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La transición energética: ¿Qué es el hidrógeno verde?

23 Dec, 2021

El Estudio Abeledo Gottheil Abogados presenta este artículo sobre el calentamiento global, las energías renovables y el hidrógeno verde.

Es por todos conocidos el muy peligroso escenario generado por la contaminación producida por el Dióxido de Carbono (CO 2) en la atmósfera, y las terribles consecuencias derivadas del calentamiento global asociado. Frente a esta situación, se impone una dura e inevitable transición energética tendiente, fundamentalmente, a reemplazar el uso de los llamados combustibles fósiles. Las energías renovables vienen impulsando un importante desarrollo para iniciar una transición energética hacia la descarbonización. Sin embargo, los tiempos de respuesta no son lo suficientemente rápidos, ni las respuestas lo suficientemente contundentes como para quedarse tranquilo.

No obstante, dentro de esta delicada coyuntura, viene asomando lenta pero sólidamente, una posible solución irreversible a la encrucijada en cuestión. Tal solución, llamada hidrógeno verde, se fue desarrollando lentamente primero entre científicos y empresarios; mas hoy en día está emergiendo al conocimiento de la comunidad especializada a través de seminarios y publicaciones, y al público en general a través de la prensa y los anuncios de costosísimas inversiones, con jugosos beneficios a quienes sean los receptores de éstas.

Así las cosas, el propósito de este artículo es explicar en forma clara, simple y concisa, qué es el hidrógeno verde, cómo se produce, para qué sirve, y que a partir de allí que el lector comience a sacar sus propias conclusiones por un lado, y por el otro introducirse en una industria que luce tan promisoria como inevitable, si queremos comenzar a pelear con un mal que amenaza seriamente el bienestar de la humanidad.

Preliminarmente destacaremos algunas ideas básicas sobre el hidrógeno en general:

a. El hidrógeno es un elemento que se encuentra en suma abundancia en el universo;

b. El hidrógeno no es un elemento que químicamente se presente solo, es decir hay que separarlo de otros para poder usarlo;

c. Los colores con los que se denomina al hidrógeno no son caprichosos ni carecen de significado, todo lo contrario;

d. La humanidad hace ya un buen tiempo que produce hidrógeno;

e. El hidrógeno tiene una gran densidad energética por masa, pero pequeña por volumen. En otros términos, un kilo de hidrógeno (el peso es su unidad de medida) contiene mucha energía, pero también ocupa mucho espacio.

f. El hidrógeno se puede comprimir, licuar y transportar. No obstante es muy combustible, por lo cual es menester tomar medidas de seguridad extremas en su manipulación.

g. El hidrógeno, por sí mismo, no produce contaminación alguna. Su único residuo es un inocente vapor de agua.

Como se dijo más arriba, el hidrógeno se encuentra asociado con otros elementos químicos. El 95% del hidrógeno que se produce se encuentra junto con combustibles fósiles (hidrocarburos). Al efectuar la separación de hidrógeno del hidrocarburo –el procedimiento más conocido se llama reformado de metano con vapor a partir de gas natural-, se produce la contaminante emisión del dióxido de carbono. Si el hidrocarburo utilizado es carbón, el hidrógeno se denominará negro; si el hidrocarburo utilizado es petróleo o gas, el hidrógeno será gris; si el hidrocarburo utilizado es gas, pero se hace uso de un método que capta gran parte del dióxido de carbono antes de llegar a la atmósfera, el hidrógeno será entonces azul.

No obstante, tal como aprendimos en la escuela secundaria, el agua (elemento abundante en la Tierra) está compuesta por hidrógeno y oxígeno (agua=H2 O).  Las moléculas de agua así configuradas pueden descomponerse, es decir se puede separar el hidrógeno del oxígeno, mediante un proceso químico llamado electrólisis.

Para llevar a cabo la electrólisis es necesario poner agua en un recipiente que la contenga. Dentro del recipiente se colocaran dos barras de metal que harán las veces de electrodos (típicamente platino o acero inoxidable). Una barra se llama ánodo y atraerá al oxigeno (electrodo positivamente cargado), y la otra se llama cátodo, que atraerá el gas de hidrógeno (electrodo negativamente cargado).  El ánodo y el cátodo se conectan a una fuente externa (que puede estar por encima o al lado del recipiente), que le suministrará corriente continua al ánodo y al cátodo;  de esta manera el gas de hidrógeno y el oxígeno quedaran separados. La fuente proveedora de energía eléctrica puede ser tanto una central de generación o una batería.

Si y sólo si, la fuente externa que alimenta la electrólisis tiene como combustible cualquier energía renovable, por ejemplo el viento (energía eólica), el sol (energía solar fotovoltaica), el agua (energía hidroeléctrica), etc., el hidrógeno así separado y producido será considerado hidrógeno verde. Obsérvese que en todo el ciclo de separación y producción, no existe la más mínima posibilidad de contaminación y el único residuo o emisión que se produce es la del muy inofensivo vapor de agua.

La desventaja en la producción de este tipo de energía al día de hoy (aun comparada con la de los otros tipos de hidrógeno), son sus costos. Sin embargo, es probable que, tal como sucedió con las energías renovables en su momento, los mismos sean reducidos a partir de mayores investigaciones, producción en masa, etc. Asimismo, cabe destacar que la creación de una nueva industria como esta, también generará ingentes posibilidades de inversión y puestos de trabajo.

En cuanto a las ventajas, sobresale su capacidad de respuesta. Es decir ante la monumental crisis que requiere de una descarbonización ambiental inmediata, el hidrógeno verde constituye una solución efectiva y sostenible en el tiempo (luego me referiré a la ciudad ideal), por no decir definitiva.

El hidrógeno en si tiene múltiples posibilidades de uso. Es muy recomendable por su utilización electro intensiva en la producción de acero, y otros sectores altamente electrificados, los transportes masivos de larga distancia tales como aviones, trenes y barcos, siendo en estos casos muy cortos los tiempos de carga (apenas minutos, a diferencia de la carga eléctrica) y los niveles de autonomía (más de 1000 kms en algunos casos). Si bien existen algunas dudas respecto de los vehículos particulares, es de notar que Toyota hace rato que puso a la venta su modelo Mirai, vehículo que funciona totalmente con hidrógeno (con un costo a partir de 70.000 euros en Europa).

Los países más avanzados en la estructuración y desarrollo del hidrógeno verde son Australia y Alemania. En Japón van un poco más allá y directamente hablan de una economía del hidrógeno. En Sudamérica, Chile va a la cabeza en proyectos y acuerdos con otros países europeos (Bélgica por ejemplo), tanto en lo que se refiere a la producción como a la exportación. La prensa argentina informó recientemente, de un eventual proyecto en la producción de hidrógeno verde en Río Negro, que le fuera ofrecido por inversores australianos al presidente Fernández durante la última reunión del G20. El grupo Fortescue (en realidad se trataría de la empresa del grupo llamada Fortescue Future Energies) invertiría 8.400 millones de dólares en 15 años, construiría un puerto, y la mayor parte de la producción de hidrógeno verde se exportaría. Resulta obvia la elección de Río Negro, dadas sus enormes ventajas comparativas sobre la disponibilidad de energías renovables. La prensa internacional también informó que este grupo y empresa, se convertirían en los principales proveedores de hidrógeno verde a Inglaterra, luego de haber suscripto dos acuerdos con contratistas relacionados con esta industria.

Es de destacar que los marcos regulatorios que le serían aplicables a la industria del hidrógeno verde, se encuentran en estado embrionario en todo el mundo.

Para finalizar hare una síntesis del funcionamiento de una ciudad ideal según los futurólogos, en términos de una posible contaminación nula, a partir no solo del uso de energías renovables, sino de la posibilidad de solucionar su problema más serio, cual es la intermitencia en la disponibilidad de tales energías renovables como energía primaria, es decir qué hacer cuando no hay sol, viento o agua.

La ciudad ideal debería tener una significativa capacidad de almacenamiento de hidrógeno verde, sumado a una gran disponibilidad para producir electricidad a partir de energías renovables, de modo que la oferta de energías renovables, supere a la demanda la mayor cantidad de tiempo posible. Cuando ello efectivamente ocurra, el excedente de energía renovable se utilizará para producir y almacenar hidrógeno verde usando el procedimiento de electrólisis. En los momentos en que la demanda supere a la oferta, sea por problemas de intermitencia (no hay radiación solar, o viento, o agua disponible para satisfacer toda la demanda) se usará el hidrógeno verde previamente almacenado, para cubrir el déficit. Alternativamente, y dado que el hidrógeno verde se puede almacenar, licuar, gasificar, transportar, etc., si la ciudad tuviera recurrentemente exceso de capacidad de generación de electricidad, podría exportar hidrógeno verde a otros sitios. Inversamente, si la ciudad tuviera dificultades en producir electricidad suficiente de fuentes renovables, podría importar hidrógeno verde. Como se puede apreciar, en este esquema no es necesario contar con energía generada a través de combustibles fósiles y contaminantes durante períodos de intermitencia de las energías renovables o picos significativos de demanda.

Si esto será una realidad, solo el tiempo lo dirá, pero ya hay mucha gente trabajando en ello.