El sistema energético europeo lucha por descarbonizarse, y por hacerlo rápido. Hace solo unos días, la Unión Europea pactó elevar del 40% al 55% su meta de reducción de emisiones para 2030. Y en los últimos meses, tanto la UE, que en julio lanzó la EU Hydrogen Strategy, como España, que en octubre hizo lo propio con la Hoja de Ruta del Hidrógeno (pdf), han reforzado su apuesta por el hidrógeno renovable, dándole un papel protagonista en sus planes de descarbonización y habilitando distintos instrumentos de financiación para impulsarlo.
Entre ellos, y cómo no podía ser de otra manera, ocupan un papel destacado los fondos Next Generation EU, de los cuales, y según ha anunciado el Gobierno, más de 1.500 millones de euros hasta 2023 se dedicarán al desarrollo de este vector energético. Como veremos a continuación, el hidrógeno renovable se adapta como un guante a los pilares de transición ecológica y reindustrialización que vertebran estas ayudas y, al ser almacenable, transportable, y fácilmente convertible, es fácilmente integrable en distintos sectores y una buena base para los ‘proyectos tractores’ que se busca impulsar.
A nivel mundial, la tendencia también es imparable. Strategy&, la consultora estratégica de PwC, en su informe The Dawn of Green Hydrogen, estima que la demanda de hidrógeno verde podría llegar a unos 530 millones de toneladas (Mt) en 2050, desplazando el equivalente de 10.400 millones de barriles de petróleo (alrededor del 37% de la producción mundial de petróleo anterior a la pandemia) y duplicando, ya para 2030, los niveles actuales. Además, prevé que el mercado de exportación de hidrógeno verde podría tener un valor de 300.000 millones de dólares anuales para 2050, y crear 400.000 puestos de trabajo en todo el mundo.
Pero, antes de seguir, aclaremos conceptos a los despistados. Cuando hablamos de hidrógeno (H2O), hablamos del elemento químico más abundante del universo y el más ligero de la tabla periódica. No hablamos de una fuente de energía primaria, como los combustibles fósiles, sino de un vector energético, que necesita de una aportación de energía adicional para liberarse y poder almacenarse.
Así, cuando hablamos de hidrógeno verde, o renovable, aludimos al modo de generarlo. Que el hidrógeno sea verde significa que el proceso de electrólisis que lo produce, con el agua como materia prima, ha sido provocado a partir de electricidad generada por energías renovables. Este proceso hace que el agua se transforme en moléculas de gases de hidrógeno y oxígeno, sin producir CO2.
Precisamente, el problema típico del hidrógeno era que los medios tradicionales de producirlo generaban grandes volúmenes de CO2. Este era el llamado hidrógeno gris, el más utilizado hasta el momento -hasta un 99% del hidrógeno consumido en España es gris- que se obtiene a partir de gas natural y vapor de gas, y genera un nivel considerable de dióxido de carbono. Este se utiliza como materia prima en refinerías, metalúrgicas y fertilizantes (500.000 Ton año en España).
Por último está el hidrógeno azul, que se genera a partir de un procedimiento parecido al del gris y que, aunque atrapa hasta más del 90% de las emisiones al utilizar tecnologías de captura y almacenamiento de carbono (CAC), lo hace a un coste muy alto.
Afortunadamente, los avances en la tecnología de la electrólisis, la caída en los costes de la energías renovables y el auge de las economías de escala, están permitiendo que la producción en masa de hidrógeno sostenible esté en vías de ser económicamente viable, y que gane papeletas para convertirse en el medio elegido para transportar energía limpia y barata por todo el mundo.
Un repaso a las aplicaciones del hidrógeno verde
A futuro, el hidrógeno verde sustituirá al gris actual como materia prima. Pero, sobre todo, será utilizado como vector energético, principalmente en calor industrial y residencial y transporte. Veámoslo con más detalle.
Calor. El hidrógeno verde puede servir para generar calor de forma más limpia. El calor comercial y residencial se genera típicamente quemando gas natural en calderas. La inyección de hasta un 10 por ciento de hidrógeno renovable (en volumen) en la red de distribución de gas natural, que representa unas 115 Mt para 2050 según nuestras estimaciones, no requeriría grandes alteraciones del equipo y reduciría significativamente las emisiones de carbono.
Generación energía. La energía convencional, producida a partir de la quema de hidrocarburos líquidos y gaseosos, representa actualmente la mayor parte de la generación de electricidad en todo el mundo. Los países con recursos limitados de energía renovable e hidrocarburos (como Japón y Corea del Sur, por ejemplo) dependen en gran medida de combustibles importados y contaminantes muy caros. La importación de electricidad a través de las líneas de transmisión es problemática debido a su coste, muy elevado, a las pérdidas del sistema y a las barreras geográficas. Sin embargo, los países que hoy en día dependen de la importación del sistema de hidrocarburos podrían, en cambio, empezar a importar hidrógeno verde a bajo coste y convertirlo en electricidad mediante células de combustible a gran escala en centrales eléctricas nacionales.
Combustible de transporte. Por último, los vehículos propulsados por motores de combustión interna enfrentan la competencia creciente de los vehículos eléctricos, más sostenibles desde el punto de vista ambiental. Estos pueden alimentarse enchufando el vehículo a la red eléctrica para cargar una batería o llenando el depósito del vehículo con hidrógeno y convirtiéndolo en electricidad mediante pilas de combustible de hidrógeno. Según el análisis de Strategy& (pdf), la segunda opción podría ser una alternativa más rentable a los hidrocarburos y a los vehículos eléctricos alimentados con baterías en los países donde la electricidad sea cara. Además, más allá del transporte por carretera tanto ligero como pesado, el hidrógeno renovable también puede utilizarse en el transporte ferroviario, con el tren de hidrógeno, en el transporte marítimo o en la aviación.
¿Y España?
El vicepresidente ejecutivo de la Comisión Europea, Frans Timmermans, alabó recientemente la posición de España en esta carrera energética, aupada por una situación privilegiada en renovables y su situación geográfica. El desarrollo de este vector en nuestro país puede suponer entre 10.000 y 15.000 millones de euros de inversiones hasta 2030, además de alrededor de 10 GW adicionales de potencia renovable para su producción.
2030 es la primera gran parada de la Hoja de Ruta española, y plantea distintos objetivos: tener una capacidad instalada de electrolizadores de 4 GW y conseguir “una serie de hitos en el sector industrial, la movilidad y el sector eléctrico”, para los que será preciso movilizar inversiones estimadas en 8.900 millones de euros durante el periodo 2020-2030.
La carrera de las grandes empresas de los sectores energético, industrial y de transporte está en pleno apogeo, y no hay semana en la que no se produzcan anuncios de nuevos proyectos con el hidrógeno en el rol protagonista. El último en conocerse ha sido el protocolo de actuación para la Estrategia Valenciana del Hidrógeno Verde, que tiene como objetivo canalizar aquellos proyectos de la región que tengan en el hidrógeno su vector principal y que podría movilizar inversiones por un valor de 475 millones de euros.