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27 noviembre, 2020

HIDRÓGENO VERDE: EL COMBUSTIBLE DEL FUTURO

El hidrógeno verde será el combustible del futuro mismo que reemplazará a todos los combustibles fósiles actuales. En la actualidad se llevan a cabo análisis del impacto del hidrógeno en el sector energético como factor clave en la transición ecológica del uso presente y futuro de este gas en diversos en sectores de la economía. El hidrógeno es el elemento más abundante en el universo. Se utiliza como insumo en la refinación del petróleo, la producción de amoníaco y metanol y la fabricación de acero entre otros usos. La demanda mundial actual de hidrógeno es de más de 70 millones de toneladas al año, por lo tanto, el suministro de hidrógeno a los usuarios industriales es ahora un negocio importante en todo el mundo. Desde 1977 a la fecha, La demanda de hidrógeno se multiplicó más de 3 veces y sigue aumentando, teniendo como fuente generadora casi en su totalidad los combustibles fósiles con un 6 por ciento del gas natural mundial y un 2 por ciento del carbón mundial.

Hoy en día los países con políticas que apoyan directamente la inversión en tecnologías de hidrógeno están aumentando, junto con el número de sectores a los que se dirigen. Hay alrededor de 50 objetivos, mandatos e incentivos de políticas en vigor que apoyan directamente el hidrógeno, la mayoría de ellos centrados en el sector del transporte. Si bien casi todo el hidrógeno actual se produce a partir de hidrocarburos como el gas natural y el carbón, como consecuencia la producción de hidrógeno es responsable de la emisión de alrededor de 830 millones de toneladas de dióxido de carbono al año, equivalente a las emisiones combinadas de CO2 del Reino Unido y Francia.

Sin embargo, para estar en posibilidades de reducir las emisiones de CO2 a la atmósfera existe el llamado hidrógeno verde el cual se obtiene a través de la electrólisis del agua. Este método utiliza la corriente eléctrica para separar el hidrógeno del oxígeno que hay en el agua, por lo que, si esa electricidad se obtiene de fuentes renovables, se produce energía sin emitir dióxido de carbono a la atmósfera. Con la disminución de los costos de la electricidad a través de esquemas renovables como la energía solar fotovoltaica y la eólica, el interés por el hidrógeno verde está creciendo y en los últimos años se han llevado a cabo varios proyectos de demostración.

La construcción de electrolizadores en lugares con buenas condiciones de recursos renovables podría convertirse en una opción de suministro de bajo costo para el hidrógeno, incluso después de tener en cuenta los costos de transmisión y distribución de transportar el hidrógeno desde plantas de energía renovable. Una de las primeras aplicaciones prácticas de las baterías de combustible de hidrogeno han sido los vehículos espaciales, donde además del suministro de electricidad, el agua resultante puede ser utilizada por los astronautas para su consumo o para enfriar los sistemas de la nave. De esta manera, la generación de electricidad con baterías de combustible a partir de hidrógeno es 100 por ciento limpia, generando también agua potable como subproducto.

Con relación a lo anteriormente expuesto, una de las principales limitaciones de las fuentes de energía renovables es que su generación depende de variables meteorológicas que tienen un comportamiento inmanejable. La generación de energía eólica depende de la intensidad del viento en las ubicaciones de los parques, que es una variable de gran aleatoriedad. La generación de energía solar depende de los perfiles de irradiación solar. Por lo anterior, esto conduce a que las fuentes de energía renovable no garantizan una cierta producción en un momento dado, pero es posible alternar períodos de alta y baja producción dependiendo de las condiciones climáticas de cada momento.

Una manera de hacer un mejor uso de los picos de alta generación de electricidad de estas fuentes renovables es utilizando el excedente para producir hidrógeno. Entonces, el hidrógeno producido podría ser vendido directamente o utilizado para generar electricidad en un momento en que la producción de la fuente renovable es escasa. Es en este sentido que la generación de hidrógeno representaría el elemento regulador de la balanza en el precio del mercado de la electricidad. En un escenario de producción de energía renovable, ya sea energía eólica, energía solar u otra fuente, el precio mínimo de mercado estaría marcado por el valor del que sería más rentable utilizar la electricidad para producir hidrógeno. Una caída de los precios implicaría la producción en masa de hidrógeno, lo que representaría un aumento de la demanda y, finalmente, se alcanzaría un equilibrio del mercado.

El almacenamiento de energía es uno de los principales retos a los que se enfrentará el sector en los próximos años. Las tecnologías de batería evolucionaron mucho, pero no resuelven el problema del almacenamiento a largo plazo todavía. Es este escenario donde el hidrógeno podría ser muy útil. No sólo por su capacidad para almacenar energía durante largos períodos de tiempo, sino también porque será mucho más fácil de manejar, ya que su peso será menor, porque la densidad energética de los tanques de hidrógeno comprimido es mayor que la de las baterías de litio.

El hidrógeno verde es el combustible del futuro. La capacidad de utilizar un combustible con cero huella de CO2 representa una revolución en el sector de la energía y el transporte. La gasolina, el gas, el carbón y todos los demás combustibles serán gradualmente desplazados por el hidrógeno. Desde el uso industrial hasta el doméstico, el camino a seguir es el uso del hidrógeno como combustible principal. Además, como ya se ha mencionado, será en última instancia el elemento regulador del equilibrio del mercado de la electricidad.

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