En los últimos tiempos estamos asistiendo al resurgir del hidrógeno como promesa de pieza clave en la descarbonización de la industria. Noticias de proyectos en España como el de Iberdrola, Acciona o Naturgy han renovado el interés por el hidrógeno.

Todavía recuerdo allá por 2004 asistir a una charla de Jeremy Rifkin, el gurú en aquel tiempo de la llamada economía del hidrógeno que prometía una sociedad nueva basada en una energía barata, limpia e inagotable. Es por ello que he de reconocer que, desde aquello, he sido bastante escéptico con los sucesivos hypes del hidrógeno. Además, el hecho de que la compañías petroleras como Shell o BP hayan sido siempre los mayores fans del hidrógeno, no ha ayudado mucho a mejorar mi percepción sobre el asunto. Pero ya es hora de olvidar viejos prejuicios y revisitar el estado del arte del hidrógeno para descubrir si realmente estamos ante una opción viable o por el contrario, nos encontramos ante una nueva burbuja.

  1. Conceptos básicos

El hidrógeno es básicamente un energy carrier que puede ser producido a partir de diversas fuentes de energía, que puede ser licuado o transformado para poder ser transportado y que puede ser utilizado directamente como fuente de energía o para procesos industriales…básicamente es como tener petróleo o gas no contaminante. De ahí el gran interés del sector petrolífero por empujar esta opción, ya que siempre lo han visto como la evolución limpia de su negocio, donde podrían aprovechar sus infraestructuras de transporte y distribución.

Aunque parezca un nuevo concepto, el hidrógeno lleva muchos años siendo utilizado en los sectores del refinado de petróleo y en la industria química (a través de un derivado llamado ammonia).

Veamos los tipos de generación de hidrógeno que existen:

  • Grey Hydrogen:  es el que se crea con combustible fósiles. Es la mayor parte del producido actualmente y es un proceso altamente contaminante que provoca grandes emisiones de CO2
  • Blue Hydrogen: es como el anterior, pero añadiendo algún proceso de recogida del CO2 (CCS). Este tipo de tecnología CCS está cada vez más desprestigiada por ser una excusa cara y compleja (y con resultados muy discutibles) para seguir manteniendo procesos muy contaminantes.
  • Green Hydrogen: es el que se produce a partir de renovables y el gran protagonista del futuro. Es el único cero emisiones y su competitividad está ligado a la de las renovables. Aquí, tanto la eólica como la solar se están intentando posicionar como fuente óptima, con conceptos interesantes como el que plantea GWEC en su último informe para que el offshore y el hidrógeno se combinen
  1. Tecnología

El hidrógeno se produce con electricidad mediante un proceso llamado electrolisis. El dispositivo empleado es un electrolizador que básicamente es un ánodo y un cátodo sumergidos en un líquido electrolito y separados por una membrana. Dependiendo del tipo de membrana, tenemos diferentes tipos de dispositivos como PEM (membrana polímerica), ALK (alcalina) o SOEC (oxido sólido)

  1. Coste

Esta es la clave del asunto. Actualmente el green H2 es mucho más caro que los otros. Según el informe de IRENA sobre el hidrógeno, el coste actual está por encima de 3,5 $/kg

Como destaca Gniewomir Flis en este hilo de Twitter, el coste debería estar muy por debajo de 1 $/kg para poder competir con el grey hydrogen. Veamos los retos para llegar a esos niveles de coste:

  • Coste electrolizadores: tiene que reducirse dramáticamente. Esto se conseguirá aumentando el tamaño y mejorando la tecnología. Pero es algo que llevará años ya que es una tecnología muy inmadura y los propios fabricantes como Enapter lo ven como un gran reto.
  • Coste electricidad renovable: esta parte es más sencilla ya que ya hay plantas solares y eólicas que generan a menos de 20$/MWh y además se podría aprovechar la electricidad sobrante (curtailment).
  • Eficiencia: actualmente los procesos de producción y tratamiento del hidrógeno son muy poco eficientes y se generan pérdidas por encima del 50%. La mejora de los electrolizadores mejorará estos valores, pero éste es uno de los grandes problemas de la tecnología.
  1. Aplicaciones
    • Sustituir grey H2: es la más obvia pero como hemos visto en la parte de coste, no será nada sencillo. Pero es cada vez más urgente ya que la producción de hidrógeno “sucio” emite tanto CO2 como UK e Indonesia juntas
    • Industria pesada: las siderúrgicas, las cementeras, químicas, aluminio y otras son grandes emisores de CO2 y no existe actualmente soluciones para electrificarlas. El hidrógeno podría ser una opción. De hecho, ya hay proyectos para incorporar el hidrogeno a la producción de acero por ejemplo.
    • Almacenamiento de energía: es otra aplicación inmediata pero aquí tiene que competir con las baterías de Ión Litio e incluso nuevas tecnologías como las de flujo. Veo complicado que cuando el hidrógeno sea competitivo en coste, las baterías no sean mucho más baratas, tengan más capacidad de almacenamiento y sean más seguras.
    • Transporte pesado: aquí de nuevo el hidrógeno apunta al nicho de transportes pesados que no podrán tener soluciones de baterías a medio plazo como barcos, aviones u camiones de gran tonelaje
    • Calefacción: es una de las aplicaciones más prometedoras porque de nuevo es un gran campo donde la electrificación no tiene visos de triunfar.
    • Transporte ligero: de nuevo lo tiene difícil porque tiene que competir con las baterías.
  1. Conclusiones

Estamos ante una tecnología muy prometedora que podría ser la pieza que falta en el puzle de la electrificación de la economía en campos como la calefacción, la industria pesada o el transporte pesado de larga distancia. Pero para llegar a eso, queda un largo camino para madurar la tecnología, reducir los costes y mejorar la eficiencia.