Hidrógeno verde: 10 preguntas y respuestas

Para entender con más facilidad qué es el hidrógeno verde, primero es necesario saber que el hidrógeno es el elemento químico más abundante del planeta -presente en el 75% de la materia-. Uno de sus atributos es ser un vector energético, es decir, que es capaz de transportar y liberar energía, por lo que puede utilizarse como alternativa a los combustibles tradicionales.

Sin embargo, el hidrógeno no se encuentra en solitario, sino que siempre está unido a otros elementos, como es el caso del agua (H₂O, dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno). Por ello, es necesario obtenerlo mediante diferentes procesos y es allí donde surge la diferenciación del color: si se origina a partir de fuentes renovables, entonces se denomina hidrógeno verde.

Dado que el hidrógeno no se encuentra en estado libre, es preciso obtenerlo de diversos compuestos. En el caso concreto del hidrógeno verde se produce al descomponer la molécula de agua en sus dos elementos -oxígeno e hidrógeno- mediante el proceso de electrólisis, aplicando una corriente eléctrica continua que proceda de energías renovables como la eólica o la solar.

De este modo, para la producción de este hidrógeno resultante no se han generado emisiones contaminantes y por ello se puede considerar “verde”.

El hidrógeno renovable tiene diversas aplicaciones, siendo estas las principales:

– Industria intensiva. Su adopción en la industria puede reducir significativamente las emisiones, ya que este sector consume prácticamente el 90% del hidrógeno a nivel global en la actualidad, en su mayoría gris (con emisiones de CO₂).

– Movilidad sostenible. El hidrógeno verde puede resultar esencial en la descarbonización del transporte por carretera, ferroviario, marítimo y aéreo.

– Almacenamiento energético. Una de las ventajas del hidrógeno es que, al ser un vector energético, permite almacenar y transportar energía para usarla posteriormente de forma controlada. Así, es posible aprovechar excedentes como los de la producción renovable para contribuir a la estabilidad energética.

– Hogares y comercios. Se podría emplear en sistemas de calefacción, generación de electricidad con pilas de combustible e, incluso, agua caliente sanitaria.

El transporte de hidrógeno renovable puede realizarse a través de diversos medios, teniendo en cuenta factores como la distancia entre el lugar de producción y de uso, el volumen a transportar, la eficiencia del sistema, la infraestructura disponible o las implicaciones económicas. Estas son algunas de las principales alternativas para su distribución:

– Ductos de H₂. Se trata de tuberías específicas para el transporte de hidrógeno. Para grandes distancias, es una alternativa eficiente y competitiva. Aunque en la actualidad se están desplegando redes de este tipo, también es posible aprovechar la infraestructura existente que transporta gas natural. Según estimaciones del European Hydrogen Backbone, cerca del 70% de la red gasista europea se podría emplear para el hidrógeno.

– El uso de portadores (amoniaco, metanol o portadores orgánicos) es una alternativa que permite el transporte por vía marítima.

– Transporte por carretera. Los camiones para transportar hidrógeno en forma gaseosa comprimida o líquida resultan una posibilidad adecuada para las distancias cortas. Aunque permite llegar por carretera a puntos sin acceso a puertos o ferrocarril, sí requiere de una infraestructura de carga y descarga específica.

Aunque aún existen desafíos tecnológicos para maximizar su rendimiento, el hidrógeno renovable se puede almacenar de diversas formas. Por ejemplo:

– Almacenamiento subterráneo. El hidrógeno en estado gaseoso se puede almacenar en acuíferos, antiguos yacimientos de gas natural o cavernas salinas, por ejemplo. Se está investigando y, a priori, las cavernas salinas son la opción que mejor se posiciona, pues permiten confinar grandes volúmenes de H₂ a presiones moderadas y con un menor coste. Además, dichas cavernas de sal son especialmente interesantes porque permiten tener una gran flexibilidad en la operación del almacenamiento y presentan un menor riesgo técnico para su construcción.

– Almacenamiento criogénico. El hidrógeno en estado líquido se almacena en tanques criogénicos a baja temperatura (-253 ºC) y con una presión de alrededor de 700 bares, lo que reduce significativamente su volumen. El uso de este tipo de depósitos también es común para transportar grandes cantidades de hidrógeno en camiones o barcos cisterna, por ejemplo.

– Almacenamiento en tanques a presión. El hidrógeno en estado gaseoso se almacena a alta presión -entre 150 y 700 bares- para comprimirlo. Es un método idóneo para almacenamiento a gran escala y por períodos prolongados. También ofrece la ventaja de poder utilizar parte de la infraestructura existente del gas natural.

El color asociado al hidrógeno depende de la forma en la que se obtenga y de la cantidad de emisiones que se generen durante el proceso. En el caso del hidrógeno verde, dicho color se otorga debido a que se genera empleando agua y electricidad procedente de energías renovables. De este modo, en su producción no se emite CO₂.

El color asociado al hidrógeno depende de la forma en la que se obtenga y de la cantidad de emisiones que se generen durante el proceso

El resto de los colores asociados al hidrógeno son:

– Hidrógeno gris: es producido a partir de gas natural u otros hidrocarburos ligeros como el metano o gases licuados de petróleo mediante procesos de reformado. Actualmente, el 99% del hidrógeno consumido en España es de este tipo.

– Hidrógeno azul: es obtenido de forma similar al hidrógeno gris, pero al que se le aplican técnicas de captura, uso y almacenamiento de carbono (Carbon Capture, Utilization and Storage, CCUS), lo que permite reducir hasta en un 95% las emisiones de CO₂ generadas durante el proceso.

– Hidrógeno amarillo: es generado a partir de electricidad procedente de la red primaria, utilizando como materia prima el agua mediante el proceso de electrólisis.

– Hidrógeno rosa: es generado a partir de electricidad procedente de energía nuclear, utilizando como materia prima el agua y mediante el proceso de electrólisis.

– Hidrógeno turquesa: es generado a partir pirólisis de metano. En este proceso se genera carbono sólido, por lo que, a diferencia del hidrógeno azul, no es necesaria la captura del carbono resultante.

– Hidrógeno negro y marrón: se obtienen a partir de la gasificación del carbón. Durante su producción se genera gran cantidad de CO₂

– Hidrógeno blanco: es aquel que se encuentra en la propia naturaleza. Se forma en entornos aislados sin presencia de oxígeno, por la interacción del agua con ciertos minerales, como los ricos en hierro. Está, por ejemplo, en el subsuelo y ofrece la posibilidad de utilizarse sin necesidad de procesos químicos, transformación alguna y sin emitir contaminantes. Se han descubierto yacimientos en España, Francia, Australia o Finlandia.

El hidrógeno verde es una fuente de energía renovable con gran potencial y múltiples aplicaciones. Se espera que juegue un papel fundamental en la descarbonización de la economía, principalmente en sectores como el industrial, el transporte y aquellos donde la electrificación no es viable -ya sea porque demandan gran cantidad de energía o por limitaciones tecnológicas u operativas-.

El hidrógeno verde es una fuente de energía renovable con gran potencial y múltiples aplicaciones

Así, el hidrógeno renovable es otra alternativa para reducir la dependencia de los combustibles fósiles y mitigar el cambio climático, ayudando a construir un sistema energético más sostenible.

La capacidad para ser almacenada supone una oportunidad para respaldar el uso de esta energía renovable, aprovechándola para momentos de mayor demanda o transportarla a donde sea requerida.

España está bien posicionada para convertirse en un importante productor y exportador de hidrógeno verde al resto de Europa. Entre sus principales ventajas competitivas se destaca el aprovechamiento de gran parte de la infraestructura de gas existente, la ubicación geográfica o la capacidad de generación de energías renovables.

España está bien posicionada para convertirse en un importante productor y exportador de hidrógeno verde al resto de Europa

El potencial estimado de producción de hidrógeno renovable en España para 2030 es de entre dos y tres millones de toneladas y para 2040, de entre tres y cuatro millones, según un estudio teórico presentado por Enagás en su primer Día del Hidrógeno. En cuanto a la demanda nacional, las estimaciones para 2030 son de 1,3 millones de toneladas, mientras que se prevé la exportación de hasta dos millones más a través de la conexión marítima entre Barcelona y Marsella, que equivalen al 10% de la demanda total prevista en Europa.

Europa aspira a ser climáticamente neutra en 2050, como se manifiesta en el Pacto Verde Europeo. Para lograrlo, además de otras medidas, se requieren tecnologías y combustibles limpios como el hidrógeno renovable.

La Comisión Europea adoptó una Estrategia del Hidrógeno para la UE en 2020, buscando la promoción del desarrollo y la implementación del hidrógeno renovable, especialmente en sectores difíciles de descarbonizar. Dicha estrategia pretende instalar al menos seis GW de electrolizadores en 2024 y llegar a los 40 GW en 2030. El plan REPowerEU, que busca garantizar el suministro y la independencia energética en la región, también incluye este gas renovable como parte clave de la estrategia.

Además, la lista de Proyectos de Interés Común de la Unión Europea incluye infraestructuras energéticas transfronterizas de hidrógeno renovable, lo que refleja el interés de la región por este vector. Un ejemplo es el corredor del hidrógeno H2Med.

Convertir el hidrógeno renovable en una alternativa viable a gran escala frente a los combustibles fósiles pasa por hacerlo más competitivo económicamente y más eficiente energéticamente. Este es un camino que ya se está andado a través de diferentes iniciativas y proyectos.

– Desarrollo de infraestructuras. Crear y adaptar las instalaciones para impulsar la adopción y expansión del sector. Por ejemplo, la construcción de ductos de H₂ que conecten los centros de producción con los centros de demanda.

– Integración de proyectos a gran escala. Cooperar en el desarrollo de grandes proyectos e infraestructuras que faciliten la creación de economías de escala, como los corredores de hidrógeno entre países.

– Avances tecnológicos. Aumentar la eficiencia de los procesos y los materiales empleados para producir, almacenar, transportar y utilizar hidrógeno renovable.

– Investigación. Fomentar el conocimiento en torno al hidrógeno renovable para, por ejemplo, identificar estándares de eficiencia energética y seguridad.