Energías renovables: qué son los hidrógenos verde, azul y negro
En la ansiada búsqueda de una fuente de energía que sea limpia, el hidrógeno está en la mira de grandes inversiones. Durante décadas se ha producido con ayuda de combustibles fósiles; limpiarlo es la gran apuesta.
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.
"Quizás no nos damos cuenta, pero estamos ya en ese futuro en el que el hidrógeno ya está dando sus pasos", dice a BBC Mundo 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", añade.
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.
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.
"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", explica Karelovic.
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.
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.
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.
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.
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.
"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.
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.
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.
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.
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.
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.
"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".
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