Redacción NM
Es el elemento más común en el universo, uno de los componentes básicos de la vida y el combustible que hace que las estrellas brillen.
Pero el hidrógeno, un gas invisible que, según los expertos, es una parte importante de la solución para detener el cambio climático, es sorprendentemente escaso.
El hidrógeno se quema limpiamente y puede reemplazar los combustibles sucios en industrias como la fabricación de acero y el transporte marítimo, donde los procesos eléctricos son inadecuados o costosos. Pero la molécula es tan reactiva que casi nunca se encuentra en su forma pura. Para cumplir sus promesas de detener el calentamiento del planeta, los líderes mundiales deben producir mucho más hidrógeno, y rápido.
«Será extremadamente desafiante aumentar la producción de hidrógeno renovable al ritmo requerido para evitar que el planeta se caliente menos de 1,5 grados centígrados. [2.7 Fahrenheit]”, dijo Alejandro Núñez-Jiménez, quien investiga hidrógeno en el Instituto Federal Suizo de Tecnología en Zúrich.
Carrera por hidrógeno más limpio
Los expertos usan colores para referirse a diferentes formas de producir hidrógeno, algunas de las cuales son más limpias que otras, y discrepan ferozmente sobre qué tipos deben admitirse.
El hidrógeno verde se fabrica utilizando electricidad de fuentes renovables para dividir las moléculas de agua en átomos de hidrógeno y oxígeno. El hidrógeno gris, que representa casi todo el hidrógeno que se produce en la actualidad, se fabrica con gas metano y vapor en un proceso químico que emite dióxido de carbono. El hidrógeno azul se fabrica con el mismo proceso, pero el carbono se captura y almacena.
Si toda la electricidad para hacer hidrógeno verde proviene de represas, turbinas eólicas o paneles solares, el resultado es un combustible que no calienta el planeta. Si los ingenieros mejoran en la captura de carbono, y las compañías de gas tapan las fugas de metano, las emisiones de la producción de hidrógeno azul podrían ser lo suficientemente bajas como para acelerar el cambio hacia una economía limpia.
Mal hecho, producir hidrógeno azul puede ser más sucio que quemar gas fósil directamente.
«Demasiados factores conspiran para hacer que el hidrógeno azul sea mucho más desafiante que el hidrógeno renovable», dijo Núñez-Jiménez, y agregó que podría desempeñar un papel útil en algunos entornos.
La demanda de hidrógeno se disparará a medida que los subsidios fluyan hacia las tecnologías limpias y los legisladores aumenten el precio de contaminar la atmósfera. En los Estados Unidos, una ley climática aprobada en agosto puso precio a la contaminación por metano y otorgó incentivos fiscales para capturar carbono. Semanas después, la Unión Europea anunció 5.200 millones de euros (5.700 millones de dólares) en fondos para proyectos de hidrógeno que espera impulsen inversiones privadas.
Si todos los proyectos planificados salen adelante, la producción de hidrógeno azul y verde aumentará de menos de 1 megatón en 2021 a unas 20 tm para finales de la década, según la Agencia Internacional de Energía (AIE), organismo liderado por los ministerios de energía. de naciones en su mayoría ricas. Para alcanzar las emisiones netas cero para 2050, el sector necesitaría producir 100 tm de hidrógeno azul y verde para 2030.
¿Por qué el mundo no puede producir más hidrógeno verde en este momento?
Dos obstáculos se interponen en el camino de la producción de hidrógeno verde, que hoy representa menos del 1% de la producción mundial de hidrógeno. El primero es construir electrolizadores para obtener hidrógeno del agua.
Los electrolizadores, que descomponen las moléculas de agua en hidrógeno y oxígeno, se están construyendo a un ritmo récord. Las instalaciones se triplicaron entre 2020 y 2021, según la AIE, pero parten de una base muy baja y están muy lejos de cumplir los objetivos climáticos.
Varias barreras frenan la industria, incluida la escasez de iridio y platino. Estos metales costosos se utilizan como catalizadores para la reacción química en un tipo común de electrolizador.
«Si ese costo se reduce, el costo total se reduce», dijo Neethu Varghese, investigador de hidrógeno de la Universidad de Génova en Italia.
Pero los expertos dicen que la escala del desafío es difícil de comprender. Incluso si la capacidad de electrólisis creciera tan rápido como la energía eólica y solar, las mayores historias de éxito de la transición energética, el hidrógeno verde representará menos del 1% de la demanda final de energía a nivel mundial para 2035, según un estudio publicado en la revista. Naturaleza en septiembre.
Aún así, los científicos encontraron tecnologías que habían crecido más rápido que las energías renovables, con el apoyo adecuado. Estados Unidos fabricó aviones de combate a velocidades sin precedentes durante la Segunda Guerra Mundial. Francia invirtió dinero público en su industria nuclear en la década de 1970. Y China coordinó la construcción de la red ferroviaria de alta velocidad más grande del mundo en una década.
Al adoptar un enfoque de «emergencia» para el hidrógeno verde, los formuladores de políticas podrían cerrar la brecha entre la oferta y la demanda, encontraron los autores.
Escasez de energía renovable
El segundo obstáculo es el costo y la disponibilidad de energía renovable que pueda impulsar el proceso de manera limpia.
En muchas regiones, el hidrógeno verde ha podido competir con el hidrógeno gris en costos desde que Rusia invadió Ucrania. y disparó los precios de la gasolina, según la AIE.
Aún así, construir suficientes turbinas eólicas y paneles solares para producir hidrógeno verde es complicado. Las estimaciones varían sobre cuánto se necesita para 2050, pero «descarbonizar la electricidad y tener hidrógeno limpio significa un aumento de 15 a 20 veces la generación renovable actual», dijo Gniewomir Flis, consultor independiente de tecnología limpia.
Hay tres grandes cuellos de botella, agregó. El primero son las materias primas y las fábricas para construir hardware como palas de turbinas y paneles solares. Luego está la oposición local y las reglas que retrasan la planificación. Y, por último, están los altos precios de la energía, que aumentan los costos de construcción del hardware necesario y dificultan la obtención de préstamos.
Un salvavidas para el gas fósil
Al apostar por el hidrógeno verde para limpiar partes de la economía, los críticos han dicho que los formuladores de políticas corren el riesgo de quedarse con los combustibles fósiles.
En Alemania, los políticos aprobaron gasoductos de gas fósil y construyeron terminales de gas natural licuado (GNL), diciendo que ahora están «listos para el hidrógeno». Sin embargo, será necesario reemplazar las terminales de GNL, y es probable que las tuberías deban modernizarse para transportar hidrógeno, dijo Flis.
«No es exacto describir una terminal de GNL como preparada para hidrógeno per se», dijo Flis, y agregó que convertir una para importar hidrógeno era tan difícil que era poco probable que sucediera.
Problemas similares podrían ocurrir en otros sectores. Si los suministros de hidrógeno verde siguen siendo escasos, las siderúrgicas que abandonan los hornos de carbón quemarán gas fósil en su lugar.
Vaitea Cowan, directora ejecutiva del fabricante de electrolizadores Enapter, dijo que los formuladores de políticas deben «definir claramente qué es el hidrógeno renovable» para ayudar a la industria a atraer fondos. También necesitan «dejar de subsidiar los combustibles fósiles», agregó.
Editado por: Jennifer Collins
