El hidrógeno llama a la puerta

Conseguirlo exigirá enormes cambios sociales y requerirá soluciones, tecnologías y políticas innovadoras hasta conseguir transformar sectores económicos fundamentales en completamente, o casi completamente, neutrales en cuanto al carbono.

Empeñados como estamos en hacer de la electricidad la única fuente de energía para el futuro, nos habíamos olvidado de la mayor reserva de combustible no contaminante del mundo: el hidrógeno, un gas inacabable que puede constituir -y constituirá- una aportación clave a la solución al cambio climático.

Desde hace unos días, varias cadenas de televisión emiten anuncios de una conocida marca automovilística japonesa, la primera en comercializar turismos movidos por hidrógeno. Es un paso más en una imparable escalada del uso de motores impulsados por hidrógeno en varios sectores del transporte público, que en Europa inició Alemania en 2018 con el primer tren movido por ese gas, cuya estela continuará el “Talgo Vittal-One", el tren español de hidrógeno renovable que puede estar listo para 2023 para sustituir a las locomotoras diésel en líneas no electrificadas.

Ambos modelos están a la vanguardia del gran proyecto ferroviario de hidrógeno europeo que liderará la empresa española CAF. La aviación tampoco se queda atrás. El fabricante europeo Airbus presentó el pasado mes de septiembre sus primeros prototipos impulsados por hidrógeno de los que debería salir en 2035 la primera aeronave de pasajeros con vuelo de cero emisiones.

Según el último informe del Hydrogen Council del pasado enero, en el mundo hay oportunidades de inversión en tecnologías derivadas del hidrógeno por valor de 400.000 millones de euros en la próxima década. Para el 2050 se crearán 30 millones de empleos y la demanda anual de hidrógeno se multiplicará por diez hasta representar el 18 % del total de la demanda energética.

El uso del hidrógeno como combustible no es nuevo: la tecnología existe desde hace décadas. Se usó, por ejemplo, en naves espaciales de la NASA. De hecho, el primer motor de combustión de la historia funcionó con hidrógeno. Hoy en día, se producen más de 70 millones de toneladas de hidrógeno cada año, cuya principal fuente de extracción es el gas natural (hidrógeno azul) o un gas sintético que proviene del carbón (hidrógeno negro). Cuando se extrae mediante combustibles fósiles, la producción de hidrógeno consume mucha energía y es responsable de unos 830 millones de toneladas de emisiones de CO2 al año, lo que supone un problema medioambiental.

Por eso, en el informe de la Agencia Internacional de la Energía (AIE) presentado en la Cumbre de Osaka se alude al “hidrógeno limpio”, es decir, al hidrógeno verde que se puede generar mediante electrólisis a partir de fuentes renovables, almacenar y ser utilizado, mediante pilas de combustible, para generar electricidad no contaminante. Gracias a este sencillo método que aprendimos en el bachillerato (Figura) y que utiliza la corriente eléctrica para separar el hidrógeno del oxígeno del agua, se produce energía sin emitir dióxido de carbono a la atmósfera. Así, no hay gases contaminantes ni durante su combustión ni durante su producción. En la actualidad la cuota del verde sobre el total del hidrógeno producido es mínima. Sin embargo, el cuadro está destinado a cambiar.

Figura. Demostración sencilla de la electrólisis del agua tal y como nos enseñaban en el bachillerato. Se necesita un vaso de agua, dos lápices afilados en ambos extremos, una batería de nueve voltios o un adaptador de 9-12 V, un par de cable para empalmar y una cucharadita llena de sal de mesa. Después de conectar todo, rápidamente se formarán burbujas en las puntas de los lápices. Se formarán burbujas de oxígeno en el electrodo + (ánodo). Las burbujas de hidrógeno se formarán en el otro electrodo, el cátodo. La cantidad que se forme será el doble de la cantidad de oxígeno. Elaboración propia.

Para la consultora Wood Mackenzie, 2020 representa el punto de inflexión para el hidrógeno. ¿Por qué ahora? Según sus pronósticos, el coste de producción del hidrógeno verde bajará hasta un 64% en 2040. La AIE prevé que la capacidad global de los electrolizadores para producir hidrógeno a partir del agua aumentará desde los 0,2 GW actuales hasta 3.300 GW en 2070, lo que supone el doble de la electricidad que hoy genera toda China.

La AIE pronostica que durante la próxima década el rápido crecimiento del mercado de las energías renovables, en particular la solar y la eólica, aumentará exponencialmente la disponibilidad de electricidad renovable, reduciendo así su coste. Este es un factor positivo si se une a la demanda de electrolizadores capaces de producir hidrógeno verde que ya está creciendo rápidamente con una capacidad prevista de 40 GW en la UE para 2030. El aumento de la disponibilidad de hidrógeno verde ayudará así a reducir su coste hasta en un 30% para 2030 y en un 50% para 2050.

Lo que parecía una utopía es cada vez más una realidad traída, un tanto paradójicamente, de la mano de la actual pandemia. NextGenerationEU es un instrumento temporal de recuperación dotado con 750.000 millones de euros que contribuirá a reparar los daños económicos y sociales inmediatos causados por la pandemia de coronavirus.

En su Hoja de Ruta del Hidrógeno, el Ministerio para la Transición Ecológica y el Reto Demográfico (MITECO) prevé la instalación en España de al menos 4 GW de potencia de electrolizadores y, fija un porcentaje del 25% del hidrógeno renovable sobre el total consumido en el 2030 en las industrias, para cumplir con las metas de la UE de alcanzar la neutralidad climática no más tarde de 2050, con un sistema eléctrico 100% renovable que creará un valor añadido de 23.600 millones de euros en España en 2030.

En noviembre de 2020 se celebró la jornada institucional Hidrógeno renovable: una oportunidad para España, organizada por el MITECO. En el plan presentado se incluían cuatro gigavatios de potencia instalada de electrolizadores, lo que representa un 10% del objetivo marcado por la Comisión Europea para el conjunto de la UE. En diciembre de 2020, el Gobierno lanzó una convocatoria de manifestaciones de interés para identificar proyectos tractores con efectos a largo plazo relacionados con los fondos europeos Next Generation.

El pasado jueves 11 de febrero las tres grandes eléctricas españolas presentaron 360 proyectos que suman 53.000 millones de euros. En ellos el hidrógeno cobra especial protagonismo dentro de un modelo de generación energética en la que los electrolizadores juegan un papel clave, entre otras cosas porque la ayuda que precisa esta tecnología es muy inferior a la que en su día se destinó a impulsar la fotovoltaica o la termosolar, cuyo coste era cinco veces el precio de la energía, mientras que el del hidrógeno es del doble.

El agua es vida y energía. Hasta ahora la energía producida por el agua ya la empleaban los romanos: la hidráulica. Cuando en el 2002 el ensayista Jeremy Rifkin publicó La economía del hidrógeno (Paidos), el libro planteaba escenarios futuristas y lejanos en un momento en que las energías fósiles aún imperaban sin rival en el planeta. Casi dos décadas después, parece que finalmente ha llegado la hora de que, gracias a la ruptura de una molécula cuya elemental fórmula, H2O, aprendimos en la escuela, el hidrógeno ya esté llamando a nuestras puertas.