Verdades, mentiras e incertidumbres

07 jun 2021

Cada día asoman nuevos titulares prometiendo que el llamado ‘hidrógeno verde’ será el maná de la transición energética hacia una nueva civilización. Que nos anuncian?: “El combustible eterno que alumbra una nueva era”; “El hidrógeno será el combustible del futuro y paso a paso sustituirá a todos los combustibles fósiles actuales”; “El combustible del futuro”, etc.

Desde que en 2002, Jeremy Rifkin publicara “La economía del hidrógeno”, la promesa se renueva cada vez con más fuerza. Es lógico que el mundo sueñe con lograr un combustible infinito que no produzca emisiones y cuyo residuo sea solo vapor de agua.

Rifkin preveía hace 20 años, el nacimiento de una nueva economía basada en el hidrógeno, que cambiaría de manera radical nuestras instituciones sociales, políticas y comerciales, como lo hiciera el carbón y más tarde, el resto de los combustibles fósiles. “Está naciendo un nuevo sistema energético que tiene el potencial de remodelar radicalmente la civilización”, decía Rifkin entonces.

Veamos en qué punto del camino estamos y cuánto hay de verdades, incertidumbres y mentiras.

El prestigioso profesor de la Wharton School (Universidad de Pensilvania), que ha sido consejero de varios presidentes de la Unión Europea y asesor de su Parlamento en materia de medio ambiente, tecnología y seguridad energética, verificaba un dato preciso: el hidrógeno es el elemento más básico y abundante del universo. Y su aprovechamiento adecuado lo convertiría en un “combustible eterno”.

Pero repasemos la evolución de su desarrollo desde entonces. Es cierto que es el elemento más abundante en el universo. Está en el Sol, en las estrellas pero es raro en la Tierra: apenas el 0,000055% del aire atmosférico. La mayor parte del que hay en nuestro Planeta solo existe en combinación con otros elementos.

Por ejemplo, cómo todos sabemos el agua es H2O, dos moléculas de hidrógeno por una de oxígeno. De esta forma, para poder hablar estrictamente de hidrógeno y utilizarlo para generar energía útil, tenemos que separar esas moléculas del oxígeno. O sea: hay que “fabricar” hidrógeno. No está disponible.

Para utilizar el hidrógeno como energía hay que “fabricarlo” porque no está disponible en la naturaleza.

LA IMPORTANCIA DE LOS COLORES

En el hidrógeno –pese a ser incoloro– los colores son importantes: los hay verde, gris, negro, azul, etc. El color asignado al hidrógeno es una etiqueta que se usa para identificar su origen y la cantidad de dióxido de carbono liberado para generarlo. Es decir, hasta qué punto es “limpio” como emisor de carbono. Hay que recordar que la producción de hidrógeno es responsable de la emisión de unos 830 millones de toneladas de dióxido de carbono al año (dato 2020).

  • Hidrógeno negro y marrón: se obtiene a través de la gasificación del carbón y durante su producción se libera CO2. En ambos casos se le atribuyen esos colores por ser parte del daño ambiental más severo. En la actualidad el hidrógeno –que se produce en gran cantidad, usado para fertilizantes, amoníaco, refino de petróleo, aceros, etc.– proviene de hidrógeno negro.
  • Hidrógeno gris: se obtiene a partir del reformado de gas natural. Actualmente es el más abundante y el más barato de producir, aunque se prevé que el coste aumente debido al precio de los derechos de emisiones de CO2 que se están imponiendo. Producir una tonelada de hidrógeno gris genera entre 9 a 12 toneladas de CO2. Es, por tanto, un producto barato (entre u$s 1 y 2,5 el kilo), pero que genera una alta contaminación.
  • Hidrógeno azul: se genera también a partir del reformado de gas natural, con la diferencia de que parte de las emisiones de CO2 se evitan mediante un sistema de captura de carbono, que puede ser utilizado para fabricar combustibles sintéticos, por ejemplo. En la actualidad, es el más disponible. Se extrae de los yacimientos de gas natural. Como los anteriores, requiere un alto consumo de electricidad. (Ver Más Azul n° 17, feb.2021 “Arabia Saudí pretende avanzar en energía libre de emisiones”).
  • Hidrógeno verde: proviene de la electrólisis del agua utilizando electricidad que procede de fuentes renovables. Es el más caro y no competitivo, aunque se prevé un descenso de su coste a medida que desciendan los precios de las energías renovables y los electrolizadores. Hay una variedad de este hidrógeno que se produce a partir del biogás proveniente de los residuos urbanos o de la agro-ganadería.

Existen además denominaciones con otros colores (morado, rosa o amarillo) para el hidrógeno generado a base de electricidad y calor por reactores nucleares, pero no hay un color ampliamente aceptado ese origen.

EXPECTATIVAS Y PROYECTOS

La actual producción de hidrógeno con fines energéticos genera dióxido de carbono (CO2), causante del efecto invernadero y del calentamiento global, por lo que no puede ser considerado “energía limpia” en ninguna de sus variantes. El elevado coste de producir hidrógeno verde hace que en la actualidad lo que se produce tiene alta carga de combustibles fósiles.

Sin embargo, muchos expertos sostienen que es posible lograr una mejor ecuación. Existen avances tecnológicos importantes que permiten albergar la esperanza de que el hidrógeno pueda convertirse en una energía sin contaminación y a costo competitivo.

Para lograrlo es necesario avanzar en las fuentes renovables de energía (solar y eólica). El coste del hidrógeno verde depende del precio de la electricidad renovable y del precio del electrolizador. La Agencia Internacional de las Energías Renovables, reconoce que para ser competitivo su precio debería bajar desde los 5 a 7 dólares/kg actuales hasta 1 a 1,5 dólar/kg.

Por tanto, la implantación de esta fuente de energía depende de la reducción del coste de los electrolizadores, de una mayor eficiencia y vida útil y de la disponibilidad de electricidad barata, si queremos que sea el combustible de la transición energética.

Es cierto que su fortaleza como fuente alternativa de energía es múltiple: es de origen renovable, no contamina y puede alimentar vehículos y centrales eléctricas.

Pero solo reemplazar todo el hidrógeno de origen fósil actualmente utilizado en la industria, implicaría un desafío no menor: supondría un consumo de 3.600 TWh, es decir más que la generación total anual de electricidad de la Unión Europea.

Lo mismo sucede con grandes consumidores de combustibles fósiles en industrias (siderúrgicas, cementeras, químicas, etc) que no son fáciles de electrificar, o donde se presentan soluciones tecnológicas que aún no están maduras. Para que el hidrógeno verde pueda sustituir a los combustibles fósiles, persisten dificultades. La tecnología disponible no lo permite en algunos campos.

Para combatir el cambio climático y lograr la descarbonización de la economía es necesario electrificar todo el sistema energético. Pero el potencial del hidrógeno en la lucha contra el cambio climático está en su capacidad para sustituir a los combustibles fósiles en aquellas aplicaciones con mayor complejidad de descarbonización, como sucede con el transporte marítimo y aéreo o en algunos procesos industriales.

Para combatir el cambio climático hay que descarbonizar y electrificar todo el sistema energético.

Pese a ese cúmulo de dificultades, sorprende la proliferación de proyectos de hidrógeno en todo el mundo. Un estudio de Mc Kinsey y otros revela que hay unos 228 proyectos en curso (más de la mitad en Europa) y unos 90 para uso industrial a gran escala, con un volumen de inversión de u$s 300.000 millones hasta 2030. Pero la mayoría alientan la producción no solo de hidrógeno verde sino en especial de hidrógeno azul que utiliza gas (combustible fósil). El programa europeo para el sector prevé inversiones de 430.000 millones de euros para el mismo período.

Uno de los campos de un posible e interesante desarrollo del hidrógeno es para el almacenamiento de la energía que producen las plantas solares y eólicas, que es uno de los grandes  retos que persisten en el futuro inmediato.

Aunque las tecnologías han hecho importantes avances, el almacenamiento a largo plazo no está resuelto y es allí, donde el hidrógeno podría tener un impacto de enorme utilidad por su capacidad de almacenar energía por períodos prolongados con ventajas técnicas notables frente a las baterías de litio-ion.

El hidrógeno es una sustancia capaz de almacenar energía y liberarla de forma controlada en otro lugar. Por eso es comparable a una batería de litio que almacena electricidad, y no a un combustible fósil como el gas natural.

En el sector transporte también aparecen algunas oportunidades donde el hidrógeno podría imponerse de manera efectiva. Las baterías de hidrógeno en materia de recarga ya que son mucho más rápidas que las eléctricas, por lo que hay allí un campo de desarrollo, tanto para el transporte de larga distancia terrestre, como aéreo y marítimo.

En vehículos de mayor tamaño, la alternativa eléctrica con baterías en general se descarta por el peso de las baterías. El hidrógeno es mucho más ligero de transportar. Por ese motivo, en 2019 las empresas europeas que conforman el Consorcio H2Bus se propusieron desarrollar una flota de 1000 autobuses eléctricos de celda de combustible a hidrógeno, junto a la instalación en las ciudades donde operen, de la red de recarga de hidrógeno necesaria para ser operativos y rentables.

Se destacan los avances de Mercedes Benz con su línea de grandes camiones GenH2 y los de Toyota con su modelo turismo Mirai que desafía una industria mucho más avanzada como la de los vehículos eléctricos en su categoría.

FORTALEZAS, DEBILIDADES Y TRAMPAS

El hidrógeno verde es una de las grandes apuestas para la transición energética global. Pero cuáles son sus fortalezas y sus debilidades y cuáles las patrañas que esconden algunos de sus defensores?

Una economía basada en el hidrógeno verde requiere grandes inversiones en las infraestructuras y transporte necesarias para ponerla en uso, así como sistemas de almacenamiento. Por su parte, el proceso de electrólisis del agua es costoso, porque requiere tanta electricidad que representa el 60% del coste total.

Los defensores del futuro del hidrógeno verde recuerdan que no contamina en absoluto y que el único residuo que genera es vapor de agua, e insisten en que los precios de la energía verde se están reduciendo a gran velocidad en los últimos años y que un aumento de la demanda de hidrógeno podría reducir aún más el precio (hasta un 70% para el 2050).

Plantean que si se incrementan los precios del mercado del carbono, el escenario podría favorecer el desarrollo del hidrógeno verde.

Además destacan que el hidrógeno se puede comprimir y transportar; licuar y almacenar durante semanas o meses, por lo que sería el complemento perfecto para acumular reservas de las fuentes eólicas y solares, uno de los problemas pendientes en ese sector.

Pero como puede verse, todavía hay demasiados condicionantes…

Sus detractores señalan algunos inconvenientes mayores: es considerado peligroso por ser altamente inflamable, por lo que transportarlo y almacenarlo de manera segura supone un desafío; el hidrógeno verde es muy caro (entre 4 y 10 veces el precio del gas) debido a que no es un combustible primario sino que se produce a partir de gas; que tiene importantes pérdidas de energía durante el proceso; que su transporte es muy costoso, por su alta inflamabilidad; que su cadena de suministro es compleja, etc.

The Economist, lo ha definido comoelectricidad disfrazada”.

Muchos expertos creen que sin ser la panacea, es la oportunidad para descarbonizar sectores que necesitan una gran cantidad de energía, como la industria de producción de acero, de cerámicas, el transporte marítimo, el aéreo o el de larga distancia.

Como hemos señalado en Más Azul, la ventaja del hidrógeno puede ser preferente en los camiones, ya que permite autonomías de más de 1.000 kilómetros (GenH2 Truck, Mercedes Benz) y minimiza las esperas de las recargas frente al eléctrico. Y también en el transporte marítimo y aeronáutico (Ver n° 19, abril 2021, “El transporte de carga camina hacia el futuro”).

Greenpeace señala que lo verdaderamente urgente es la gestión de la demanda, la electrificación del sistema, las mejoras en eficiencia y la implantación de las renovables a gran escala antes que el impulso de una nueva energía. “Se está vendiendo bastante humo, se está empezando la casa por el tejado” denuncian desde la ONG.

José Luis García, director de su Programa de Cambio Climático, llama la atención sobre el hecho notablemente ‘sospechoso’ de que sean precisamente las empresas de combustibles fósiles quienes lideren la nueva tendencia hacia el uso del hidrógeno, vendiéndose como “verdes” (greenwashing).

Petroleras como Shell, BP y Repsol, están lanzando proyectos de hidrógeno verde. Se trata de una de las “trampas” de las que hemos dado cuenta en Más Azul. (Ver n° 13, oct 2020, “Greenwashing, el engaño empresario”). La estrategia de la industria petrolera busca seguir rentabilizando lo ya invertido en las infraestructuras que poseen y eso solo lo permite la producción de hidrógeno que conlleva prolongar el uso del gas.

Las empresas petroleras y petroquímicas apuestan al hidrógeno porque no quieran perder su poder en el mercado ante la posibilidad de que los autos eléctricos manden al museo al diesel y la gasolina. La pelea está servida y UBS ha anunciado que el consumo de petróleo, gas natural y carbón aumentará un 16% hasta 2040, mientras desarrollan infraestructuras costosísimas para seguir contaminando.

La estrategia de las petroleras es perpetuar la dependencia del gas y seguir rentabilizando sus infraestructuras.

Como reclama Alison Kirsch, investigadora de Rainforest Action Network: “Las compañías petroleras expandiendo sus operaciones están poniendo por delante los beneficios a corto plazo frente al bienestar y la salud del planeta y sus ciudadanos a largo plazo… No podemos permitirnos construir más oleoductos que facilitan la extracción de más gas y petróleo”.

LA DANZA DE LOS MILLONES

A finales de 2020, siete empresas internacionales que desarrollan proyectos de hidrógeno verde lanzaron la iniciativa Green Hydrogen Catapult, como parte de la campaña Race to Zero (Carrera a Cero) de la Convención Marco de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático.

Están arropados por los dominadores de la energía mundial. La Agencia Internacional de Energía (AIE) –muy vinculada al lobby petrolero– considera que “el hidrógeno ofrece una solución al estrés ambiental que está experimentando el planeta” y destaca que de las 26 áreas de innovación bajas en carbono, solo 3 son comercialmente competitivas y capaces de cumplir los objetivos climáticos del Acuerdo de París 2015: la energía solar fotovoltaica-eólica en tierra, el almacenamiento de energía y los vehículos eléctricos.

En la misma línea, el Instituto Americano de Energía Renovable (AREI), afirma que el hidrógeno, “es la única fuente de energía que puede proporcionar una carga de una manera predecible, confiable, resistente y entregable a la frecuencia requerida, como lo hicieran el carbón, petróleo y gas”.

La coalición global de las siete empresas de la Green Hydrogen Catapult está formada por un grupo de ‘contaminadores’ que ahora buscan presentarse como “salvadores del Planeta”. Se trata de la saudita ACWA Power, la australiana CWP Renewables, los gigantes energéticos europeos Iberdrola y Ørsted, el grupo de gas italiano Snam y el productor de fertilizantes noruego Yara, sumado al fabricante chino de turbinas eólicas Envision (el único con actividades “verdes” previas).

Buscan que la industria del hidrógeno renovable (verde y gris) se multiplique por 50 en los próximos seis años y reducir el costo actual del hidrógeno renovable, a menos de u$s 2/kg.

Un informe del banco de inversiones Goldman Sachs –otro de los grandes responsables del desastre climático por sus actividades financieras y comerciales– estimó en septiembre pasado que el mercado del hidrógeno verde superará los u$s 11 billones de dólares para 2050.

Allí reside la otra ‘trampa’: el interés de una serie de mega-proyectos que se planean alrededor del mundo, en torno a lo que la revista Forbes ha llamado “la energía del futuro”, no se dirige a salvar el Planeta. No es más que el éxtasis que les despierta a los plutócratas el “cuenco del oro”.

Lo que no terminan de entender en muchos sectores es que el problema no es de rentabilidad (lo único que pueden tomar en perspectiva) sino la supervivencia de la humanidad y ello implica terminar con la extracción y uso de combustibles fósiles. Cueste lo que cueste.