Hidrógeno: retos y oportunidades

Una fuente de energía que no produce gases de efecto invernadero, da a los coches un alcance de 700 kilómetros en un solo tanque y proporciona la energía para que los aviones vuelen. Tal es la promesa del hidrógeno, un potencial que ahora es difícil de ignorar. Hoy en día, el sector del hidrógeno está ganando en estructura y alcance global, y creando la perspectiva real para futuras oportunidades.

Publicado el 15 febrero 2023

Conocido por sus aplicaciones industriales, como la fabricación de fertilizantes o la reducción del contenido de azufre del petróleo crudo, el interés actual por el hidrógeno tiene que ver con su potencial como combustible. Después de todo, la misma cantidad proporciona 2,5 veces más energía que la gasolina, gracias a un proceso de combustión donde la única emisión de residuos es el agua. ¿Será el hidrógeno la fuente de energía verde definitiva? No tan rápido… Muchos de los procesos actuales para la producción de hidrógeno son en realidad inadecuados para la agenda de sostenibilidad.

Su verdadera promesa como fuente de energía radica en el hecho de que el hidrógeno puede ser utilizado de muchas maneras – inyectado en la red de gas natural, solución de almacenamiento de energía renovable y, sobre todo, para su uso en pilas de combustible que puedan alimentar vehículos eléctricos (automóviles, carretillas elevadoras, autobuses, etc.), pequeños aparatos eléctricos o el suministro de electricidad de zonas remotas.

El crecimiento de los proyectos basados en el hidrógeno está impulsado por una variedad de factores, según Daniel Hissel, profesor de la Universidad Franche-Comté y subdirector de la Federación Francesa de Investigación del Hidrógeno (FRH2), que forma parte del Centro Nacional de Investigación Científica (CNRS). «Desde el punto de vista tecnológico, el rendimiento ha aumentado enormemente, los costos han disminuido y se han ampliado las vidas de los productos de hidrógeno. Hace quince años, las pilas de combustible de hidrógeno eran 30 veces más caras de lo que son hoy, 50 veces menos potentes para un determinado volumen de combustible, y tenían una vida útil 50 veces más corta.»

Al mismo tiempo, este progreso tecnológico ha sido acompañado por un nuevo paradigma social – el estado de medio ambiente. «Las preocupaciones sobre cuestiones sociales y ambientales nos están obligando a eliminar el carbono de la ecuación de la movilidad y el hidrógeno es una forma de hacerlo. Por fin, los políticos se ocupan de estas cuestiones y se dan cuenta de que este sector no sólo ofrece una respuesta a los problemas industriales, económicos y medioambientales a los que nos enfrentamos, sino que también es una oportunidad para volver a la producción local de combustible.»

Para dar cabida al hidrógeno en la futura combinación energética, tanto gobiernos nacionales como empresas industriales están realizando inversiones. En septiembre de 2020, Francia anunció un plan de 7200 millones de euros para convertirse en un actor importante en el sector para 2030 y está lejos de ser el primer país en revelar tal objetivo. En los últimos años, otros países también han apostado enormemente por el hidrógeno como fuente de energía, creando nuevos centros de competencia.

Un ejemplo es China, que se ha fijado objetivos ambiciosos para promover los vehículos impulsados por hidrógeno, con el objetivo de tener más de un millón en las carreteras para 2028. «La movilidad es un gran problema para China, dado el crecimiento explosivo de la propiedad de automóviles y los niveles extremadamente altos de contaminación en sus mega ciudades. Para los vehículos pesados como los camiones, la potencia de la batería simplemente no es una opción realista», dice Daniel Hissel. «El hidrógeno es la solución». «Japón tiene el número más alto del mundo de pilas de combustible instaladas en propiedades residenciales para la cogeneración de electricidad y calefacción.»

Europa también apoya el hidrógeno para su estrategia de descarbonización, con la adopción liderada por Francia, Alemania, Noruega y Portugal. Un encantado Daniel Hissel comentó: «2020 fue el año del hidrógeno en Europa, gracias a los compromisos claros y prácticos asumidos tanto a nivel nacional como de la UE. Envía una fuerte señal a las empresas industriales y a la comunidad investigadora. Cada grupo industrial está ahora mirando el potencial de esta fuente de energía.»

El progreso tecnológico, la conciencia ambiental, el respaldo que necesitan los actores privados y públicos… todo parece estar listo para que el hidrógeno se demuestre como un combustible sostenible y responsable. Sin embargo, aún quedan por resolver una serie de cuestiones antes de que pueda desarrollarse adecuadamente, incluidos los problemas de almacenamiento y, lo que es aún más importante, de producción. El hidrógeno puede ser el 90% de la masa total del universo, pero es casi inexistente a nivel molecular en la Tierra y tiene que ser extraído de otros componentes, normalmente hidrocarburos. «Hoy en día, la producción de hidrógeno no es ni verde ni limpia: el 95% proviene de recursos fósiles», destaca Daniel Hissel. «Sin embargo, los programas franceses y otros programas europeos tienen como objetivo producirlo a partir de energía renovable o fuentes descarbonizadas, creando lo que se conoce como hidrógeno verde o hidrógeno azul.”

Una de las soluciones posibles es mejorar el proceso de electrólisis (donde el hidrógeno se extrae del agua) utilizando un entorno de alta temperatura, lo que reduce el costo de producción del hidrógeno libre de carbono.

Otra forma de fomentar el desarrollo del hidrógeno es crear un auténtico ecosistema que reúna a Estados nacionales, autoridades regionales, investigadores y empresas industriales. Como señala Daniel Hissel: «En Francia existe una red muy desarrollada de PYME, empresas de nueva creación y laboratorios de investigación que trabajan en el hidrógeno. Ellos son los que proporcionan las innovaciones e ideas disruptivas, mientras que las grandes corporaciones están proporcionando los recursos financieros y operativos.» Se están creando redes similares en Alemania y en otros países del norte de Europa. Alemania, que en junio de 2020 anunció un plan de 9.000 millones de euros para convertirse en el No. 1 del mundo en hidrogen^1/2;, respalda su potencial como alternativa a la energía nuclear y como forma de almacenamiento de energía renovable.

La formación desempeñará un papel esencial en todo esto, dada la creación prevista, en Francia, por ejemplo, de decenas de miles de puestos de trabajo, tanto directa como indirectamente, para 2030, con estimaciones que oscilan entre 58.000 y 107.000. Subrayando su importancia, Daniel Hissel dijo: «Para que la industria del hidrógeno crezca, necesitará trabajadores capacitados, técnicos e ingenieros, y este elemento de formación tendrá que estar allí sobre una base local en todos los niveles (doctorado, maestría, título, formación profesional, estudios a tiempo parcial, etc.) «La participación del hidrógeno en la combinación energética va a aumentar naturalmente», añade. «El ritmo de ese aumento dependerá del costo de su suministro, y en particular del hidrógeno libre de carbono. Al aumentar el número de aplicaciones potenciales, el precio tenderá a bajar debido a la producción masiva a escala industrial.» En esa etapa, el hidrógeno sin duda desempeñará su papel en la transición energética.