Hidrógeno verde: Ventajas e inconvenientes

Con un mundo que tiende a consumir cada vez más electricidad, tal y como afirma la Agencia Internacional de la Energía (AIE) en su informe que prevé un aumento de la demanda energética global de entre un 25 y un 30% hasta 2040, es necesario impulsar industrias nuevas que produzcan energía baja en emisiones. Ahí es donde entran en juego las renovables y el “vector energético del futuro”, el hidrógeno verde (H2), que cuando se produce con energías limpias se clasifica como verde. En este artículo te explicamos lo que debes saber sobre él.

Qué es y cómo se obtiene el hidrógeno verde 

El hidrógeno verde es un tipo de hidrógeno producido a través de procesos de electrólisis del agua utilizando fuentes de energía renovable, como la solar o eólica. Este método de producción es totalmente sostenible y no emite gases de efecto invernadero, lo que lo convierte en una alternativa ecológica y limpia frente a los combustibles fósiles tradicionales. Al aprovechar el hidrógeno verde, se puede contribuir significativamente a la reducción de la huella de carbono y al avance hacia un futuro energético más sostenible y respetuoso con el medio ambiente.

Mientras que el hidrógeno gris y el azul proceden del reformado de combustibles fósiles (aunque el segundo cuenta con técnicas de captura del CO₂), el verde procede, como hemos mencionado, de la producción de electricidad con fuentes solares y/o eólicas, principalmente. El hidrógeno es un combustible universal, ligero y muy reactivo, que se consigue a través de un proceso químico llamado electrólisis.

Este proceso utiliza la corriente eléctrica producida por esas tecnologías verdes (de ahí su nomenclatura) para separar las moléculas del hidrógeno y del oxígeno que hay en el agua. Este método, por tanto, no emite dióxido de carbono y produce ese hidrógeno que se puede almacenar o enviar a la red correspondiente para sus posteriores usos, mientras que el oxígeno se libera como derivado.

Para qué sirve el hidrógeno verde: Usos y aplicaciones 

Una de las grandes ventajas del hidrógeno es que tiene muchas aplicaciones, y en todas ellas puede contribuir a disminuir la huella de carbono.

Enumeramos algunas de las más importantes:

1. Como materia prima en la industria. Especialmente para la química, para fabricar amoniaco y fertilizantes, para la petroquímica, en el refinado del petróleo, y en la metalurgia, para obtener acero. Esta última, por ejemplo, constituye un 7% de las emisiones de CO₂ globales, por lo que el H2 verde podría producir acero sin emisiones.
2. Como sistema de almacenamiento de energía. Gracias a su gran volumen y a su larga duración como el gas natural o el petróleo. El H2 podría aprovisionar reservas de hidrógeno renovable para dar soporte a la red eléctrica.
3. Como combustible para transporte. Actualmente hay buses que funcionan con H2, pero su aplicación para el transporte marítimo y la aviación es sumamente importante, ya que en estos dos sectores hay un gran consumo de combustibles contaminantes.
4. Para electricidad y calor en domicilios. El hidrógeno verde es capaz de alcanzar temperaturas difíciles de conseguir con otros procesos limpios, y serviría para calefactar domicilios de manera limpia.

¿Cuánto cuesta producir hidrógeno verde? 

Según la AIE, 1 kilogramo (kg) de hidrógeno verde, para el que se necesitan cerca de 34 kWh de electricidad verde, cuesta entre 4 y 5 €. Es decir, unos 0,14 euros/kWh.

El hidrógeno verde tiene aún un importante camino por recorrer para ser más competitivo a nivel de costes, aunque la tendencia es que se reduzcan y sea más económico a largo plazo (cerca de 2030).

Para su determinación se calcula el coste nivelado del hidrógeno (LCOH, por sus siglas en inglés), que indica cuánto cuesta producir 1 kg de hidrógeno verde teniendo en cuenta los costes estimados de la inversión requerida para la instalación solar y/o eólica, y el coste de la explotación de los activos involucrados en su producción. Para obtener este cálculo se tienen en cuenta todas las variables relevantes que afectan a la producción del hidrógeno, entre los que se incluyen la curva de producción horaria anual del recurso renovable, el costo de capital CAPEX (gastos de inversión) y el OPEX (gastos operativos).

Ventajas y desventajas del hidrógeno verde 

El hidrógeno verde promete un futuro energético sostenible al reducir las emisiones de carbono y ofrecer aplicaciones versátiles. Sin embargo, enfrenta desafíos como altos costos y falta de infraestructura. A continuación, presentamos sus principales beneficios e inconvenientes.

Ventajas del Hidrógeno Verde

• Energía Sostenible: Produce energía sin emisiones de gases de efecto invernadero, contribuyendo a la lucha contra el cambio climático.
• Abundancia de Recursos: El agua, necesaria para la producción de hidrógeno verde, es un recurso abundante y accesible.
• Versatilidad de Uso: Puede utilizarse en múltiples aplicaciones, desde el transporte hasta la generación de electricidad y calefacción.
• Independencia Energética: Reduce la dependencia de combustibles fósiles y de países productores de petróleo.
• Impulso a la Economía Verde: Fomenta la creación de empleos y el desarrollo tecnológico en el sector de energías renovables.

Inconvenientes del Hidrógeno Verde

• Costes Elevados: Actualmente, la producción de hidrógeno verde es más costosa en comparación con otras fuentes de energía.
• Infraestructura Insuficiente: La falta de infraestructura adecuada para su producción, almacenamiento y distribución limita su adopción masiva.
• Eficiencia Energética: El proceso de electrólisis puede ser menos eficiente en comparación con otras tecnologías de producción de energía.
• Requerimientos de Energía Renovable: Depende de una disponibilidad constante de fuentes de energía renovable, lo que puede ser un desafío en algunas regiones.
• Riesgos de Seguridad: El hidrógeno es altamente inflamable, lo que plantea desafíos en términos de almacenamiento y transporte seguros.

Diferencias entre hidrógeno verde e hidrógeno azul 

El hidrógeno verde y el hidrógeno azul se distinguen principalmente por sus métodos de producción y sus impactos ambientales. El hidrógeno verde se produce a través de la electrólisis del agua utilizando electricidad proveniente de fuentes renovables como la solar y la eólica. Este proceso no emite gases de efecto invernadero, lo que lo convierte en una opción extremadamente limpia y sostenible. En cambio, el hidrógeno azul se obtiene del gas natural mediante un proceso llamado reformado con vapor, durante el cual se captura y almacena el dióxido de carbono (CO₂) emitido. Aunque este método reduce las emisiones comparado con la producción tradicional de hidrógeno, todavía depende de combustibles fósiles y no es completamente libre de carbono.

Desde una perspectiva medioambiental, el hidrógeno verde es la opción superior. Al no producir emisiones de CO₂ ni otros contaminantes durante su producción, tiene un impacto ambiental mínimo. Además, promueve el uso de energías renovables, ayudando a la transición hacia un sistema energético más sostenible. Por otro lado, aunque el hidrógeno azul reduce significativamente las emisiones en comparación con métodos más antiguos, sigue implicando la extracción y consumo de combustibles fósiles, lo que conlleva efectos adversos tanto en términos de emisiones residuales como de impacto ecológico asociado a la extracción y transporte de gas natural. Por tanto, para aquellos comprometidos con la sostenibilidad y la lucha contra el cambio climático, el hidrógeno verde es la opción más beneficiosa para el medio ambiente.

Plan de España para el hidrógeno verde 

España, gracias a sus abundantes recursos naturales, pretende convertirse en un actor clave de esta industria. Es por ello que contamos con una Hoja de Ruta que plantea objetivos nacionales de fomento del hidrógeno renovable a 2030, y diseña una visión a 2050. Estos son los puntos más importantes del plan.

• Producción de 4 GW de potencia instalada de electrólisis, que representa un 10% del objetivo marcado por la Comisión Europea para el conjunto de la UE. Adicionalmente, se estima que para el año 2024 sería posible contar con una potencia instalada de electrolizadores de entre 300 y 600 MW.
• Un 25% del consumo de hidrógeno industrial será de origen renovable en 2030. En la actualidad, la industria emplea la práctica totalidad de las 500.000 toneladas de hidrógeno que consume España anualmente.
• En cuanto a movilidad, para 2030, se plantea una flota de al menos 150 autobuses; 5.000 vehículos ligeros y pesados; y 2 líneas de trenes comerciales propulsadas con hidrógeno renovable. De igual modo, debería implantarse una red con un mínimo de 100 hidrogeneras y maquinaria de handling propulsada con hidrógeno en los 5 primeros puertos y aeropuertos.

Una esperanza para el futuro

La lucha para frenar el cambio climático acelera la implementación de las energías renovables y, con ello, la búsqueda de descarbonizar todos los sectores que emiten gases contaminantes.

Junto con la evolución de la industria de las energías limpias, especialmente en aquellos países con grandes recursos naturales como España, la industria del hidrógeno verde está avanzando a pasos agigantados con grandes proyectos que representan una esperanza para los objetivos climáticos de todo el mundo.