Hidrógeno verde: el combustible del futuro - Knauf Industries

01/03/2022

Hidrógeno verde: el combustible del futuro

Hidrógeno verde

El hidrógeno es considerado  el combustible del futuro por su versatilidad. Puede actuar como vector energético, almacenando de forma estacional la electricidad renovable, o como materia prima. Pero no todo el hidrógeno es hidrógeno verde.

¿Qué es el hidrógeno verde y para qué sirve?

El hidrógeno verde es la forma más sostenible de hidrógeno. Pero, exactamente, ¿qué es el hidrógeno verde? Es el que se obtiene a partir de la hidrólisis del agua usando energías renovables, como la eólica o la solar. De ahí su denominación de ‘verde’ y su papel en la descarbonización de la atmósfera y la sostenibilidad

Se destina, sobre todo, a procesos con alta demanda energética. 

Tipos de hidrógeno

En estado puro el hidrógeno es invisible, inodoro, inocuo y más ligero que el aire, pero en la naturaleza se encuentra asociado a otros elementos, como el agua (H2O) o el metano (CH4). Para utilizarlo, hay que liberarlo. En ese proceso se pueden usar energías de origen fósil o renovables. Solo si son renovables tendremos hidrógeno verde. 

  • Hidrógeno marrón (también llamado hidrógeno negro). Se obtiene por gasificación del carbón. Su producción libera CO2. 
  • Hidrógeno gris. Se obtiene haciendo pasar el gas natural por vapor de agua (reformado con vapor). Es el más barato de producir y el más abundante, aunque los impuestos a las emisiones de CO2 podrían encarecerlo en un futuro no muy lejano. 
  • Hidrógeno azul. Se genera también a partir del reformado de gas natural, pero parte o todas las emisiones de CO2 se capturan y reutilizan para otros usos, como fabricar combustibles sintéticos. 
  • Hidrógeno verde. Es el único hidrógeno libre de emisiones de CO2. Se genera a partir de la electrólisis del agua con electricidad procedente de fuentes renovables. 

Hidrógeno verde aerogenerador

¿En qué consiste el proceso de producción de hidrógeno verde?

Estos cuatro tipos de hidrógeno son idénticos. La diferencia está en su producción. Vamos a detenernos algo más en cómo se obtiene el hidrógeno verde. 

El hidrógeno verde se obtiene mediante la electrólisis del agua, es decir, aplicando una corriente eléctrica para separar los átomos de hidrógeno y oxígeno.

Esa electricidad procede de energías renovables, como la solar, la eólica o el biometano, un combustible producido con residuos orgánicos domésticos, industriales o biomasa. 

La forma de obtener  el hidrógeno verde es capital para descarbonizar el planeta. Mientras la producción de hidrógeno marrón, gris o azul genera en torno al 2% de las emisiones de carbono, en la producción de hidrógeno verde (también llamado ‘hidrógeno de cero emisiones’ o ‘hidrógeno renovable’) no hay emisiones de CO2. 

Obtención hidrógeno verde

Ventajas de utilizarlo como combustible

El hidrógeno como combustible ofrece una alta densidad energética, equivalente al triple que la gasolina y 120 veces más que las baterías de litio. En el caso del hidrógeno verde se suma que no emite CO2. 

¿Qué barreras presenta?

  • Tecnología costosa. La electrólisis para producir hidrógeno verde requiere utilizar electrolizadores, una tecnología que requiere grandes inversiones. 
  • Insuficiente energía renovable. Consume mucha energía sostenible en su producción. Hacen falta más instalaciones fotovoltaicas o eólicas y construirlas implica un coste enorme de partida. La ventaja es que, una vez creadas, la electricidad producida tiene un coste muy bajo. 
  • Seguridad. Es inflamable.
  • Volatilidad. Es un gas extremadamente volátil cuya densidad es de 0,0899 kg/m³. Retenerlo a presión dentro de depósitos implica añadir elementos muy pesados, si bien existen soluciones para contenerlo, como ya se hace con el gas natural. 
  • Repostaje. Escasa red de hidrogeneras, si bien incorporando modificaciones de la red de gasolineras es posible tener en poco tiempo una red disponible. La Hoja de Ruta del Hidrógeno del Gobierno plantea como objetivo para 2030 tener 100-150 hidrogeneras de uso público. 

Por qué es tan importante el hidrógeno verde para la transición energética

A diferencia de los hidrocarburos o de otros tipos de hidrógeno, el hidrógeno verde no genera CO2, el gas responsable del efecto invernadero. 

Pero, además, su capacidad para almacenar la energía producida por las renovables abre enormes posibilidades en la transición energética, ya que permite conservar un tipo de energía eléctrica que ya se está produciendo con un coste muy bajo y que, por falta de medios para conservarlo, se pierde. 

Aplicaciones para el sector industrial

Dada su alta capacidad energética, actualmente ya se emplea en sectores con una alta demanda de energía: 

  • Industrias pesadas. Es el caso del refino de combustibles fósiles, la producción de amoniaco, fertilizantes, minería o la industria del acero. 
  • Transporte. En el transporte ligero las baterías recargables llevan cierta ventaja, aunque ya existen pilas de hidrógeno aplicables a la automoción. Knauf Automotive ya cuenta con soluciones de protección de impactos, aislamiento térmico y aligeramiento de las estructuras que contienen las celdas de esas pilas. En el transporte marítimo y aéreo su uso se limita a proyectos de demostración, si bien es donde el hidrógeno verde ofrece más ventajas frente a las limitaciones de las baterías eléctricas. 
  • Almacenamiento de energía. Las pilas de hidrógeno permiten almacenar los excedentes de energía generados por las energías renovables. Esto hace posible conservar y usar la energía a demanda y a un menor coste. 

Hidrógeno verde motor coche

La apuesta europea

La Unión Europea considera que el hidrógeno es una prioridad clave para lograr el Pacto Verde Europeo y la transición hacia una energía limpia en Europa.

En el documento Una estrategia del hidrógeno para una Europa climáticamente neutra, publicada a mediados de 2020, se destaca su gran potencial como vector de almacenamiento de las energías renovables, “garantizando el apoyo para las variaciones estacionales y conectando las zonas de producción hacia centros de demanda más distantes. En su visión estratégica de una UE climáticamente neutra, se prevé que la cuota de hidrógeno en la combinación energética de Europa aumente de menos del 2 % actual a entre el 13 % y el 14 % de aquí a 2050”.

La Alianza Europea del Hidrógeno Verde, una iniciativa impulsada por la Comisión Europea, prevé

invertir 430.000 millones de euros entre fondos públicos e inversión privada en hidrógeno verde. El objetivo es contar con 40 GW en electrolizadores para 2030, un paso crucial en el camino hacia la neutralidad climática para 2050.

Países líderes en producción de hidrógeno verde

  • Australia. Cuenta con 5 megaproyectos dentro de su territorio con energía eólica y solar.
  • Países Bajos. Tiene en proyecto la construcción de, al menos, 10 GW de electrolizadores utilizando energía eólica offshore.
  • Alemania. Cuenta con varios proyectos en el Mar del Norte y Rostock, en la costa norte alemana. 
  • China. Es el principal productor mundial de hidrógeno, pero a partir de hidrocarburos contaminantes. Actualmente trabajan en un megaproyecto Mongolia Interior, al norte del país.
  • Arabia Saudí. Pese a tener las mayores reservas de petróleo, ya trabaja en un proyecto de hidrógeno verde en la futurista ciudad inteligente de NEOM, a orillas del mar Rojo. 
  • Chile. Dos proyectos en desarrollo, con energía solar y eólica. 

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