógeno en nuevas aplicaciones.

• Riesgos operacionales – error humano – al sacar su manejo de entornos industriales y con altos estándares de seguridad a otros menos acostumbrados o concienciados con el riesgo de incendio y explosión.
• Los riesgos propios de las tecnologías en desarrollo. Por ejemplo en el empleo de nueva tipología de electrolizadores.
• Riesgos del escalado de tecnologías ya existentes.

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