Planta de hidrógeno verde "H2FUTURE" de Voestalpine, Linz, Austria
El desafío de la reconversión energética tiene muchas aristas. Las dificultades de la adaptación de las energías de fuentes renovables no son una excepción.
Aunque siempre fue un procedimiento conocido, el gran público que sigue el tema se entusiasmó especialmente a partir de la publicación, en el 2002, del libro de Jeremy Rifkin “La economía del hidrógeno” depositando grandes esperanzas en la utilización de este elemento, el más abundante en el universo, como combustible. Con su ausencia de desechos -a diferencia de las nucleares de fisión- la utilización del hidrógeno como combustible generador de energía despertaba grandes expectativas.
Sin embargo, dificultades de implementación significaban -significan- piedras en el camino demasiado grandes.
Tres los los problemas fundamentales:
La fabricación -u obtención- de hidrógeno.
El almacenamiento.
La conversión del hidrógeno en energía utilizable.
El primero de esos problemas se relaciona con los procedimientos de obtención de hidrógeno. El más conocido es el de la electrólisis, es decir la descomposición del agua en sus dos elementos fundamentales, el oxígeno y el hidrógeno. La electrólisis necesita como impulsor esencial la electricidad, y la electricidad debe, a su vez, ser generada de alguna forma, es decir, existir. Sin electricidad, no hay electrólisis. Sin electrólisis, no hay hidrógeno.
Esta dificultad convertía en el corto plazo a la idea del hidrógeno como combustible en una quimera.
Hasta ahora.
Es que la reducción sistemática del costo de la producción energética solar está reduciendo el precio de la energía al punto de ser económicamente compatible con su utilización para producir hidrógeno. Y esta buena noticia lo es a dos puntas.
¿Por qué?
Pues porque la energía solar -al igual que la eólica y otras fuentes básicas renovables- tienen un gran talón de Aquiles: en los momentos en que no hay sol ni viento, se reduce su capacidad de generación, y en consecuencia la única forma de utilización confiable sería almacenando en baterías la energía excedente generada cuando hay suficiente disponibilidad de sol y viento. Eso es caro.
Y, además, esas baterías no existían.
Es cierto que se están realizando experiencias prometedoras -Tesla, por ejemplo, está experimentando con grandes baterías de uso hogareño, e incluso de serie de baterías gigantes en cadena, que podrían almacenar energía para sostener el consumo de ciudades medianas por algunos días-. Pero no más.
El hidrógeno, sin embargo, no tiene el problema del almacenamiento, o al menos no lo tiene en esa magnitud, lo que ataca el segundo de sus problemas principales. Contenedores de hidrógeno pueden ser construidos a relativamente bajo precio, sea en grandes depósitos subterráneos, sea en otros depósitos que requieren, por supuesto, seguridad adecuada, pero que de ninguna manera tendría un costo inaccesible o que convirtiera al procedimiento en económicamente inviable.
Según lo sostuvo un informe de Morgan Stanley realizado el pasado mes de julio 2020, la instalación de depósitos de hidrógeno junto a las grandes plantas de generación solar en el Medio Oeste norteamericano lo haría económicamente viable en el plazo de dos años.
Como en todos los procesos en los que la energía es el objeto de reflexión, los intereses de los grandes productores y distribuidores dan batalla permanentemente.
Así vemos que el Laboratorio Nacional de Energías Renovables de Estados Unidos ha concluido en un estudio publicado en junio pasado (2020) que recién acercándonos a mediados de siglo es previsible que el hidrógeno sea la forma principal de almacenamiento energético. Pero sin embargo, Joshua Eichman, Ingeniero Senior en el laboratorio y coautor del estudio, afirma que el hidrógeno puede ser el elemento “estrella” en el almacenamiento. En sus conceptos, almacenar en baterías requiere un costo sustancialmente mayor que crece con la dimensión del “depósito”, tanto en complejidad como en riesgos de funcionamiento. Con el hidrógeno, simplemente habría que construir tanques más grandes o usar una caverna subterránea más profunda.
El tiempo se acelera dramáticamente en los casos en lo que existe sobregeneración temporal de energía en plantas solares o eólicas. Utilizarlas para electrolisis en instalaciones cercanas a las granjas solares o molinos eólicos sería posible ya.
Pero la reducción del costo de producción de la energía solar no es la única novedad. Llegamos al tercer problema: su conversión en electricidad utilizable.
A fines del año pasado, la compañía Carbon Engineering, con sede en la Columbia Británica, a través de su fundador y profesor de la Universidad de Harvard David Keit, expresó que se encuentran desarrollando un método de captación de dióxido de carbono de la atmósfera, que en un proceso de mezcla con el hidrógeno permitirá obtener combustible sintético en condiciones económicas de ser puesto en el mercado del consumo final a Cuatro dólares el galón (aproximadamente un dólar el litro), lo que lo suma a la oferta competitiva del mercado de combustibles fosiles.
En su cálculo, en una década se logrará una producción de un millón de barriles de combustible por día, y a partir de ahí escalaría virtualmente sin límites.
Este proceso no tiene limitaciones técnicas porque utiliza procedimientos conocidos y homologados.
Estas dos novedades -la reducción del costo de la energía solar para utilizar en electrólisis y el procedimiento de mezcla del hidrógeno con dióxido de carbono obtenido del aire- generan expectativas esperanzadoras no sólo para el mercado energético verde, sino para potenciar un proceso de reconversión con las consecuencias positivas para el calentamiento global que la humanidad está exigiendo cada vez con más fuerza.
Ricardo Lafferriere
Fuente de divulgación: “MIT Technology Review”, en “https://www.technologyreview.com/2020/08/07/1006126/green-hydrogen-affordable-solar-wind-renewables/ “
LIBRO RECOMENDADO
JEREMY RIFKIN
LA ECONOMÍA DEL HIDRÓGENO
Comentario de lector:
Angel Luis, Madrid, 22/4/2016
Un libro que contiene multitud de información y numerosas claves para alertar del peligro en el que estamos inmersos si continuamos por estos derroteros aunque bien poco podemos hacer los individuos si a niveles decisorios más elevados no se toma conciencia del problema y se abren vías donde prime el interés común por encima de los intereses económicos de las empresas y los gobiernos. El control de la energía, en general, está en pocas manos por lo que su poder es prácticamente infinito. La clave, en palabras del autor, reside en conseguir energía suficiente de las renovables,-‒fotovoltaica, eólica, hidráulica o geotérmica‒, que pueda ser empleada en el proceso de electrólisis para descomponer el agua en hidrógeno y oxígeno. Si nos quedamos con el hidrógeno, estaremos «contaminando» la atmósfera de la Tierra con oxígeno, igualito que ahora.
Una de las enormes ventajas de la economía del hidrógeno es que permite una redistribución que podría llegar a ser individual, obviando los problemas derivados de grandes centrales y su transporte hasta el usuario, que podría constituirse como su propio productor de energía. Un coche dotado con una pila de combustible de hidrógeno, que permanece por lo general aparcado cerca del domicilio muchas horas y especialmente cuando estamos en él, podría servir de mini central eléctrica para la casa. Esto tendría unas consecuencias exponenciales en su vertiente de democratización energética, generando un mapa económico nuevo que habría que volver a construir, pues gran parte de la economía de los Estados está basada en sustanciosos impuestos sobre los combustibles.
La humanidad necesita de cara al futuro inmediato un sistema de energía eficiente, eficaz y efectivo y cada vez está más claro que el petróleo, el gas o el carbón, los combustibles fósiles, lo son cada vez menos. Están todavía muy verdes los problemas de la generación, almacenamiento y distribución pero es probable que a corto plazo se vayan solucionando y permitan un trasvase hacía esta energía del hidrógeno u otra alternativa.
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