Hidrógeno verde: la energía del futuro
| Autor | Mario Fernández/Rafael Serrano |
| Cargo | Asociado en CorralRosales/Asociado en CorralRosales |
El hidrógeno verde se perfila como una importante alternativa para enfrentar al cambio climático. Forbes lo ha llamado la “energía del futuro”[1] y Goldman Sachs estima que para 2050 el mercado del hidrógeno verde supere los US$11 billones. [2]
En América Latina, Chile es uno de los países que va a la vanguardia. En 2020, lanzó su “Estrategia Nacional de Hidrógeno Verde”[3] y, apenas dos años después, se anunciaron varios proyectos, entre ellos: HyEx, que producirá hidrógeno verde para minería; Highly Innovative Fuels (HIF), para generar combustibles basados en hidrógeno verde[4]; y Antofagasta Energía y Minería Renovable (AMER), que incluirá la construcción y operación de un electrolizador capaz de producir diariamente alrededor de 30 toneladas de hidrógeno verde[5].
En Ecuador, el hidrógeno verde ya es considerado un elemento fundamental para la transición energética descarbonizada[6] y se empezará a trabajar[7] en una hoja de ruta[8] para su implementación.
El presente artículo desarrolla su concepto, revisa sus desafíos y arriba a algunas conclusiones.
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Hidrógeno verde
El hidrógeno es “…el elemento químico más ligero que existe, su átomo está formado por un protón y un electrón y es estable en forma de molécula diatómica (H2)” [9]. No se encuentra aislado en la naturaleza, sino con otros elementos como el oxígeno (H2O) o el carbono (formando compuestos orgánicos)[10]. Por tanto, el hidrógeno no puede tomarse directamente y tiene que ser producido[11].
De acuerdo con la Agencia Internacional de Energías Renovables[12] o IRENA por sus siglas en inglés (en adelante, “IRENA”), la producción de hidrógeno puede realizarse por múltiples procesos, a los cuales se les ha asignado una nomenclatura de color para diferenciarlos:
- El hidrógeno gris es aquel producido con combustibles fósiles (p.ej. a partir del metano mediante el reformado con vapor o Steam reforming, o la gasificación del carbón) y su uso genera importantes emisiones de CO2. Alrededor del 95% del total de la producción mundial de hidrógeno es gris.
- El hidrógeno azul es el hidrógeno gris, que ha incluido la captura y almacenamiento de las emisiones de CO2. Sin embargo, estudios demuestran que dicha captura y almacenamiento tiene una eficiencia entre el 85% y 95%, en el mejor de los escenarios, por lo que emite entre 5% y 15% de CO2. Por tanto, reduce las emisiones, pero no las elimina.
- El hidrógeno verde es aquel producido a través de procesos que utilizan únicamente energías renovables y no generan emisiones de CO2, por lo que contribuye significativamente a enfrentar el cambio climático. La electrólisis es el proceso más maduro y consolidado en el mercado. Consiste[13] en descomponer las moléculas de agua (H2O) en oxígeno e hidrógeno[14] a través de un electrolizador[15] que se alimenta de energía eléctrica proveniente de fuentes renovables (p.ej. eólica, solar, etc.). Existen otros procesos (p.ej. gasificación de la biomasa, pirólisis, división termoquímica del agua, fotocatálisis, fermentación oscura combinada, entre otros), pero aún no han alcanzado una escala comercial, por lo que no son considerados dentro de este artículo.
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Desafíos
El...
Como se aprecia, la diferencia no está en el hidrógeno, sino en el método para producción.
La campaña Race to Zero[16] de la Convención Marco de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático[17] busca disminuir hasta 2050 “… las emisiones de gases de efecto invernadero hasta dejarlas lo más cerca posible de emisiones nulas…”[18]. Para lograrlo, entre otras cosas, será necesario sustituir los combustibles fósiles por alternativas renovables que puedan cubrir la demanda energética mundial[19]. Entre esas alternativas se contempla al hidrógeno verde[20], cuya industria, hasta 2050, podría lograr “…una disminución de 6.000 millones de toneladas de gases de efecto invernadero…”[21]
Debido a los beneficios ambientales que conlleva el hidrógeno verde, sus usos se han ampliado o se proyectan ampliar a sectores en donde pueda generar mayor valor. Inicialmente[22], el uso del hidrógeno verde se limitó a vehículos livianos basados en pilas de combustible (o FCEV por sus siglas en inglés). Hoy se usa y se proyectan destinar grandes cantidades de hidrógeno verde a industrias que generan grandes emisiones de CO2 que son difíciles de mitigar, entre ellas: la siderurgia, refinación de petróleo, transporte marítimo y aéreo [23][24][25].
Así, la compañía sueca SSAB [26] usa hidrógeno verde en lugar de carbón para producir “acero verde”, y sostiene que reduciría hasta un 10% de sus emisiones anuales de CO2[27]. Shell invertirá en la construcción de un proyecto en Rotterdam, para producir alrededor de 60 toneladas de hidrógeno verde por día, y destinarlo a la refinación de petróleo[28].
Adicionalmente, el hidrógeno verde puede ser almacenado por largos periodos y, posteriormente, utilizado para generar energía eléctrica[29]. Aces Delta, una joint venture entre Mitsubishi Power Americas y Magnum Development LLC, se ha propuesto construir “…la mayor instalación ecológica de producción y almacenamiento de hidrógeno del mundo” [30] en Delta, Utah.
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