El cambio climático es uno de los mayores retos a los que se enfrenta la humanidad en el siglo XXI, y requiere una transición urgente hacia un modelo energético más limpio y sostenible. En este contexto, el hidrógeno verde surge como una solución innovadora y prometedora, que podría revolucionar el sector energético y contribuir a la descarbonización de la economía. ¿Qué es el hidrógeno verde, cómo se produce, cómo se transporta y qué usos tiene? En este artículo, te lo explicamos todo.
¿Qué es el hidrógeno verde y cómo se diferencia de otros tipos de hidrógeno?
El hidrógeno es el elemento más abundante del universo, y tiene la capacidad de almacenar y liberar energía en forma de calor, electricidad o movimiento. Sin embargo, el hidrógeno no se encuentra libre en la naturaleza, sino que está combinado con otros elementos, como el oxígeno en el agua o el carbono en los combustibles fósiles. Por eso, para obtener hidrógeno, es necesario separarlo de estos compuestos, utilizando energía.
Según la fuente de energía que se utilice para producir hidrógeno, se pueden distinguir diferentes tipos de hidrógeno, que se clasifican por colores. El más común es el hidrógeno gris, que se obtiene a partir de gas natural, y que genera emisiones de CO2. También existe el hidrógeno azul, que es similar al gris, pero que captura y almacena el CO2, reduciendo así su impacto ambiental. Sin embargo, el tipo de hidrógeno más interesante desde el punto de vista de la sostenibilidad es el hidrógeno verde, que se produce a partir de fuentes de energía renovables, y que no emite ningún gas de efecto invernadero.
¿Cómo se produce el hidrógeno verde?
El hidrógeno verde se produce mediante la electrólisis del agua, un proceso que consiste en aplicar una corriente eléctrica al agua para separar el hidrógeno del oxígeno. Si la electricidad proviene de fuentes de energía renovables, como la solar o la eólica, el hidrógeno resultante es verde, ya que no genera emisiones de CO2 ni otros gases contaminantes.
Existen diferentes tecnologías para realizar la electrólisis del agua, pero las más utilizadas son la electrólisis alcalina y la electrólisis de membrana de intercambio de protones (PEM). La electrólisis alcalina usa una solución alcalina como electrolito, que facilita el paso de los electrones entre los electrodos. La electrólisis PEM usa una membrana de intercambio de protones, que permite el paso de los protones entre los electrodos. Ambas tecnologías producen hidrógeno limpio, pero la PEM tiene la ventaja de ser más eficiente, compacta y flexible, lo que la hace más adecuada para aplicaciones de pequeña o mediana escala.
¿Cómo se transporta y almacena el hidrógeno verde?
Entre las ventajas del hidrógeno verde se encuentra su facilidad de transporte y almacenable, lo que permite su distribución a distintos puntos de consumo. El hidrógeno se puede transportar y almacenar de diferentes formas, según su estado físico y su presión. El hidrógeno se puede comprimir y transportar en cilindros o tuberías a alta presión, o se puede licuar y transportar en tanques criogénicos a baja temperatura. También se puede transportar en forma de amoníaco, metanol o hidruros metálicos, que son compuestos que contienen hidrógeno y que se pueden convertir de nuevo en hidrógeno cuando se necesite.
El transporte y almacenamiento del hidrógeno implica algunos retos, como la seguridad, la eficiencia y el coste. El hidrógeno es un gas inflamable y explosivo, que requiere medidas de precaución y control. Además, el hidrógeno tiene una densidad energética baja, lo que significa que ocupa mucho espacio para almacenar la misma cantidad de energía que otros combustibles. Por eso, se necesita mucha energía para comprimirlo o licuarlo, lo que reduce su rendimiento y aumenta su coste. Estos desafíos se pueden superar con el desarrollo de nuevas tecnologías y el aprovechamiento de las infraestructuras existentes.
¿Qué aplicaciones tiene el hidrógeno verde?
El hidrógeno verde ofrece una amplia gama de usos en varias industrias y aplicaciones, ya sea como un recurso energético o como un ingrediente básico. Puede ser empleado para producir electricidad, calor o propulsión, utilizando distintos mecanismos como celdas de combustible, turbinas, motores o calderas. Además, el hidrógeno puede ser utilizado en la fabricación de compuestos químicos como amoníaco, metanol o fertilizantes, o en la reducción de mineral de hierro para la producción de acero.
Entre los sectores que más se pueden beneficiar del uso del hidrógeno verde se encuentran los siguientes:
- El sector del transporte, que es uno de los principales responsables de las emisiones de CO2. El hidrógeno puede alimentar vehículos de todo tipo, como coches, autobuses, camiones, trenes, barcos o aviones, mediante celdas de combustible, que convierten el hidrógeno y el oxígeno en electricidad y agua. Estos vehículos tienen la ventaja de ser silenciosos, eficientes y no contaminantes, y de tener una mayor autonomía y menor tiempo de recarga que los vehículos eléctricos convencionales.
- El sector industrial, que consume grandes cantidades de energía y genera importantes emisiones de CO2. El hidrógeno puede sustituir a los combustibles fósiles en procesos industriales que requieren altas temperaturas, como la producción de acero, cemento, vidrio o cerámica. El hidrógeno también puede ser utilizado como materia prima para la fabricación de productos químicos, como el amoníaco, que se usa para producir fertilizantes, explosivos o plásticos.
- El sector residencial y comercial, que demanda energía para la calefacción, el aire acondicionado, la iluminación o los electrodomésticos. El hidrógeno puede proporcionar energía limpia y renovable a los hogares y negocios, mediante pilas de combustible, que generan electricidad y calor a partir del hidrógeno y el oxígeno. El hidrógeno también puede ser utilizado para almacenar el excedente de energía renovable y respaldar la red eléctrica, mejorando así la seguridad y la estabilidad del suministro.
¿Qué futuro le espera al hidrógeno verde?
El hidrógeno verde es una de las grandes apuestas de la Unión Europea para la transición energética, con un plan de inversión de 1,8 billones de euros creado para reconstruir Europa tras la COVID-19. El objetivo es alcanzar una capacidad de producción de hidrógeno verde de 40 gigavatios (GW) para 2030, y de 500 GW para 2050, lo que supondría cubrir el 24 % de la demanda energética mundial.
Para lograr este objetivo, se están desarrollando numerosos proyectos e iniciativas en toda Europa, que implican la colaboración de gobiernos, empresas, universidades y centros de investigación. Algunos de los proyectos más destacados son los siguientes:
- El proyecto Green Hysland, que pretende crear la primera isla europea 100 % renovable y autosuficiente, utilizando el hidrógeno verde como vector energético. El proyecto se llevará a cabo en Mallorca, y contará con una inversión de 50 millones de euros y la participación de 30 socios de seis países.
- El proyecto H2 Green Steel, que busca producir acero con hidrógeno verde, reduciendo así las emisiones de CO2 de la industria siderúrgica. El proyecto se ubicará en el norte de Suecia, y tendrá una capacidad de producción de cinco millones de toneladas de acero al año, con una inversión de 2.500 millones de euros y la creación de 1.500 empleos.
- El proyecto HyDeal Ambition, que aspira a suministrar hidrógeno verde a gran escala y a bajo coste, utilizando la energía solar de España y el sur de Francia. El proyecto prevé una capacidad de producción de 95 GW de energía solar y 67 GW de electrólisis, con una inversión de 30.000 millones de euros y la entrega de 3,6 millones de toneladas de hidrógeno verde al año.
Estos proyectos son solo algunos ejemplos de la gran apuesta que se está haciendo por el hidrógeno verde en Europa y en el mundo, con el fin de impulsar la innovación, la competitividad y la sostenibilidad del sector energético. El hidrógeno verde representa una oportunidad única para avanzar hacia un futuro más limpio y renovable, en el que el hidrógeno sea el protagonista de la revolución energética del siglo XXI.
