sostenibilidad

Por: Luis Romano

V de verde. V de versátil. Sus aplicaciones van de la carrera espacial a la destilación de whisky, del transporte pesado a los fertilizantes, las industrias difíciles de electrificar o el almacenamiento de energía renovable. A medida que su tecnología madure, asumirá más y más usos estratégicos.

Será una de las herramientas básicas para descarbonizar la economía. Lo asume y además lo financia la Unión Europea, lo refrendan organizaciones como la Agencia Internacional de la Energía (IEA) y estudios como The Fuel Cells and Hydrogen Joint Undertaking: solo en el viejo continente, «podría evitar la emisión de 560 millones de toneladas de gases de efecto invernadero, generar USD 926 billones anuales y crear 5,4 millones de empleos hasta 2050″

La consultoría Morgan Stanley proyecta un salto de los USD 180.000 millones que hoy mueve la industria del hidrógeno en el mundo a 2,5 billones para mediados de siglo si cuenta con normativas favorables y supera su principal reto: la maduración tecnológica para producir la variedad verde (por electrólisis a partir de electricidad de origen renovable) tan o más barato que el hidrógeno convencional, además de aumentar la eficiencia en su almacenamiento y transporte.

La IEA destaca que la enorme cantidad de recursos invertidos en I+D+i por las administraciones y parte del sector privado prometen acelerar esa evolución y algunos estudios auguran la competitividad del hidrógeno verde a partir de 2030.

A continuación, una panorámica de aplicaciones presentes y futuras.

Usos industriales

En 2019 la demanda mundial de hidrógeno llegó a 70 millones de toneladas, la mayor parte consumidas por los sectores químico y petroquímico. Según la IEA, una de las aplicaciones estratégicas será sustituir con el verde al gris (este último obtenido a partir de gas natural) usado en refinado de combustibles fósiles o producción de amoniaco para elaborar fertilizantes claves en la productividad agrícola.

Estos sectores dominantes pronto empezarán a convivir con otros ya que la principal misión del hidrógeno cero emisiones, a nivel global, comunitario y país por país, es servir de combustible en aquellas industrias difíciles de electrificar porque trabajan con temperaturas muy altas, por encima de los 650º C, inalcanzables para la electricidad.

Por ejemplo, la fundición de acero y otros metales, cocción de cerámica, la industria del vidrio, procesos químicos que incluyen calentado, el sector alimentario para hidrogenar grasas, en destilerías de whisky y otros licores, factorías de metanol para fabricar colas y resinas de madera, de amoníaco usado como combustible sintético o biometano a partir de residuos orgánicos, entre otros. Ya existen proyectos operativos liderados por Iberdrola en muchos de estos casos.

Por tierra, mar y aire

El transporte, otro de los macrosectores donde podría implantarse de forma masiva y por el mismo motivo que en la industria: la dificultad de electrificar y, por tanto, descarbonizar sobre todo el tráfico pesado por carretera y el marítimo. Ya se usa en movilidad pública; por ejemplo, Barcelona ha adquirido autobuses urbanos propulsados por hidrógeno que tendrán una hidrogenera de abastecimiento en el puerto condal.

Existen dos tecnologías de propulsión: combustible en forma de gas licuado para alimentar motores de explosión convencionales y pilas de combustible que generan electricidad (los vehículos montan motores eléctricos) al reaccionar el hidrógeno almacenado en un tanque con el oxígeno del aire. Único residuo: agua.

El objetivo es multiplicar la eficiencia de las pilas para competir con las baterías actuales. Primero, porque el litio es una materia prima finita que tarde o temprano escaseará. 

Segundo, aunque las baterías también mejoren su eficiencia, no parecen viables para grandes camiones en largas distancias ni buques gigantes como los que cargan containers en el comercio global.

La propulsión por hidrógeno avanza en transporte marítimo (no solo en barcos, también en transportadores de contenedores en la logística portuaria) y cada vez más marcas de camiones lanzan sus versiones de hidrógeno.

¿Se popularizará además en vehículos utilitarios? También aparecen nuevos modelos de marcas generalistas, pero el salto de escala depende de superar las citadas barreras tecnológicas y el despliegue de una red de infraestructuras de transporte y estaciones de servicio. Se acaba de publicar una noticia que dice que la Unión Europea exigirá un surtidor de hidrógeno (hidrogenera) cada 150 kilómetros. Además, a partir de 2035 dejarán de venderse coches diésel y gasolina, también híbridos e híbridos enchufables.

Ya se han realizado ensayos de ferrocarriles de pila de combustible para cercanías, largas distancias o líneas difíciles de electrificar que podrían competir con las locomotoras diésel (la Unión Europea quiere doblar el tráfico ferroviario de mercancías en 2050) y Airbus proyecta tres prototipos de aviones comerciales de reactores y turbohélices que, dice, podrían estar operativos en 2035.

Además, el hidrógeno evitará emisiones de CO2 en el transporte mediante su uso para fabricar combustibles sintéticos y biocombustibles capaces de desplazar al gas, la gasolina o el gasoil en industria y transporte. No solo como combustibles directos, también se aplican en pilas de combustible y, de hecho, en 2023 zarpará el primer barco propulsado con pilas de amoniaco.

Almacén de energías renovables

Una vez optimizadas sus curvas de eficiencia y coste, el hidrógeno verde contribuiría con al menos dos modelos: la electricidad sobrante usada para producir hidrógeno que después permitiría cogenerar y responder a picos de demanda (como el actual gas natural), o en pilas de combustible a modo de baterías que, además, podrían emplearse en otros sectores, incluso en dispositivos electrónicos.

Otros usos posibles

La evolución tecnológica del hidrógeno verde promete multiplicar su penetración en la economía y la vida cotidiana.

Su aplicación sería directa al sustituir a otros tipos de hidrógeno que ya se usan como sistema de suministro; por ejemplo, en actividades que necesitan una fuente autónoma, desde quirófanos y submarinos a naves o estaciones espaciales (donde junto con la electricidad genera oxígeno) pasando por la conservación de alimentos, equipos de telecomunicaciones, de emergencia, etc.

Y se abren las posibilidades de implantación en sectores enteros, desde el turístico/hotelero al de la construcción y la gestión sostenible de edificios donde podría competir con el gas natural, el propano o el gasoil.

Aquí, nuevamente, se menciona como barrera el coste de prolongar las infraestructuras hasta cada vivienda u oficina. Brey prefiere hablar de oportunidad social y medioambiental, no solo económica: «Ya se hizo cuando en los noventa sustituimos las redes de gas ciudad por gas natural. Por qué no repetirlo con objetivos mucho más importantes: el desarrollo sostenible y la lucha contra el cambio climático».

Fuente: Iberdrola