Cómo se obtiene el hidrógeno «verde»

Un primer método es el llamado «Reformado con vapor de agua del gas natural». Este proceso «combina metano (principal componente del gas natural) con vapor de agua para producir dióxido de carbono (CO2) e hidrógeno mediante una reacción química endotérmica (requiere aportar calor al proceso). Ha sido el método tradicional, y el que más se ha empleado para producir el hidrógeno que la industria venía demandando».

Un segundo método es mediante la electrólisis del agua. Así, empleando electricidad se disocia la molécula de agua en sus componentes (hidrógeno y oxígeno). Conocido desde hace décadas «resurge con fuerza ahora por la mejora de la electrólisis y por la reducción en precio de la energía eléctrica renovable que hemos tenido en los últimos años», según reconoce el presidente de la Asociación Española del Hidrógeno.

La quema del gas natural (combinarlo con oxígeno en proporciones de combustión) no produciría hidrógeno, sino dióxido de carbono y agua (y energía térmica, o calor, obviamente), que son los únicos productos de la combustión completa de cualquier hidrocarburo.

Una vez conocidos los métodos de obtención del hidrógeno, la siguiente duda que surge es de dónde procede la energía necesaria para la producción de la electrólisis, de modo que todo el proceso sea lo más eficiente posible.

Según Brey, el objetivo es producir hidrógeno mediante electrólisis empleando electricidad de origen renovable. De este modo el hidrógeno estaría exento de emisiones no solo durante su uso, sino también durante su producción.

La eficiencia del proceso de electrólisis supera el 80%. Esto implica que por cada kWh de electricidad empleado obtendremos al menos 0,8 kWh en forma de hidrógeno (poder calorífico superior).

Cada kWh equivale a 3,6 MJ y el poder calorífico superior del hidrógeno es de 141,86 MJ/kg. «Haciendo unos sencillos cálculos vemos que con 1 MWh se conseguiría producir más de 20 kg de hidrógeno (equivalente a unos 2500 km de autonomía en un vehículo de pila de combustible)».

Para quienes duden de si la producción de hidrógeno es contaminante, la respuesta es que dependerá del método empleado para la producción. Así, Javier Brey explica que «actualmente, el hidrógeno se obtiene mayoritariamente mediante reformado de gas natural con vapor de agua, proceso que emite CO2 (si en este proceso se emplease biogás, las emisiones netas de dióxido de carbono serían nulas). Pero esta producción ha sido la tradicional, orientada al sector industrial que consumía hidrógeno».

A medida que las Energías renovables se implantan, la disponibilidad de energía eléctrica renovable y barata aumenta. Y así, «si el hidrógeno se obtiene mediante electrólisis del agua y la electricidad empleada en este proceso es de origen 100% renovable, el hidrógeno estará exento de emisiones contaminantes, no solo en su uso si no también en su generación».

Por otro lado, las pilas de combustible son dispositivos electroquímicos, no máquinas térmicas, y, por tanto, su rendimiento no se encuentra limitado por el límite de Carnot.

Una pila de combustible es un dispositivo electroquímico que transforma, de forma directa, la energía química de un combustible en electricidad de manera eficiente, silenciosa y fiable; también produce calor y agua.

La pila de combustible no funciona por combustión, sino por vía electroquímica, por lo que alcanza mayores eficiencias que los motores de combustión interna. No tienen partes móviles por lo que no generan ruido, ni vibraciones y su mantenimiento es más sencillo. Además, no generan emisiones contaminantes, ni gases efecto invernadero; sólo agua.