Los Hidrógenos Verde, Azul y Negro

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Los automóviles con motores impulsados con hidrógeno ya son una realidad.

Cuando hace unas décadas se hablaba del hidrógeno como el combustible del futuro, parecía una realidad muy distante.

Pero el futuro ya está aquí con planes nacionales y multilaterales que están destinando inversiones estratosféricas a que el hidrógeno sustituya a otras fuentes de energía no renovable que han causado severos daños al planeta.

¿Qué es el hidrógeno verde y cómo podría ayudar a limpiar nuestras carreteras de CO2 y a cocinar con menos humo?

«Quizás no nos damos cuenta, pero estamos ya en ese futuro en el que el hidrógeno ya está dando sus pasos», dice el doctor Alejandro Karelovic, de la Facultad de Ingeniería de la Universidad de Concepción (Chile). «Ya existen mercados de hidrógeno verde, proyectos de producción de energía renovable ya toman en cuenta la generación de hidrógeno».

Desde su uso en autobuses, trenes y automóviles, turbinas industriales y estufas, el hidrógeno ya se ha probado como un combustible que reemplaza a los derivados del petróleo, el carbón o el gas.

Reino Unido ha puesto en marcha autobuses abastecidos con hidrógeno que no libera gases nocivos al ambiente.

Si bien en la actualidad la producción de hidrógeno con fines energéticos no está libre de generar dióxido de carbono (CO2), el causante del efecto invernadero y el calentamiento global, no es una tarea imposible.

De hecho, ya hay desarrollos avanzados que muestran que el hidrógeno es la fuente deseada de energía libre de contaminantes derivados y hay señales de que será un energético costeable.

Hidrógeno verde, azul y negro

Si bien el hidrógeno es el elemento químico más abundante del planeta, no se encuentra disponible como molécula en ningún yacimiento. Hay que obtenerlo de otras fuentes.

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«La principal es el agua, H2O. Y los combustibles fósiles también tienen mucho hidrógeno, como el gas natural. Esa es la principal fuente para obtenerlo en la actualidad»

El agua es una fuente de hidrógeno.

La producción de hidrógeno con fines energéticos se clasifica por colores que hacen referencia a qué tan limpia o no es su generación.

El más común hoy en día es el hidrógeno azul. Para generarlo, se extrae de los yacimientos de gas natural.

El «metal maravilla”: los investigadores que aseguran haber creado el codiciado hidrógeno metálico que puede revolucionar la ciencia.

Si se evita que se libere a la superficie CO2, no contribuye al calentamiento global. Pero lograrlo eso eleva los costos, por lo que mucho es producido con alguna carga de carbón.

«Es el mejor disponible en el momento», dice Karelovic.

El hidrógeno azul es el más disponible en la actualidad.

Hay uno más limpio y deseable: el hidrógeno verde es aquel que se produce a través de fuentes renovables de energía, como la que generan los campos de paneles solares o los eólicos, que aprovechan los vientos.

Esa energía limpia se emplea para alimentar maquinas.

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Un electrolizador, por ejemplo, puede extraer el hidrógeno que hay en el agua y así se genera en el proceso solo vapor y no se quema ningún combustible nocivo.

La energía eólica, que no contamina, puede ser usada para generar hidrógeno de fuentes como el agua.

El hidrógeno también se ha producido durante décadas echando mano de esos combustibles no renovables, como carbón o petróleo. Se le llama hidrógeno negro (también marrón o gris) porque es parte del daño ambiental persistente.

«Ahora mismo se produce mucho hidrógeno, pues se usa en muchas materias primas, entre ellas los fertilizantes. La mayor parte, actualmente, viene de hidrógeno negro», explica Karelovic.

«A lo que tenemos que ir como humanidad es al hidrógeno verde. Es la única manera de salvarnos del cambio climático y de los problemas que se avecinan», añade.

¿Y qué hacer con el hidrógeno?

Mientras que energías limpias como la solar o la eólica son intermitentes, pues funcionan solo cuando hay sol o viento, el hidrógeno tiene la ventaja de poder almacenar y distribuir energía.

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«El hidrógeno se puede usar de distintas maneras. Se puede usar para volver a producir electricidad, para crear materias primas, productos químicos. Se puede mezclar con otros combustibles para hacer combustión mixta», explica el experto de la Universidad de Concepción.

Los campos de energía solar fotovoltaica tienen la desventaja de solo generar electricidad durante el día.

La producción del deseado hidrógeno verde ya está probada a través del uso de electrolizadores, dispositivos que dividen los elementos químicos del agua (dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno) en sus componentes.

El hidrógeno tiene múltiples aplicaciones: puede ser quemado directamente en sustitución del gas a nivel industrial o urbano, o en celdas de combustible de vehículos de transporte, entre ellos automóviles y trenes.

Así funciona el tren de hidrógeno que inició operaciones en Alemania, el primero en entrar en servicio comercial en el mundo.

Puede servir para almacenar o producir energía eléctrica. Para refinar metales y en aplicaciones agrícolas como los fertilizantes.

Sin embargo, el proceso de crear hidrógeno a partir de energía eólica o solar tiene críticos, como el multimillonario Elon Musk, que llama «células tontas» a la creación de este tipo de baterías.

Señalan que es un desperdicio porque implica convertir la electricidad en gas y luego de nuevo en electricidad, una mezcla de dos pasos.

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Pero quienes apoyan esta alternativa creen que eso es un problema de la infraestructura actual y que en una futura red eléctrica producirá tanta energía barata fuera de las horas pico que es necesario encontrarle otros usos.

Y esperan ver caer en picada el costo de las celdas de combustible.

En algunos países ya hay bombas de energía para vehículos que tienen como base el hidrógeno.

Otro problema de la infraestructura actual advierte Karelovic, es cómo transportarlo, ya que el hidrógeno es un gas que tiene que ser comprimido para moverlo, además de que es inflamable.

«Una de las soluciones es transformar el hidrógeno en un carrier (o portador) energético. Un ejemplo es el amoniaco, el metanol, que son mucho más fáciles de transportar. El hidrógeno se transforma a esas moléculas», explica.

América Latina, ¿protagonista o espectador?

La Unión Europea presentó en julio su plan para alcanzar en 2050 la sustitución de energías no renovables por hidrógeno verde y azul que contribuyan a «limpiar» el continente.

Su plan, que pretende poner en marcha generación de hidrógeno renovable desde este mismo 2020, tendrá una inversión inicial para esta década equivalente a casi US$50.000 millones.

Pero otros países europeos también están haciendo sus propios planes. Alemania ha destinado casi US$10.000 millones, mientras que Reino Unido está creando su Grupo de Trabajo del Hidrógeno para establecer presupuestos y metas.

Rusia puso en funcionamiento su primer tranvía de hidrógeno en San Petersburgo en 2019.

Los analistas estiman que para 2050, esta industria tendrá un valor de US$1,2 billones.

La producción y distribución de hidrógeno, en particular el verde, no es rentable en este momento ante otros combustibles fósiles como el petróleo o el gas.

«Pero las tecnologías van avanzando tan rápido que los precios de los electrolizadores y la tecnología asociada van disminuyendo rápidamente. Se prevé que en el año 2030 sería ya competitivo con la energía no renovable», dice Karelovic.

Requiere también de un impulso político, como la visión estratégica de potencias de Europa y Asia que no solo buscan el ansiado combustible limpio, sino ser competidores en el mercado energético del futuro.

Las celdas de hidrógeno han probado ser una fuente confiable de energía.

«En Latinoamérica no podemos quedarnos atrás», dice Karelovic. «El que no se suba a esto va a quedar retrasado en las nuevas tecnologías. Por eso es súper importante que los países lo consideren para su economía y hacerlo lo antes posible».

En América Latina apenas hay esbozos de planes para sustituir combustibles fósiles por renovables como el hidrógeno, el cual puede ser producido por cualquier país, aunque tendrán ventajas competitivas aquellos que tengan infraestructura energética como la eólica, la solar o la hidroeléctrica.

Chile, en su región desértica, está entre los países que tienen un gran potencial en la generación de energía solar. En Centroamérica y México existen importantes recursos hidrológicos.

«Si uno no produce, por lo menos va a necesitar tecnología para poder usar este hidrógeno. Todos van a estar metidos en esto tarde o temprano», señala el experto chileno.

«Por eso es importante no quedarse atrás ahora, porque si no, vamos a estar como siempre: compramos la tecnología, no la desarrollamos».