HIDRÓGENO VERDE

El hidrógeno verde: una alternativa para reducir las emisiones y cuidar nuestro planeta

#cambio climático #sostenibilidad medioambiental #I+D+i

La descarbonización del planeta es uno de los objetivos que se han marcado países de todo el mundo de cara a 2050. Para lograrlo, la descarbonización de un elemento como el hidrógeno —responsable en la actualidad de más del 2 % de las emisiones totales de CO2 en el mundo—, que da lugar al hidrógeno verde, se revela como una de las claves. A continuación, descubre cómo se obtiene y cuál será su impacto en las próximas décadas.

Nuestra forma de vida necesita cada vez más vatios para funcionar. Las últimas estimaciones de la Agencia Internacional de la Energía (AIE), publicadas a finales de 2019, prevén un aumento de la demanda energética global de entre un 25 y un 30 % hasta 2040, lo que en una economía dependiente del carbón y el petróleo significaría más CO2 y el agravamiento del cambio climático. Sin embargo, la descarbonización del planeta nos propone un mundo distinto para 2050: más accesible, eficiente y sostenible, e impulsado por energías limpias como el hidrógeno verde.

QUÉ ES EL HIDRÓGENO VERDE Y CÓMO SE OBTIENE

Esta tecnología se basa en la generación de hidrógeno —un combustible universal, ligero y muy reactivo— a través de un proceso químico conocido como electrólisis. Este método utiliza la corriente eléctrica para separar el hidrógeno del oxígeno que hay en el agua, por lo que, si esa electricidad se obtiene de fuentes renovables, produciremos energía sin emitir dióxido de carbono a la atmósfera.

Esta manera de obtener hidrógeno verde, como apunta la AIE, ahorraría los 830 millones de toneladas anuales de CO2 que se originan cuando este gas se produce mediante combustibles fósiles. Asimismo, reemplazar todo el hidrógeno gris mundial significaría 3.000 TWh renovables adicionales al año —similar a la demanda eléctrica actual en Europa—. No obstante, existen algunos interrogantes sobre la viabilidad del hidrógeno verde por su alto coste de producción; unas dudas razonables que se disiparán conforme avance la descarbonización del planeta y, en consecuencia, se abarate la generación de energía renovable.

Iberdrola.
¿CÓMOSEOBTIENE
ELHIDRÓGENOVERDE?
La obtención de hidrógeno verde por electrólisis a partir de fuentes renovables consiste en la descomposición de las moléculas de agua (H2O) en oxígeno (O2) e hidrógeno (H2).
1. El agua utilizada para la electrólisis debe contener sales y minerales para conducir la electricidad.
2. Dos electrodos sumergidos en el agua y conectados a una fuente de alimentación aplican una corriente continua.
3. La disociación del hidrógeno y el oxígeno se produce cuando los electrodos atraen para sí a los iones de carga opuesta.
4. Durante la electrólisis se produce una reacción oxidación-reducción por efecto de la electricidad.
ENERGÍASRENOVABLES
MEMBRANA
HIDRÓGENO
OXÍGENO
REACCIÓN CATÓDICA
4H++4e- ➔ 2H2
REACCIÓN ANÓDICA
2H2O ➔ O2+4H++4e-
Fuente: Departamento de Energía de EE.UU. y Wood Mackenzie.

 

 VER INFOGRAFÍA: ¿Cómo se obtiene el hidrógeno verde? [PDF]

EL HIDRÓGENO COMO ENERGÍA LIMPIA

El hidrógeno es el elemento químico más abundante de la naturaleza. Su demanda global como combustible se ha triplicado desde 1975, como señala la AIE, hasta llegar a las 70 millones de toneladas anuales en 2018. Además, es una fuente de energía limpia que solo emite vapor de agua y no deja residuos en el aire, a diferencia del carbón y el petróleo.

La relación del hidrógeno con la industria viene de lejos. Este gas se ha empleado como combustible desde principios del siglo XIX para coches, dirigibles y naves espaciales. La descarbonización de la economía mundial, un proceso inaplazable, le otorgará más protagonismo y, si su producción se abarata un 50 % para 2030 tal y como vaticina el Consejo Mundial del Hidrógeno, estaremos sin duda ante uno de los combustibles del futuro.

Iberdrola ha puesto en marcha la que será la mayor planta de hidrógeno verde para uso industrial en Europa. La planta de Puertollano (Ciudad Real) estará integrada por una planta solar fotovoltaica de 100 MW, un sistema de baterías de ion-litio con una capacidad de almacenamiento de 20 MWh y uno de los mayores sistemas de producción de hidrógeno mediante electrolisis del mundo (20 MW). Todo a partir de fuentes 100 % renovables.

La construcción de este complejo supone el inicio de un plan integral por el que Iberdrola, en alianza con Fertiberia, proyecta desarrollar 800 MW de hidrógeno verde con una inversión de 1.800 millones de euros hasta 2027, que producirán 15.000 toneladas de hidrógeno verde renovable.

La iniciativa de innovación, en caso de materializarse, situaría a España a la vanguardia del hidrógeno verde en Europa y la convertiría en un referente tecnológico en la producción y aprovechamiento de este recurso, especialmente en el campo de la electrolisis.

En 2021 ya estarán instalados los primeros MW en España, que se completarán con más iniciativas en otros países. Al mismo tiempo, la compañía liderará el desarrollo de una cadena de valor para respaldar la implantación de nuevos fabricantes de electrolizadores y promoverá alianzas con otros grupos industriales.

En este sentido, Iberdrola ha firmado un acuerdo con la empresa noruega Nel, el mayor fabricante de electrolizadores del mundo, para desarrollar electrolizadores de gran tamaño y promover la creación de una cadena de proveedores de esta tecnología en España. Para materializar el proyecto, la energética ha constituido, junto con la empresa vasca Ingeteam, la compañía Iberlyzer, que se convertirá en el primer fabricante de electrolizadores a gran escala en España.

Iberlyzer comenzará su operación en 2021 y suministrará 200 MW de electrolizadores en 2023. Esta producción —que representa más del 50 % de los objetivos de la capacidad instalada de electrolizadores en España en esa fecha— irá destinada al segundo proyecto de la alianza entre Iberdrola y Fertiberia, que producirá hidrógeno verde para la planta de Palos de la Frontera (Huelva). El proyecto industrial de esta compañía supondrá una inversión cercana a los 100 millones de euros y generará empleo cualificado directo para 150 personas.

 

Planta de Hidrógeno Verde
de Puertollano

VENTAJAS Y DESVENTAJAS DEL HIDRÓGENO VERDE

Esta fuente de energía tiene puntos a favor y en contra que debemos conocer. Repasemos algunos de sus aspectos positivos más relevantes:

  • 100 % sostenible: el hidrógeno verde no emite gases contaminantes ni durante la combustión ni durante el proceso de producción.
  • Almacenable: el hidrógeno es fácil de almacenar, lo que permite su utilización posterior en otros usos y en momentos distintos al de su producción.
  • Versátil: el hidrógeno puede transformarse en electricidad o combustibles sintéticos y utilizarse con fines domésticos, comerciales, industriales o de movilidad.
  • Transportable: esta energía puede mezclarse con el gas natural hasta en un 20 % y viajar por los mismos canales e infraestructuras del gas —el incremento de este porcentaje requeriría cambiar distintos elementos de las redes existentes de gas para hacerlas compatibles—.

Pese a todo, el hidrógeno verde también tiene aspectos negativos que conviene recordar:

  • Mayor coste: la energía procedente de fuentes renovables, claves para generar hidrógeno verde a través de la electrólisis, es más cara de generar, lo que a su vez encarece la obtención del hidrógeno.
  • Mayor gasto energético: la producción del hidrógeno en general y del verde en particular requiere más energía que otros combustibles.
  • Atención a la seguridad: el hidrógeno es un elemento muy volátil e inflamable, por lo que requiere unos requisitos de seguridad elevados para evitar fugas y explosiones.

IMPACTO DEL HIDRÓGENO VERDE

El hidrógeno como combustible es una realidad en países como Estados Unidos, Rusia, China, Francia o Alemania. Otros, como Japón, incluso van más allá y aspiran a convertirse en una economía de hidrógeno. A continuación, te explicamos cuál será su impacto a futuro:

 Generador de electricidad y agua potable

La obtención de estos dos elementos se consigue haciendo reaccionar hidrógeno y oxígeno en una pila de combustible. Este proceso ha resultado muy útil en misiones espaciales, por ejemplo, al suministrar a las tripulaciones agua y electricidad de forma sostenible.

 Almacenamiento de energía

Los tanques de hidrógeno comprimido son capaces de almacenar energía durante largos periodos de tiempo y, además, resultan más sencillos de manejar que las baterías de iones de litio porque son más ligeros.

 Transporte y movilidad

La gran versatilidad del hidrógeno permite su uso en aquellos nichos de consumo que son muy difíciles de descarbonizar, como el transporte pesado, la aviación o el transporte marítimo. Hay ya distintos proyectos en este sentido, como Hycarus y Cryoplane —promovidos por la Unión Europea (UE)—, que planean introducirlo en aviones de pasajeros.