¿Es el hidrógeno verde realmente respetuoso con el medio ambiente?
¿Es el hidrógeno respetuoso con el medio ambiente? ¿Es una solución a la crisis climática? Veamos las perspectivas de las tecnologías del hidrógeno en términos de transición ecológica.
En los últimos años se habla cada vez más del hidrógeno como solución a la crisis ecológica.
Hace poco, Europa elaboró incluso su «estrategia del hidrógeno». El objetivo es desarrollar técnicas de producción de hidrógeno para «descarbonizar» Europa.
Países como Francia también apuesta por el hidrógeno: el país incluso ha encargado sus primeros trenes propulsados por hidrógeno.
El hidrógeno se presenta como una solución para la movilidad y el transporte aéreo, para la industria, pero también para la calefacción doméstica.
En resumen, el hidrógeno parece llamado a ocupar un lugar central en la estrategia de transición ecológica de las próximas décadas.
En teoría, el hidrógeno tiene mucho a su favor: cuando se utiliza, no emite contaminantes ni gases de efecto invernadero, sólo agua. Pero, ¿cuál es la realidad?
¿Es el hidrógeno realmente respetuoso con el medio ambiente? ¿Cuál es su impacto ambiental, en términos de producción y uso? ¿Cuáles son los retos que plantean las tecnologías del hidrógeno? ¿Qué pueden hacer realmente? Averigüémoslo.
Cuando hablamos de hidrógeno en el contexto de la transición ecológica y energética, hablamos en realidad de dihidrógeno.
Se trata de una molécula formada por dos átomos de hidrógeno (H2) que se encuentra en estado gaseoso.
El hidrógeno puede utilizarse como combustible o, más comúnmente, de forma indirecta a través de una pila de combustible: el hidrógeno se almacena en una pila de combustible y se utiliza para producir electricidad a demanda.
El hidrógeno presenta una serie de ventajas. Cuando se utiliza hidrógeno, la combustión no produce más que agua. Por eso se llama hidrógeno (hydro, agua – gen, producto). Además, el hidrógeno es el elemento más abundante del universo. Así que, a diferencia de los combustibles fósiles, tiene la ventaja de estar disponible en grandes cantidades: no hay riesgo de que se agote a corto plazo.
Sin embargo, es importante comprender que el hidrógeno no es un recurso fácilmente accesible.
Aunque haya mucho en la Tierra, siempre está mezclado con otros elementos químicos. Por ejemplo, el hidrógeno se encuentra en el agua, pero acoplado a átomos de oxígeno: es H2O – H2 dihidrógeno, O oxígeno.
El hidrógeno también se encuentra en los combustibles fósiles, como el gas natural, pero acoplado a átomos de carbono. En el metano, por ejemplo, se encuentra en forma de CH4. Por otra parte, el hidrógeno no puede encontrarse «solo».
Para obtener hidrógeno, hay que producirlo separándolo de otras moléculas. Y ahí es donde las cosas se complican.
No todo el hidrógeno es verde
Actualmente existen dos métodos principales para producir hidrógeno. El más común, utilizado para producir más del 90% del hidrógeno mundial, es el reformado de hidrocarburos.
Básicamente, los hidrocarburos se colocan en condiciones precisas de temperatura, presión y humedad que permiten separar los átomos de carbono del hidrógeno. El resultado es hidrógeno gris, o azul cuando se captura el carbono durante la producción.
El segundo método es la electrólisis del agua: se utiliza una corriente eléctrica para separar el hidrógeno del oxígeno del agua. En todos los casos, estos procesos requieren grandes cantidades de energía.
Dependiendo del método utilizado, la producción de hidrógeno no es necesariamente «verde».
Cuando el hidrógeno se produce a partir de hidrocarburos, surgen varios problemas medioambientales.
En primer lugar, hay que extraer estos hidrocarburos, o combustibles fósiles, lo que provoca daños medioambientales y emisiones de CO2.
En segundo lugar, hay que utilizar grandes cantidades de energía para llevar a cabo las reacciones necesarias para producir hidrógeno (reformado con vapor, oxidación, etc.). Estos procesos producen CO2 por reacción química, que hay que capturar y almacenar para que no acabe en la atmósfera. No es exactamente «sostenible».
Según la Agencia francesa para la Transición Ecológica (ADEME), la producción de 1 kg de hidrógeno por reformado emite unos 12 kg de CO2.
En general, cuando hablamos del hidrógeno como parte de la transición ecológica, tendemos a referirnos al hidrógeno producido por electrólisis del agua, conocido como «hidrógeno verde». Pero tampoco en este caso es tan sencillo.
Es cierto que sólo se necesita agua y electricidad. Pero el proceso sólo es «sostenible» si la electricidad utilizada es a su vez «sostenible».
Producir hidrógeno con electricidad procedente de centrales térmicas de carbón significa emitir mucho CO2 y sustancias contaminantes.
Por tanto, la electricidad utilizada debe producirse a partir de fuentes con bajas emisiones de carbono, como las energías renovables o la energía nuclear.
Según la ADEME, la producción de 1 kg de hidrógeno con el mix eléctrico francés, bastante bajo en carbono gracias a la energía nuclear y las energías renovables, emite unos 2,7 kg de CO2. Es decir, 4,5 veces menos que el reformado.
Luego está la cuestión del agua. El agua es un recurso relativamente abundante en la Tierra, pero no lo es en todas partes ni todo el tiempo.
Si utilizamos grandes cantidades de agua para producir hidrógeno, es mucha agua que no podemos utilizar localmente para otros fines.
Así que tenemos que tener cuidado con este recurso. Desde hace algunos años, algunos investigadores hablan de la electrólisis del agua de mar para producir hidrógeno.
Si disponemos de electricidad baja en carbono y de recursos hídricos que puedan utilizarse de forma sostenible, la producción de hidrógeno por electrólisis del agua puede ser prometedora desde el punto de vista ecológico.