Primavera de colores del hidrógeno y otros factores importantes

Juan Vila, director general de Iberboard

Vocal de GasINDUSTRIAL

 

Nunca un gas inodoro, incoloro e invisible como el hidrógeno había tenido tantos colores para describir su origen y, con el tiempo, seguramente, habrá más, aunque sea exactamente igual provenga de donde provenga. 

En un pasado no tan lejano, el hidrógeno se empleó para elevar los dirigibles. Acordémonos de la explosión del Hindenburg en 1937 donde perecieron 36 personas o del USS Akron con 73 víctimas. Ahora, el hidrógeno se emplea para manufacturar fertilizantes, en las refinerías para disminuir el contenido de azufre de los combustibles, ocasionalmente como combustible en cohetes, e incluso en el procesado de algunos alimentos. En un futuro próximo se empleará para traccionar vehículos y hacer electricidad y es por esto que las plantas piloto están surgiendo como setas en Europa, los USA y en Japón. Todo el mundo está como loco por encontrar la fórmula del hidrógeno bonito y barato. 

 

Como ocurrió con los paneles solares, los inicios del hidrógeno son lentos y requerirán de un proceso costoso, pero el avance es imparable. La señal de salida, en forma de cuantiosas ayudas estatales para las inversiones, está dada. Los resultados comercialmente viables vendrán en unos veinte años.

 

En California, pionera indiscutible en las energías renovables, ya tienen cerca de medio centenar de gasineras de hidrógeno —tal vez podríamos llamarlas hidrogeneras— para suministrar combustible a automóviles y autobuses. En el 2025 prevén que se alcancen las 200.  Surtirán a vehículos que se traccionan con motores de explosión acondicionados para quemar hidrógeno o con motores eléctricos alimentados por células de hidrógeno. 

 

Las células de hidrógeno funcionan como las baterías. El hidrógeno se inyecta en el ánodo y el oxígeno al cátodo, que están separados por una membrana y un catalizador. Este último separa los electrones negativos del protón positivo, que  viaja a través de la membrana hacia el cátodo. Los electrones van hacia un conducto externo,  creando de este modo la electricidad que es usada para mover el motor, hasta encontrarse con los protones en el cátodo, donde reaccionan con oxígeno y forman agua.

 

El hidrógeno no puede ser conducido por los mismos tubos que transportan gas natural a los puntos de consumo. Ahora estos solo admiten concentraciones de hidrógeno hasta el 5% debido a que las actuales soldaduras se fracturan con hidrógeno puro. En el futuro, habrá que construir una nueva red en paralelo con la de gas natural. 

 

Gris, azul, turquesa, verde, rosa…

El 75% del hidrógeno producido hoy proviene del gas natural. En este proceso, el metano reacciona con vapor de agua a alta temperatura y se obtiene H2 + CO2. Otro 20% se produce, fundamentalmente, en China con carbón. Si el CO2 no se captura, le llamamos Hidrógeno gris. Si el CO2 se solidifica o secuestra de algún modo, se le denomina Hidrógeno azul. En la actualidad están en marcha numerosos proyectos piloto para capturar el CO2 generado en procesos de combustión y almacenarlo en cavernas o en compuestos químicos. De la variedad de acciones, saldrán las más convenientes y las comercialmente más aplicables.

 

El Hidrógeno turquesa es el resultado de una maravilla de la investigación y del riesgo empresarial. Una empresa americana ya opera, desde 2018, una planta que produce 5000 t/a de hidrógeno y 15000 t/a de negro de carbón. En este proceso, el gas natural se piroliza a unos 500 grados con una antorcha de plasma y produce hidrógeno y negro de carbón. Los dos productos, sobre todo el último, se venden a buen precio para la manufactura de pinturas y neumáticos. Y el hidrógeno se vende en gasineras.

 

El Hidrógeno verde es el Santo Grial de los buscadores del hidrógeno “sin pecados”, el que se produce mediante la electrólisis del agua para separar el hidrógeno del oxígeno a través de electricidad verde generada con paneles solares, molinos de viento o energía geotérmica. Este hidrógeno, que hoy constituye menos del 5 % del total producido, aumentará exponencialmente en los próximos años. La lluvia de millones se dedicará a desarrollar esta tecnología y a abaratarla para que sea la opción número uno. 

 

Y el Hidrógeno rosa, que es el que se produce también mediante electrólisis pero utilizando electricidad de un reactor nuclear.

 

La obra del siglo

Los costes de producción de hidrógeno, fabricado con gas natural, dependen de los de la materia prima principal. En los EEUU y Rusia están entre 2-3 $/kg de H2 y en Europa entre 3-4 $/kg, Si el H2 se fabrica a través de electrólisis con energías renovables, se disparan hasta 4-8 $/kg. 

 

Falta mucho trabajo por hacer, y aunque el hidrógeno tenga un poder calorífico de 33 kWh/kg, dos veces y media más que el gas natural, falta la capacidad de demanda del transporte y la industria para construir las infraestructuras suficientes para manufacturarlo y transportarlo a los consumidores. Creo que peco de optimista cuando he estimado veinte años para este desarrollo, serán al menos cuarenta. No nos engañemos, sabemos –más o menos— lo que hay que hacer, pero queda absolutamente todo por hacer. Sustituir el gas y el petróleo por el hidrógeno es una obra mastodóntica, la obra de este siglo.

 

Juan Vila, director general de Iberboard

Vocal de GasINDUSTRIAL