El hidrógeno “verde”

 

“El hidrógeno verde es una fuente de energía clave en la estrategia de España para conseguir la neutralidad climática y descarbonizar la economía. Este tipo de hidrógeno no produce emisiones de carbono, lo que le convierte en un componente esencial para sectores difíciles de electrificar y sistemas energéticos aislados”. Así comienza la nota sobre el hidrógeno verde del 6 de septiembre de 2024, publicado por el Plan de Recuperación, Transformación y Resiliencia del gobierno español. En la misma nota se dice que se aportarán por parte del estado 3.100 millones de euros para llegar a una producción de 70.000 toneladas anuales de este hidrógeno en 2030.

Sigue diciendo que el hidrógeno verde puede servir para almacenar energía en caso de exceso de producción de energía eléctrica renovable; para los camiones, barcos y aviones, donde las baterías eléctricas son poco prácticas debido a su peso y volumen; para sustituir el carbón como reductor por la fabricación de hierro y otros metales, o para producir combustibles sintéticos, como el metano (gas natural) u otros combustibles líquidos que podrían utilizarse en los motores de combustión. Es decir, una maravilla. Pero cabe preguntarse si todo esto es realista.

Lo cierto es que el hidrógeno obtenido por electrólisis es un vector energético con muchas limitaciones, muchas más de las que se suele reconocer. La primera es el bajo rendimiento del proceso de electrólisis con el que se divide la molécula de agua en hidrógeno y oxígeno. La eficiencia de este proceso en una planta de electrólisis comercial suele rozar el 50%, es decir, se pierde la mitad de la energía utilizada.

Una vez producido, aunque el hidrógeno tiene un contenido de energía elevado (120 megajulios/kg, 3 veces más que el gas natural), debido a su baja densidad, el contenido de energía por unidad de volumen es bastante mediocre, unos 12 kilojulios por litro a presión ambiente ya una temperatura de 25°C. Esto es aproximadamente la tercera parte del contenido de energía del gas natural en las mismas condiciones. Por eso, para poder utilizar el hidrógeno en vehículos es necesario comprimirlo a altas presiones. De esta forma se incrementa sustancialmente el contenido energético por litro, hasta los 5 megajulios por litro a 700 atmósferas de presión, que, aunque ya permite trabajar, es poco más de la octava parte del contenido energético del diesel. El proceso de compresión consume energía, por sí mismo y porque primero hay que refrigerar el hidrógeno a temperaturas de entre 20 y 40ºC bajo cero para evitar que se caliente demasiado en el momento de comprimirlo. Ambos procesos, la refrigeración y la compresión, implican pérdidas de energía sustanciales, alrededor del 10% de toda la energía inicialmente utilizada para producir el hidrógeno. Después, este hidrógeno debería quemarse en una célula de combustible, que produce electricidad, pero las células de mayor rendimiento a temperatura ambiente sólo aprovechan un 50% de la energía del combustible. Y con ello se generaría una corriente eléctrica para cargar una batería que sería lo que verdaderamente alimentaría al motor eléctrico del vehículo. Con este diseño el rendimiento final de todo el proceso se mueve entre el 10% y el 25% de la energía inicialmente utilizada.

El hidrógeno es una sustancia muy reactiva, muy explosiva y que arde con una temperatura de llama muy alta, de 2.400ºC (260ºC más que el gas natural), lo que hace que la llama sea invisible. La manipulación del hidrógeno siempre es muy complicada, ya que es inflamable entre el 4 y el 75% de disolución al aire, por 5 y 15% del gas natural, por lo que pequeños escapes de hidrógeno presentan un gran peligro de incendios o de explosión. Además, la velocidad de la llama del hidrógeno es de 2 a 3 metros por segundo, mientras que la del gas natural es de 30 a 40 cm/s. Esto es otra indicación de su peligrosidad. Por estos motivos en los lugares donde se utiliza (por ejemplo, en la industria química) suele utilizarse siempre en depósitos pequeños.

En realidad, el único sentido que tiene la producción de hidrógeno por electrólisis es para ciertos usos industriales, en los que se pueden aceptar las pérdidas del 50% que implica la electrólisis pero con pocas pérdidas adicionales: en hornos de alta temperatura para producir cemento, cerámica, ladrillos...

En cuanto a otros usos, como la producción de hidrocarburos sintéticos, caen en el campo de la ciencia ficción: volver a montar una molécula medianamente compleja a partir de carbono y de hidrógeno es un proceso prohibitivo desde un punto de vista energético . Hoy en día, el poco combustible sintético que se ha generado por síntesis de carbono e hidrógeno tiene un precio de 1.000 € el litro, y es dudoso que se pueda abaratar mucho más, dado que este precio es un reflejo del pésimo rendimiento energético inherente a este proceso.

Y, por último, tenemos el problema del precio. Según el índice Hydrix del European Energy Exchange (EEX) (que proporciona información semanal sobre los precios negociados en Alemania) actualmente el hidrógeno verde rondaría los 210 €/MWh, mientras que el MWh del gas natural tiene un precio de unos 40 €, 5veces menos, pero variable según el mercado, puesto que al principio de la guerra de Ucrania se plantó cerca de los 300 €/MWh. En su participación en el II Día del Hidrógeno, Javier Brey, presidente de la Asociación Española del Hidrógeno, aseguró que el coste del hidrógeno se abaratará más de un 50% en los próximos años. Probablemente más un deseo que una realidad, pero todavía quedaría lejos de ser competitivo, lo que significa que el hidrógeno verde tendrá que ser subvencionado durante muchos años.

En resumen, la solución del hidrógeno verde parece no ser viable. Algunos aumentarán su fortuna a costa del resto, que iremos pagando inversiones colosales que servirán para muy poco. Otro ejemplo de que la transición energética de que tanto nos hablan no es más que una fuga hacia delante para no tener que informar a la población de que no habrá energía suficiente para sostener el sistema económico actual.