Los pasos del hidrógeno para convertirse en un combustible de uso común

La producción y consumo de hidrógeno renovable es un mercado aún incipiente, con un bajo grado de madurez. En la actualidad tan solo se producen y consumen en España en torno a 500.000 toneladas de hidrógeno como materia prima, en su práctica totalidad a partir de combustibles fósiles, al no ser hasta ahora una opción competitiva.

El hidrógeno renovable está llamado a ser un vector energético clave para el éxito de la descarbonización del sector energético, aunque siguen existiendo muchas dudas acerca de su eficiencia, su obtención, su transporte, posible peligrosidad y utilización tanto a nivel doméstico como industrial.

Según explica a ABC María Martinez, Ceo y fundadora de MásQRenting, el hidrógeno es el primer elemento de la tabla periódica, estando su átomo formado por un protón y un electrón. «En condiciones normales su estado es gaseoso y es incoloro, inodoro e insípido. Es además altamente inflamable. Su principal utilización es en la industria química, para la síntesis del amoniaco y en los procesos de refino del petróleo, entre otras aplicaciones. Es el elemento más abundante en el Universo, constituyendo un 75% de la materia de éste«, aclara.

El hidrógeno, al igual que la electricidad, no puede considerarse una fuente de energía directamente utilizable, pues en la Tierra no hay apenas en estado libre, sino que está combinado formando diferentes tipos de moléculas, principalmente agua y en la mayoría de los compuestos orgánicos, por lo que para obtenerlo es necesario emplear energía. Se trata, por tanto, de un vector energético, es decir, es un portador donde poder almacenar energía que podremos utilizar en otro momento o lugar, en sustitución de otros combustibles tradicionales. Para la generación del hidrógeno existen varios procesos, que emplean como materias primas gas natural, carbón, biomasa o agua y, en algunos casos energía, generándose en algunos de ellos CO2.

El hidrógeno verde se produce por electrólisis del agua a partir de energías renovables eléctricas. Se extrae, por tanto, a partir de un proceso que no emite CO2 y transforma el agua en moléculas de hidrógeno y oxígeno, por eso, al no emitir gases contaminantes ni generar ningún residuo en ninguno de los procesos es un combustible 100% sostenible.

Las principales ventajas que presenta el hidrógeno en los vehículos son, según María Martínez, que tiene una densidad energética muy elevada, siendo su contenido energético por peso de hasta tres veces el de la gasolina. Su combustión tan sólo produce agua, con lo que contribuiría radicalmente a reducir la contaminación en nuestras ciudades. Además se puede inyectar en las redes de transporte y distribución de gas natural, pudiendo alcanzar un porcentaje de hasta el 2% sin excesivos problemas ni modificaciones en las instalaciones, y con inversiones en adaptación de la red se puede superar el 10%.

Permite regular la diferencia entre los ritmos de producción de energía renovable y los ciclos de la demanda de energía, pues se puede generar y almacenar energía en forma de hidrógeno en momentos de exceso de producción de energía eléctrica renovable, para emplearla posteriormente cuando la demanda sea superior a la oferta.

La movilidad permite unas potencias y autonomías de los vehículos mucho más largas que los vehículos eléctricos. Como efectos derivados de estas ventajas, el hidrógeno «contribuirá a la independencia energética de nuestra economía, y muy decisivamente a la descarbonización de la economía», explica.

Los dos son eléctricos, pero uno lleva una batería, y el de hidrógeno lleva una pila de combustible, El tiempo de carga es la mayor diferencia entre uno y otro. (Los eléctricos tardan mucho más tiempo en cargarse que los de hidrógeno).

La principal diferencia de un coche de hidrógeno es que, si bien es un coche eléctrico pues son exclusivamente los motores eléctricos los que se encargan de hacer girar las ruedas, su funcionamiento no es igual. En un coche de pila de combustible se va generando la electricidad a medida que el coche la necesita. En lugar de almacenar la energía en baterías acumuladoras, éstos utilizan una pila de combustible, algo así como una central energética portátil. En un coche de combustión la energía se obtiene al quemar los derivados del petróleo, en los coches de hidrógeno se procesa el hidrógeno para producir electricidad a demanda.

El funcionamiento de los automóviles eléctricos es muy sencillo de comprender. Éstos integran uno o varios motores eléctricos que se alimentan de energía almacenada en baterías recargables.

El proceso de propulsión mediante el hidrógeno es algo más complejo. Un coche de esta modalidad requiere integrar una pila de combustible, un motor eléctrico, una batería y varios tanques de hidrógeno. En otras palabras, la única emisión de un coche de hidrógeno es el vapor de agua.

El coche de hidrógeno apenas necesita cinco minutos de carga para lograr nada más y nada menos que 666 kilómetros de autonomía. Es decir, más del doble de autonomía que un vehículo eléctrico con un supercargador de tecnología máxima en 10 minutos tendríamos 250 km. La ventaja del hidrógeno es que puede tratarse «como» el GLP: suministrarse en gasolineras como otro combustible.

El coche de hidrógeno ya es una realidad, y de hecho se venden dos modelos en España, uno de Toyota y otro de Hyundai. Ahora bien, en la práctica es casi imposible sacarlo del garaje, puesto que el número de hidrogeneras puede contarse con los dedos de una mano. Sin embargo, el Ejecutivo quiere darle la vuelta a esta situación.

Javier Brey, presidente de la Asociación Española del Hidrógeno, nos aclara que suele ponerse en duda la rentabilidad del hidrógeno debido a sus «posibles» elevados costes de producción , cuestionándose si es factible asumirlo en la actualidad. Según Javier Brey, el coste de producción de hidrógeno depende del método empleado. «Tradicionalmente, se ha venido produciendo mediante el reformado con vapor de agua del gas natural. En este caso, el coste depende directamente del coste del gas natural, al que se debe sumar la amortización de los costes de inversión en el propio reformador».

Sin embargo, en el caso de que el hidrógeno se obtenga mediante electrólisis del agua, Brey asegura que «el coste será directamente proporcional al de la electricidad empleada en el proceso. Con electricidad renovable a 2,5 céntimos el kWh (precios que ya existen en Asia o MENA, y que se están alcanzando ya en Europa o América) el hidrógeno producido mediante electrólisis es competitivo con el producido mediante reformado con vapor del gas natural y, desde luego, se convierte en un combustible alternativo viable», asegura.

En el pasado mes de octubre el Consejo de Ministros aprobó la Hoja de Ruta del Hidrógeno, con el objetivo de que en 2030 España tenga 4 gigavatios (GW) de potencia instalada de electrolizadores y que hasta esa fecha la economía del hidrógeno movilice 8.900 millones de euros en el país.

La Hoja de Ruta del Hidrógeno incluye 60 medidas y fija objetivos nacionales a 2030, según fuentes del Gobierno. En el apartado de movilidad, España quiere contar para 2030 con una flota de, al menos, 150 autobuses, 5.000 vehículos ligeros y pesados, y dos líneas de trenes comerciales propulsadas con hidrógeno renovable.

Asimismo, prevé implantar una red con un mínimo de 100 hidrogeneras y el uso de maquinaria de 'handling' o servicios en tierra propulsada con hidrógeno en los cinco primeros puertos y aeropuertos del país.

Para con María Martinez «no cabe duda alguna de que en este momento los eléctricos llevan ventaja, sobre todo por una mayor facilidad para cargarlos y por unos mejores precios. Sin embargo, hacerse con el dominio del mercado del automóvil no será nada fácil y no creemos que la tecnología de hidrógeno no siga apostando por el automóvil pero donde sin duda esta tecnología tendrá su gran desarrollo será en el sector Industrial, camiones , carretillas , grúas etc. Y en el sector de transporte terrestre y marítimo , trenes, barcos y aviones«.

Entre los principales inconvenientes figura el de la falta de puntos de carga. «En Japón y EEUU hay una red de estaciones de repostaje de hidrógeno acorde al volumen de vehículos que circulan, y un plan de crecimiento de dicha red. En Europa los mercados más desarrollados son Alemania, Reino Unido, Dinamarca y Francia, por la apuesta decidida de sus gobiernos. En España aún no disponemos de estaciones adaptadas a las necesidades de los vehículos actuales».

Martinez cree que «el nivel de desarrollo tecnológico de los vehículos de hidrógeno con respecto a los de batería es el mismo. En el futuro habrá vehículos de batería y de hidrógeno, al igual que ahora hay diésel y gasolina. La elección de uno u otro dependerá del uso y del precio. Lo que está claro es que (el hidrógeno) va a ser una de las tecnologías que va a convivir en el mercado».