¿Cómo podemos aprovechar el potencial del hidrógeno para conseguir una energía limpia, segura y asequible?

Con más de 10 millones de toneladas métricas producidas anualmente en Estados Unidos, se calcula que la producción de hidrógeno es una industria de 100.000 millones de dólares. El interés por la conversión de la electricidad en hidrógeno se debe a su densidad energética, que permite almacenar grandes cantidades de energía en comparación con las baterías y las alternativas a gran escala (por ejemplo, el bombeo de agua).

En la actualidad, la eficiencia de conversión de la electrólisis se sitúa en torno al 50-70 % y se están poniendo en marcha unidades a escala de MW (ref. Fig. 7,Informe IRENA 2018) .

Los expertos de la Fundación Solar Impulse, con motivo del reto de los expertos en Múnich, debatieron cómo la economía del hidrógeno y su intersección con el almacenamiento de energía a medio plazo debe ser una prioridad clave en la construcción de un futuro sostenible.

Los participantes en la mesa redonda debatieron los problemas relacionados con los métodos actuales de producción de hidrógeno. Aunque hasta la fecha se puede utilizar una amplia variedad de combustibles para producir hidrógeno (incluidas las energías renovables, la energía nuclear, el gas natural, el carbón y el petróleo), aproximadamente el 95% de todo el hidrógeno que se produce en el mundo se obtiene mediante la separación del hidrógeno del carbono, a menudo partiendo del gas natural (metano) o del carbón (ref. Fig. 6, Informe de la AIE 2019). De hecho, la producción de hidrógeno a partir de energías bajas en carbono y renovables sigue siendo costosa por ahora, pero tiene el potencial de ser más asequible en el futuro, teniendo en cuenta tanto la disminución prevista de los costes de las energías renovables como la mayor capacidad de ampliar la producción de hidrógeno.

Junto a las mejoras necesarias en el ámbito del suministro, el almacenamiento de energía puede desempeñar un papel importante en la mejora de la integración de los sistemas de hidrógeno. Hay pocos vectores energéticos que permitan el almacenamiento en un plazo de semanas a meses, por lo que el hidrógeno puede desempeñar un papel fundamental en el apoyo a las energías renovables intermitentes.

Sin embargo, el almacenamiento de hidrógeno es un reto. Aunque la densidad energética del hidrógeno es alta, incluso mayor que la de los combustibles fósiles, su densidad energética volumétrica es baja, por lo que requiere una compresión intensiva para su almacenamiento. Entre los métodos de almacenamiento de hidrógeno pueden utilizarse el almacenamiento físico (compresión/refrigeración) y las tecnologías de soporte basadas en materiales (por ejemplo, hidruros metálicos y líquidos hidrogenados). Los materiales portadores cambian presiones más bajas por una complejidad operativa que requiere equipos específicos de carga y descarga.

Si se resuelven los problemas de almacenamiento y distribución del hidrógeno, las repercusiones potenciales serán de gran alcance. El hidrógeno es extremadamente versátil y se cruza con industrias a gran escala como la de los fertilizantes, la química y la del acero. Ofrece una vía muy necesaria para una profunda descarbonización en estas industrias que consumen grandes cantidades de energía.

Además, el hidrógeno puede mezclarse con el gas natural para descarbonizar las aplicaciones térmicas existentes y puede ser ideal para el transporte pesado, como barcos y trenes.

Sin embargo, la visibilidad pública de todo el potencial del hidrógeno sigue siendo escasa. La cobertura de los medios de comunicación suele centrarse únicamente en las aplicaciones de transporte personal, a pesar de que se trata de mercados muy pequeños, incluso después de décadas de desarrollo.

Pragma lanzó una bicicleta de hidrógeno, con un precio de unos 7.500 euros por bicicleta, y al menos 30.000 euros por una estación de carga, las bicicletas son demasiado caras para el mercado de consumo, pero la empresa está trabajando para reducirlo a 5.000 euros. La reducción de los costes a pequeña escala mejorará en última instancia la penetración de la tecnología en el mercado, aunque actualmente la tecnología es más adecuada para las industrias pesadas y el almacenamiento de energía a largo plazo, que tienen menos opciones de descarbonización.

La buena noticia es que las tecnologías de hidrógeno probadas ya están disponibles hoy en día y pueden desempeñar un papel importante en la descarbonización tanto del transporte como de los procesos difíciles que requieren mucha energía (ref. Informe de la AIE de 2019). De hecho, algunas de estas Soluciones ya forman parte de la cartera de 1000 Soluciones, por ejemplo: HYPE, Hydrosily Smart Energy Hub.

En el debate de la mesa redonda, los expertos destacaron la necesidad de reducir los costes de capital de la infraestructura del hidrógeno y de avanzar en las tecnologías en las que el uso del hidrógeno proporciona una ventaja de rendimiento. Las partes interesadas, como los gobiernos, las industrias y el sector privado, necesitan un mayor apoyo público que les dé confianza para perseguir todos los beneficios medioambientales que el hidrógeno puede permitir.