Energías renovables más hidrógeno: la fórmula para un futuro sin emisiones de carbono

Chris Godall

Chris Goodall
Autor en Carbon Commentary


Para alcanzar un futuro sin emisiones de carbono, necesitamos que se produzca una enorme expansión de las energías renovables. Eso permitiría una completa electrificación de transportes, calefacción, energía industrial, etc.  Aunque, por sí solo no será suficiente. El problema es que las energías renovables son fuentes de energía imperfectas. 
 

Producen más electricidad de la que podemos consumir cuando el sol brilla o el viento sopla, pero no generan electricidad por la noche o cuando el aire está quieto. 
 

En el Reino Unido, por ejemplo, el pasado mes de agosto se observó un periodo en el que el porcentaje de energía eólica en la producción total de electricidad osciló entre el 5 y el 61 % durante el transcurso de un solo día. Y aquí es donde el hidrógeno puede marcar la diferencia. De muy diversas maneras, es la clave para hacer más eficientes las energías renovables. 
 

Si el excedente que generan las energías renovables pudiera ser transformado en hidrógeno de forma barata y limpia, se abriría un mundo completamente nuevo de posibilidades. 
 

Con los procesos adecuados a punto, el hidrógeno producido por la energía solar y eólica puede ser reconvertido en electricidad o empleado como alternativa a combustibles fósil en actividades como la siderurgia. También puede ser empleado como un elemento transportador de energía clave para la fabricación de combustibles sintéticos para aviación.



producción de hidrógeno verde

 

La revolución del hidrógeno verde ya está en marcha. En Orcadas, en la costa noroccidental de Escocia, las empresas de servicios públicos han empezado a convertir el excedente de energía eólica en hidrógeno, que luego se utiliza para producir calefacción y fabricar pilas de combustible para pequeños aviones. 
 

En Suecia, la empresa siderúrgica SSAB está empleando hidrógeno para fabricar acero. En Australia, la empresa de productos agrícolas Yara está empleando hidrógeno para producir amoníaco que se utiliza para crear un fertilizante sin carbono. En Noruega, el consorcio Norsk e-Fuel está diseñando la primera central comercial de Europa que recoge CO2 del aire y lo combina con hidrógeno para producir combustible renovable para aviación. 
 

Por el momento, tales proyectos son relativamente caros, pero conforme desciendan los costes de producción de hidrógeno y de captura de CO2, estos convergerán con los costes de los combustibles fósiles. 
 

En 2011, prácticamente en todo el mundo se subestimaba la rapidez del cambio exponencial en el coste de la energía solar. Lo mismo parece estar ocurriendo con el paso a los vehículos eléctricos en ciertas partes del mundo. En Alemania ya suponen casi el 10% de sus ventas totales. El hidrógeno, la versión verde (véase el cuadro), podría ser la siguiente sorpresa. 
 

Todos los colores del hidrógeno

  • Hidrógeno verde: extraído de gas natural o carbón. Actualmente, este es el tipo más común de hidrógeno producido. Esto se debe particularmente a que es, con diferencia, el más barato, con un coste de producción de 1,50€/kg, según los datos de la Comisión Europea. Sin embargo, no es respetuoso con el medio ambiente. La Agencia Internacional de la Energía estima que la producción de hidrógeno gris es responsable de la emisión de unos 830 millones de toneladas de dióxido de carbono cada año.
  • Hidrógeno azul: producido a partir de gas natural, pero de tal forma que reduce enormemente las emisiones de carbono. El carbono que se emite es capturado y almacenado en depósitos subterráneos. El coste de producción del hidrógeno azul es de unos 2€/kg. Sin embargo, la captura de carbono suele no ser completamente eficiente, de forma que aunque sea mucho mejor para el medio ambiente que su equivalente gris, no puede marcar la casilla de emisiones cero. La tecnología actual también presenta limitaciones respecto a la cantidad de carbono que puede ser capturado y almacenado.
  • Hidrógeno verde: producido a partir de electrólisis del agua, un proceso que separa el agua en oxígeno e hidrógeno utilizando una corriente eléctrica generada por fuentes renovables como el sol o el viento. El proceso representa un santo grial para el medio ambiente ya que produce cero emisiones de carbono y utiliza combustibles renovables. Por ahora,  sin embargo, es caro (con un coste de entre 2,50 y 5,50 €/kg). No obstante, se espera que los costes desciendan a medida que las energías renovables sean más baratas y la normativa restrinja las emisiones de carbono. 


El productor de gas noruego Nel ASA pretende producir hidrógeno verde a 1,5€/kg en 2025, un coste posiblemente inferior al de producir hidrógeno gris en muchas partes del mundo. El descenso en el precio de la electricidad renovable es clave ya que el coste del hidrógeno verde está sujeto al coste de la energía que se necesita para fabricar el hidrógeno en primer lugar. El coste de los electrolizadores también cuenta, pero no son tan importantes.
 

La normativa puede ayudar a acelerar este proceso. Un impuesto al carbono de entre 50 y 100 dólares estadounidenses por tonelada hace viables casi todas estas tecnologías basadas en el hidrógeno verde. Las autoridades están tomando consciencia de esta oportunidad. El hidrógeno es un elemento clave en el Pacto Verde Europeo, con el que la UE pretende instalar al menos 6 gigavatios de electrolizadores de hidrógeno renovable  de aquí a 2024. También está en el punto de mira del gobierno estadounidense de Joe Biden.
 

El transporte es otro desafío. Aunque el hidrógeno resulta más barato de transportar a larga distancia que la electricidad, todavía plantea problemas. Puede transportarse como un líquido, pero convertirlo a esa forma consume mucha energía y se necesitan temperaturas muy frías. Puede ser más eficiente de transportar tanto en forma de amoniaco como en forma de portador orgánico líquido, dos ámbitos clave para la investigación.
 

Mi hipótesis es que la descarbonización plena tendrá lugar mediante  un enorme crecimiento de las energías renovables que permitirá la electrificación de prácticamente todo, además de un aumento en la producción y distribución de hidrógeno.  La doble solución de hidrógeno más energías renovables puede descarbonizar la mayor parte de la economía mundial. 
 

 

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