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El hidrógeno es el elemento más básico del universo y el más abundante, formado por un protón y un electrón. Es un combustible infinito que no produce emisiones y cuyo residuo es vapor de agua. Es un gas con gran capacidad energética por masa, pero pequeño en volumen. Es la molécula más ligera de la tabla periódica, ocupa el primer lugar. Se ha desarrollado la tecnología de comprensión del gas, es más barato que licuarlo que se necesita llevarlo a 253 grados bajo cero.

La forma más fácil de obtener hidrógeno sin emisiones es la ruptura del agua mediante una electrólisis o mediante ciclos termoquímicos.


Estos son los procesos más utilizados:

  1. Electrólisis del agua: se utilizan diferentes tipos de electrolizadores que descomponen el H2O en hidrógeno y oxígeno, que funcionan mediante electricidad.

  1. Ciclos termoquímicos: se utilizan óxidos de determinados metales, que a determinada temperatura reaccionan con vapor de agua liberando hidrógeno.

Para fabricarlo se necesitan grandes cantidades de energía, según el proceso, el combustible resultante tiene una “huella de carbono” y recibe un nombre distinto:

  • Hidrógeno negro o marrón: a partir de la gasificación del carbón, proceso que genera grandes cantidades de dióxido de carbono o lignito el marrón.
  • Hidrógeno turquesa: con un proceso conocido como “pirolisis“.
  • Hidrógeno gris: se produce a partir del metano o gas natural, genera CO2. Algo más del 75% de los 70 millones de toneladas de hidrógeno son producidas anualmente.
  • Hidrógeno azul: procesos anteriores pero se captura el carbono liberado, todavía no es rentable.
  • Hidrógeno morado, rosa o amarillo: generado mediante reactores nucleares.
  • Hidrógeno verde: el que se produce mediante electrolisis del agua, es un 1% de la producción total del hidrógeno.
    El problema actual es que se gasta más energía que la que se consigue cuando se quema.
    Los problemas actuales con el hidrógeno verde no solo es la producción, es también el almacenamiento y transporte. Tiene una densidad muy baja con lo cual es fácil que haya fugas, es muy inflamable y para mantenerlo en estado líquido tiene que estar a unas temperaturas de -252,9ºC.
    Las oportunidades a corto plazo estan: en reformar la red de gaseoductos de metano existentes, aprovechando la infraestructura de transporte y la red de comercio actual de gas natural y aprovechar los puertos industriales. Es una salida para descarbonizar los sectores de la economía que son fáciles de electrificar.

La demanda actual de hidrógeno procede de la industria, generado a partir de combustibles fósiles, esto supone una emisión de 830 millones de toneladas de CO2 al año según la AIE (Agencia Internacional de la Energía).
La demanda en transporte supone, reemplazar 100 millones de barriles de petróleo al día, 4.500 millones de toneladas al año, el 70% corresponde al transporte.
El hidrógeno verde actualmente no es competitivo, se produce a 7,3 euros el kilo, no es un combustible primario, tiene grandes pérdidas de energía durante el proceso de fabricación y el transporte es costoso. Debido a que se aplica corriente eléctrica en el proceso de electroforesis para dividir el agua en hidrógeno y oxigeno.

A largo plazo podría ser interesante para descarbonizar sectores que necesitan gran cantidad de energía: industria del acero, cerámicas, transporte marítimo, aéreo en general de larga distancia. Permite autonomías de 1.000 kilómetros.
A medida que aumenten las inversiones la tecnología será más asequible. Europa está haciendo un esfuerzo por conseguir un continente climáticamente neutro en emisiones. Las inversiones en hidrógeno renovable podrían alcanzar 180.000 y 470.000 millones hasta 2050, con millón de personas, en 2050 cubriría el 24% de la demanda mundial con unas ventas anuales de 630.000 millones de euros.

La Comunidad de Madrid participa en el proyecto “PROMETEO” que se desarrolla en el Instituto Madrileño de Estudios Avanzados (IMDEA) estudian producir hidrógeno verde mediante la energía solar. Se juntan el mundo empresarial, científico y tecnológico: agua, alimentación, energía, materiales, nanociencia, networks y software. Trabajan 820 investigadores y se han elaborado 5.700 artículos de impacto.

Biblliografía:


Comisión Europea: “Acuerdo de París” (2015)
https://ec.europa.eu/clima/policies/international/negotiations/paris_es

Hidrogen Council 2021
https://hydrogencouncil.com/en/hydrogen-insights-2021/

Bernd Heid, Martin Linder, Anna Orthofer, and Markus Wilthaner
“McKinsey: The next wave for electric vehicles?”, 2017
https://www.mckinsey.com/industries/automotive-and-assembly/our-insights/hydrogen-the-next-wave-for-electric-vehicles

McKinsey: “Energy Insights. Hydrogen”
https://www.mckinseyenergyinsights.com/resources/refinery-reference-desk/hydrogen/

IEA – Agencia Internacional de la Energía
https://www.iea.org/

IEA:”The future of hydrogen”
https://www.iea.org/reports/the-future-of-hydrogen

IMDEA- Instituto Madrileño de Estudios Avanzados
https://www.imdea.org/

Comunidad de Madrid “Proyecto de energía PROMETEO”
https://www.comunidad.madrid/noticias/2021/03/30/participamos-proyecto-europeo-prometeo-innovacion-energias-renovables