El hidrógeno verde, presentado como un vector de energía «verde», podría de hecho constituir un contaminante atmosférico que agravaría el calentamiento global, según investigadores de la Universidad de Princeton.
Para lograr la transición ecológica, tendremos que abandonar rápidamente los combustibles fósiles en todos los sectores de la economía. Para ello, las fuentes de energía alternativas pueden ser parte de la solución: el uso de energías bajas en carbono y renovables, los biocombustibles y el biogás, o incluso el hidrógeno, son algunos ejemplos.
Sin embargo, estas energías alternativas tienen ventajas, pero también desventajas. En el caso del hidrógeno, el reto obviamente es saber cómo se produce ese hidrógeno, y para qué se utilizará, para saber si realmente el hidrógeno verde será ecológico …Pero el hidrógeno podría plantear otros problemas.
Hidrógeno verde: ¿un gas de efecto invernadero?
De hecho, algunos investigadores han demostrado que el hidrógeno, cuando se encuentra en la atmósfera, interactúa con otros gases y podría agravar el calentamiento global. No se trata aquí de decir que el hidrógeno sería un gas de efecto invernadero, porque el hidrógeno no tiene un impacto directo sobre el efecto invernadero.
Por otro lado, cuando se encuentra en la atmósfera, el hidrógeno puede modificar el efecto de otros gases, y por lo tanto tener una influencia indirecta en el calentamiento global. Al agregar hidrógeno a la atmósfera, podemos alterar el equilibrio de los gases de efecto invernadero y, en particular, ralentizar la degradación del metano en la atmósfera.
El metano se degrada naturalmente en la atmósfera cuando es oxidado por una molécula, el radical hidroxilo (radical OH). Pero este radical también interactúa con el hidrógeno.
Cuanto más hidrógeno hay en la atmósfera, especialmente en sus capas inferiores, menos radicales OH quedan para las reacciones de oxidación del metano. En resumen: más hidrógeno en la atmósfera = más metano en la atmósfera. El hidrógeno también interactúa con otros gases de efecto invernadero, el ozono y el vapor de agua en particular. Como resultado, estos efectos combinados lo convierten en un gas de efecto invernadero indirecto con un poder de calentamiento global de 11 (es decir, 11 veces más que el CO2).
Emisiones de hidrógeno a la atmósfera
De hecho, debe entenderse que el hidrógeno es un gas extremadamente volátil, la molécula más pequeña que existe. Por lo tanto, es extremadamente difícil almacenar hidrógeno y pueden ocurrir muchas fugas en todas las etapas de la producción, almacenamiento y transporte de hidrógeno.
Si hacemos la transición a sistemas de producción con hidrógeno, será necesario, por tanto, garantizar que los posibles beneficios climáticos del hidrógeno no se vean anulados por fugas que contribuirían a agravar la crisis climática.
Los cálculos de los investigadores muestran que si hacemos la transición al hidrógeno para reemplazar los combustibles fósiles en ciertos sectores, el efecto general sobre el clima será negativo si el 9% o más del hidrógeno «verde» producido se escapa a la atmósfera.
En cuanto al hidrógeno azul , producido a partir del metano, esta cifra baja al 1%. Estas son, por supuesto, solo estimaciones, basadas en una serie de suposiciones técnicas, económicas y sociales. Pero demuestran que debemos estar muy atentos a las fugas de hidrógeno si queremos que este vector energético contribuya de forma eficaz a limitar el calentamiento global.
Gestionar las fugas de hidrógeno
Sin embargo, a medida que se desarrolle el sector, este tema de las fugas será cada vez más importante. Sin embargo, gestionar las fugas de gas no es fácil: en la industria del gas natural, aunque muy antigua y bien estructurada, se estima que las fugas de metano equivalen a alrededor del 1 al 5% de la producción, con algunas estimaciones que ascienden al 6-8%
Es difícil evaluar el alcance de las fugas en el sector del hidrógeno, todavía en pañales, pero científicos de la Universidad de Columbia ya han hecho estimaciones: casi el 5,6% del hidrógeno podría «fugarse» en 2050.
Sin embargo, es difícil de predecir: las tecnologías del sector del hidrógeno aún están en pleno desarrollo. Y podrían surgir muchas aplicaciones dadas las enormes inversiones en hidrógeno. Sin planificación y orientación sectorial, podríamos ver proyectos en marcha en muchas industrias, en transporte, química y por supuesto energía.
En cada uno de estos sectores habrá riesgos de fugas. Pero, ¿serán anticipados y gestionados por los fabricantes? No estoy seguro, cuando conocemos la propensión de los actores económicos a anticipar las externalidades negativas de sus actividades.
Todavía podemos ver esto hoy en día en el sector del gas y los combustibles fósiles: los estudios muestran regularmente que las fugas son mayores de lo esperado en los sitios de producción.
Los sitios de extracción de petróleo y gas continúan generando fugas de metano, incluso después de que han cesado sus operaciones, y hoy constituyen un problema climático importante. Habrá que evitar que el sector del hidrógeno verde caiga en los mismos excesos, sin duda una buena dosis de regulación. Pero aún será necesario que los reguladores se anticipen, para evitar que el hidrógeno sea finalmente una carrera precipitada.
Fundación Renovables y Greenpeace alertan de que el H2Med es una trampa para la transición energética
El H2MED es un «hidrógeno verde» que no es tan tan verde como lo pintan. El hidrógeno verde tendrá un papel importante para el sector industrial y el transporte marítimo y aéreo, pero es más eficiente si se genera cerca de los puntos de consumo y si lo que se transporta es electricidad
En pleno debate europeo sobre la viabilidad y pertinencia del H2Med, en un contexto de grave crisis energética y climática, la Fundación Renovables y Greenpeace han presentado un análisis que advierte de que la futura infraestructura es una trampa que amenaza el modelo de transición energética al desviar los recursos y las prioridades de un desarrollo de las energías renovables de alta eficiencia y respetuoso con las personas y la biodiversidad.
El documento, que también realiza un análisis de las necesidades reales del hidrógeno, señala que este no debe ser el sustituto del gas. Recalcan que su uso no es viable fuera de instalaciones industriales porque su origen es la electricidad, por sus características físicas y por seguridad:
Tenemos que olvidar la idea de que, en el futuro, nos llegará un combustible limpio como el hidrógeno por donde actualmente nos llega el gas natural. Nuestras viviendas, nuestros coches, nuestro día a día no serán a base de hidrógeno.
Es algo que no va a tener ningún impacto en la vida diaria de la gente, solo de algunas empresas”, ha declarado Ferrando. Es decir, no es la energía del futuro para la sociedad en su conjunto, tan solo para una parte de la industria.
HIDROGÉNO VERDE?
LOS DATOS DEL HIDRÓGENO VERDE:
- Actualmente, alrededor del 95% de la producción mundial actual de hidrógeno se realiza a través de combustibles fósiles, principalmente como rectificado del gas natural.
- En España se consumen 500.000 toneladas de hidrógeno al año. El 99% de ese hidrógeno es producido a base de gas natural sin captura de CO2 (gris). De hecho, el 6% del consumo total de gas natural en España se destina a la producción de hidrógeno.
- El H2Med tiene un presupuesto de aproximadamente 2.500 M€ al que será necesario añadir 4.670 M€ para la adaptación y la creación de infraestructuras en nuestro país, es decir, que el presupuesto total se situaría por encima de los 7.000 M€.
- La utilización del H2Med supondría la necesidad de instalar más de 40.000 MW adicionales de centrales renovables de gran tamaño, en un horizonte que duplica lo previsto por el PNIEC. Esto pondría en riesgo el desarrollo actual, ya poco ordenado.
Iberdrola es promotor del hidrógeno verde
Esta tecnología se basa en la generación de hidrógeno —un combustible universal, liviano y altamente reactivo— a través de un proceso químico conocido como electrólisis. Este método utiliza una corriente eléctrica para separar el hidrógeno del oxígeno en el agua. Si esta electricidad se obtiene de fuentes renovables, por lo tanto, produciremos energía sin emitir dióxido de carbono a la atmósfera.
Tal y como apunta la AIE, este método de obtención de hidrógeno verde ahorraría los 830 millones de toneladas de CO2 que se emiten anualmente cuando se produce este gas a partir de combustibles fósiles.
Asimismo, reemplazar todo el hidrógeno gris del mundo requeriría 3.000 TWh/año de nuevas energías renovables , equivalente a la demanda actual de Europa. Sin embargo, existen algunas dudas sobre la viabilidad del hidrógeno verde debido a su alto costo de producción; dudas razonables que irán desapareciendo a medida que avance la descarbonización de la tierra y, en consecuencia, se abarate la generación de energías renovables
Postura de GreenPeace ante la promoción del hidrógeno verde:
La necesidad de transportar hidrógeno procedente de la hidrólisis del agua se basa en el supuesto, de difícil asunción, de que la generación de electricidad con fuentes de energía renovables se lleva a cabo en lugares aislados y por la variabilidad temporal del recurso que al generar excedentes puede ser interesante destinarlos a producir hidrógeno con el fin de trasladarlo posteriormente a los lugares de consumo.
El transporte de hidrógeno, al igual que su almacenamiento, supone una gran barrera para el desarrollo de este vector, debido a dos de las propiedades físicas de esta molécula: su pequeño tamaño y su baja densidad. Estas características se ponen aún más de manifiesto al ser comparadas con el gas natural que está compuesto principalmente por metano.
El metano tiene el doble de átomos de hidrógeno que la molécula de hidrógeno y uno de carbono. El hidrógeno tiene una mayor capacidad de dispersión y requiere de más hermetismo (las emisiones directas de fugas de hidrógeno tienen un potencial de calentamiento global (calor absorbido por el gas) GWP, Global Warming Potential, de 100 años), por lo que los sistemas de transporte de gas natural no son válidos para el hidrógeno, aumentando el coste de la inversión por su proceso de transformación.
Por esta razón, la línea más conservadora, hasta que lleguen las inversiones en hidroductos, ha sido la apuesta por el blending, consistente en mezclar hidrógeno en porcentajes pequeños con el gas natural. Según la normativa en vigor, en todos los países ese porcentaje es inferior al 10%.
El hidrógeno, en caso de mezclarse con el gas natural, no puede acabar convirtiéndose en la coartada para el mantenimiento de la infraestructura gasista y del uso del gas natural, teniendo en cuenta que la producción de hidrógeno puede producirse en el mismo lugar donde se consume, sobre todo en los polígonos industriales.
Considerando esta particularidad, el blending no es la solución, porque el H2 tiene un Poder Calorífico Inferior (PCI) de 120,2 MJ/kg frente a los 48,2 que tiene el metano, componente mayoritario del gas natural, lo que supone que el producto final tenga alteradas sus propiedades y pueda afectar al funcionamiento de los equipos de combustión; por el diferencial de costes y porque es difícilmente comprensible, hoy en día, producir un derivado para mezclarlo con la materia prima que se empleó en producirlo sin que, además, se genere un valor añadido claro en las condiciones de uso.
La transición energética hacia la descarbonización debe suponer que, por la desaparición de las refinerías en un futuro cercano, la cultura del hidrógeno estará separada y ajena de la realidad de su producción y uso actual.
- Las necesidades energéticas de la ciudadanía deben ser cubiertas por la electricidad, siendo el hidrógeno de uso exclusivo para industrias muy definidas donde la electrificación aún no pueda darse y en algunos otros usos de nicho.
- En ningún caso se puede ver el hidrógeno como sustituto del gas natural para los usos que actualmente se le dan desde la ciudadanía como son las calderas.
- Siempre es mejor transportar electricidad que hidrógeno. Esto conlleva que su producción debe estar lo más cerca del lugar de consumo o uso y no de las centrales de generación de electricidad que, bajo este criterio, deberían estar desconectadas de la red eléctrica.
Cómo un nuevo subsidio para el ‘hidrógeno verde’ podría desencadenar una bomba de carbono. Usar electricidad para producir hidrógeno podría ser una solución climática elegante, o podría apuntalar una red sucia. Estados Unidos se encuentra en un punto crucial en el camino para abordar el cambio climático.
La Ley de Reducción de la Inflación desencadenará durante la próxima década cientos de miles de millones de dólares en subsidios diseñados para hacer que las tecnologías limpias sean tan baratas que se implementarán rápidamente, lo que ayudará a la nación a reducir las emisiones en un $40 USD para 2030.
Si esos subsidios funcionan según lo previsto, eso es. En el caso de un nuevo crédito fiscal para el hidrógeno limpio, mucho depende de ese «si». Podría acelerar una solución climática crítica que podría reducir las emisiones de gases de efecto invernadero en muchos sectores de la economía. O podría respaldar un proceso que realmente aumente las emisiones.
El resultado depende en gran medida de las reglas contables que el Departamento del Tesoro aún tiene que redactar.
“Hacer esto bien es fundamental para que este crédito funcione”.- Nathan Iyer, asociado sénior de políticas en la organización sin fines de lucro de investigación de energía limpia RMI
Lo correcto en el uso del hidrógeno verde. Los expertos en descarbonización dicen que el hidrógeno limpio es una herramienta importante para abordar el cambio climático porque podría reemplazar más o menos a los combustibles fósiles en muchas aplicaciones y no libera CO2 cuando se quema. Algunos lo ven alimentando camiones, barcos de carga e incluso aviones. Otros lo consideran un sustituto prometedor del carbón en la producción de acero.
También tiene potencial como medio de almacenamiento de energía eólica y solar para cuando esos recursos no estén disponibles . Como mínimo, podría reemplazar el hidrógeno sucio que usamos hoy, en gran parte para hacer fertilizantes.
Aunque el hidrógeno es el elemento más abundante en el universo, no se puede desenterrar como los combustibles fósiles. En su lugar, debe separarse de otros compuestos, como el metano (CH4) o el agua (H2O). Casi todo el hidrógeno que se usa hoy en día se deriva del metano, o gas natural, en un proceso que libera dióxido de carbono.
Pero es posible, aunque más costoso, producir hidrógeno con cero emisiones a través de la electrólisis. Todo lo que se necesita es electricidad, agua y un dispositivo llamado electrolizador, que divide el H2O en hidrógeno y oxígeno. Use energía renovable y el proceso no genera emisiones, creando un producto que a menudo se conoce como «hidrógeno verde». Solo un puñado de plantas en todo el mundo usa electrólisis, que contribuyó con alrededor del 0,04 por ciento del suministro mundial de hidrógeno en 2021.
