Hidrógeno verde, una solución perfecta para los sectores difíciles de descarbonizar

Actualizado: 05/07/2024

Cuando el hidrógeno se produce a partir de fuentes renovables, se llama hidrógeno verde y es una solución eficaz para «limpiar» las industrias, los camiones, la aviación, el transporte marítimo y la calefacción que hacen un uso intensivo de la energía.

Un nuevo estudio publicado sobre el potencial del hidrógeno verde (a partir de renovables) y del hidrógeno azul (a partir de fósiles con captura de CO2).

Cuando el sueño de una economía basada en el hidrógeno parecían haberse desvanecido, de repente ha recuperado repentinamente el impulso.

Con la creciente implantación de las energías renovables y el nuevo proceso de electrificación del consumo, el hidrógeno verde ha salido de su nicho experimental para hacerse un hueco en el mercado. Pero, ¿cuáles son los verdaderos potenciales de este combustible en el proceso mundial de descarbonización? La respuesta proviene del nuevo estudio (texto en inglés) de la Agencia Internacional de Energías Renovables IRENA.

El documento analiza el papel del hidrógeno en la transición energética global donde distingue las opciones de suministro en tres categorías: hidrógeno gris (basado en combustibles fósiles), hidrógeno azul (basado en combustibles fósiles pero con captura de CO2) e hidrógeno verde (basado en renovables).

IRENA predice que un 8% del consumo final de energía en el mundo podría estar relacionado con el hidrógeno para el año 2050. Pero para que sea útil en la reducción de las emisiones que afectan al cambio climático, su síntesis debe ser necesariamente sostenible.

Según el informe, el hidrógeno verde tiene un alto potencial de uso, especialmente en los sectores considerados difíciles de carbonizar, como las industrias más intensivas en el consumo de energía, el sector químico y el sector del transporte comercial, así como la aviación y el transporte marítimo.

Y no sólo eso. Los electrólisis (plantas que, a través de la electricidad, rompen las moléculas de agua en hidrógeno y oxígeno) pueden aportar flexibilidad a la demanda facilitando la penetración de una mayor cantidad de energía eólica y fotovoltaica en la red, una característica que ya está permitiendo que el sector aumente su tamaño de los actuales megavatios a gigavatios en los mercados energéticos europeos más avanzados.

El documento ni siquiera excluye una posible sinergia entre la distribución de hidrógeno verde y azul, dada la posibilidad de economías de escala en el uso de vehículos o en la logística.

Pero, advierten los autores, «la transición energética basada en el hidrógeno no se producirá de la noche a la mañana«. El sector necesitará normas y financiación adecuadas, así como una nueva infraestructura de suministro.

Qué es el hidrógeno verde.

El hidrógeno verde es una forma de hidrógeno que se produce a través de métodos que emiten poco o ningún dióxido de carbono (CO₂). Se considera una opción prometedora para almacenar y transportar energía limpia, como la procedente de fuentes renovables, y para descarbonizar la industria, el transporte y la aviación.

Varios gobiernos y empresas han anunciado planes para aumentar la producción y el uso de hidrógeno verde, y se espera que juegue un papel importante en la transición a una economía de emisiones netas cero. Sin embargo, su producción aún es costosa y se necesitan más investigaciones y desarrollos para hacerla más asequible y ampliar su uso.

El hidrógeno es un elemento químico que se puede producir de diferentes maneras, cada una de las cuales tiene diferentes niveles de emisiones de gases de efecto invernadero.

El hidrógeno verde se produce mediante la división del agua en hidrógeno y oxígeno utilizando electricidad renovable, lo que lo convierte en una forma más limpia de producir hidrógeno.

El hidrógeno gris se produce a partir de metano o carbón y emite grandes cantidades de dióxido de carbono durante el proceso.

El hidrógeno azul es similar al gris, pero utiliza tecnologías adicionales para capturar el dióxido de carbono emitido y almacenarlo a largo plazo.

En comparación con el hidrógeno gris y azul, el hidrógeno verde es menos intensivo en carbono y se considera una opción más sostenible para la transición a una economía de emisiones netas cero. Aunque la producción de hidrógeno verde está en auge, todavía es costosa y se necesitan más investigaciones y desarrollos para hacerla más accesible y ampliar su uso.

Cómo se obtiene el hidrógeno verde.

El hidrógeno verde se obtiene mediante la electrólisis del agua. La electrólisis es el proceso de dividir el agua en sus componentes básicos: hidrógeno y oxígeno, utilizando electricidad. El agua se coloca en una célula de electrólisis, que contiene dos electrodos: uno positivo (el cátodo) y uno negativo (el ánodo). Cuando se aplica electricidad, los iones de hidrógeno y oxígeno se mueven hacia los electrodos opuestos, donde se combinan para formar hidrógeno y oxígeno puros.

Para obtener hidrógeno verde, se utiliza electricidad procedente de fuentes de energía renovable, como la solar, la eólica o la geotérmica. Esto significa que el proceso de electrólisis no emite dióxido de carbono ni otros gases de efecto invernadero, por lo que el hidrógeno obtenido es considerado «verde» o sostenible.

Existen varios tipos de células de electrólisis, cada una de las cuales tiene sus propias ventajas y desventajas. Algunas de las opciones más populares son las células de electrólisis de ácido (PEM) y las células de electrólisis alcalinas (AEM). La selección del tipo de célula de electrólisis depende de factores como el costo, la eficiencia y la durabilidad.

Ventajas del hidrógeno verde.

El hidrógeno verde tiene varias ventajas como fuente de energía limpia y sostenible:

1. Es versátil: el hidrógeno puede utilizarse como combustible para generar electricidad, calor y movimiento, y se puede utilizar para alimentar a vehículos, aviones, barcos y trenes.
2. No emite gases de efecto invernadero: cuando se quema el hidrógeno, el único producto de combustión es vapor de agua. Esto lo convierte en una opción ideal para aplicaciones que requieren energía limpia, como el transporte y la industria.
3. Se puede producir a partir de fuentes renovables: el hidrógeno verde se produce a partir de electricidad procedente de fuentes de energía renovable, lo que lo convierte en una opción sostenible a largo plazo.
4. Puede almacenar y transportar energía: el hidrógeno se puede producir cuando la energía renovable está disponible en exceso y luego utilizar para generar electricidad cuando sea necesario. También se puede transportar a largas distancias, lo que lo convierte en una opción atractiva para el almacenamiento y el transporte de energía limpia.
5. Es seguro: el hidrógeno es un gas muy ligero que se dispersa fácilmente en el aire. Si se produce una fuga, no es tóxico ni inflamable en condiciones normales. Además, el hidrógeno no es radiactivo ni produce residuos peligrosos.

Desventajas del hidrógeno verde.

Aunque el hidrógeno verde tiene muchas ventajas como fuente de energía limpia y sostenible, también tiene algunas desventajas:

1. Producción costosa: actualmente, la producción de hidrógeno verde es más costosa que la producción de hidrógeno gris o azul. Aunque los costos han disminuido en los últimos años, todavía son más altos que los de otras formas de energía.
2. Infraestructura limitada: actualmente, hay poca infraestructura para el almacenamiento, transporte y distribución de hidrógeno. Esto significa que es más difícil acceder al hidrógeno verde en algunas áreas.
3. Falta de tecnología: aunque la tecnología de electrólisis ha avanzado mucho en los últimos años, todavía hay desafíos para hacerla más eficiente y asequible. También faltan tecnologías avanzadas para almacenar y transportar el hidrógeno de manera segura y eficiente.
4. Necesidad de energía renovable: para producir hidrógeno verde, se necesita electricidad renovable. Esto significa que la producción de hidrógeno verde está limitada por la disponibilidad de energía renovable.
5. Falta de conocimiento: aunque el hidrógeno verde es una opción prometedora para la transición a una economía de emisiones netas cero, todavía hay una falta de conocimiento y comprensión sobre cómo producirlo, almacenarlo y utilizarlo de manera segura y eficiente.

Impacto del hidrógeno verde.

El hidrógeno verde puede tener un impacto significativo en la transición a una economía de emisiones netas cero. Algunos de los posibles beneficios del hidrógeno verde son:

1. Reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero: el hidrógeno verde es una opción de energía limpia, ya que no emite gases de efecto invernadero cuando se quema. Esto lo convierte en una opción atractiva para reducir las emisiones de gases de efecto invernadero en sectores como el transporte, la industria y la generación de electricidad.
2. Mayor dependencia de las energías renovables: el hidrógeno verde se produce a partir de electricidad renovable, por lo que su producción y uso pueden aumentar la dependencia de las energías renovables. Esto puede ayudar a reducir la dependencia de combustibles fósiles y a mitigar el cambio climático.
3. Almacenamiento y transporte de energía: el hidrógeno se puede producir cuando la energía renovable está disponible en exceso y luego utilizar para generar electricidad cuando sea necesario. También se puede transportar a largas distancias, lo que lo convierte en una opción atractiva para el almacenamiento y el transporte de energía limpia.
4. Generación de empleo: la producción y el uso del hidrógeno verde pueden generar empleo verde en las industrias de la energía y el transporte.
5. Seguridad energética: el hidrógeno verde puede proporcionar seguridad energética al permitir la producción y el almacenamiento de energía limpia en el lugar de consumo, lo que puede reducir la dependencia de los combustibles fósiles importados.