Hidrógeno «verde»: ventajas y desafíos

Por Gretel Freidemberg
Arquitecta

 

Días atrás leí en los diarios respecto de la cumbre mundial COP26 que se llevó a cabo a mediados de este mes en Escocia, en la cual autoridades de la firma australiana Fortescue anunciaron una millonaria inversión en Argentina destinada a producir «hidrógeno verde». Bill Gates lo destacó como la mejor innovación de los últimos años para combatir el efecto invernadero.

El proyecto se desarrollará en la localidad de Sierra Grande, provincia de Río Negro. Recientemente se iniciaron las tareas de prospección, basadas en analizar la cantidad y calidad de los vientos, fuente energética principal para la producción de hidrógeno verde. Al mismo tiempo, según diversos medios de información, se utilizará para su elaboración agua de mar desalinizada.

Se contemplan tres etapas de ejecución y el objetivo es posicionar a la Argentina en un polo mundial exportador de hidrógeno verde en 2030. Al mismo tiempo, le permitiría a nuestro país cumplir con los objetivos planteados en el Acuerdo de París: reducir en un 27% las emisiones de efecto invernadero.

El canciller Santiago Cafiero aseguró que el proyecto «es un vector de desarrollo y de conocimiento a partir del cual la Argentina se puede parar en un nuevo concierto que se está discutiendo en el mundo…».

Cabe destacar que IMPSA, la firma mendocina recientemente estatizada, con antecedentes en la producción industrial de energías alternativas, quiere participar en el proyecto emergente.

Es significativo mencionar el contexto en el que este proyecto se desarrolla: la Organización Meteorológica Mundial (OMM) emitió un comunicado de alerta sobre el peligroso avance de la crisis climática en momentos en que las principales economías del mundo intentan emerger de los graves conflictos suscitados como consecuencia de la crisis sanitaria provocada por la pandemia de Covid-19.

Las lecturas sobre el tema despiertan mi interés y abren múltiples interrogantes. Por ello decido entrevistar a una autoridad en el tema: Rogelio Oscar Di Santo, magíster en Ingeniería  Química, profesor Investigador y vicedecano en la Facultad de Ciencias Aplicadas a la Industria (FCAI) de la Universidad Nacional de Cuyo (UNCuyo) de San Rafael, Mendoza.

 

 

―¿Qué es el hidrógeno?

―Es importante, a la hora de hablar sobre energías renovables como lo es el hidrógeno «verde», explicar lo que es la “matriz energética” de un país y así comprender la relevancia que tienen las energías verdes en nuestras vidas. La matriz energética es una representación cuantitativa de la totalidad de energía que utiliza un país e indica la incidencia relativa de las fuentes de las que procede cada tipo de energía: nuclear, hidráulica, solar, eólica, biomasa, geotérmica o combustibles fósiles como el petróleo, el gas y el carbón. El análisis de la matriz energética es fundamental para orientar la planificación del sector energético con el fin de garantizar la producción, la seguridad energética y el uso adecuado de la energía disponible.

En la matriz energética argentina, los hidrocarburos representan el 86% de la energía primaria que se consume: el gas natural representa el 52%, mientras que el petróleo el 34%. El 14% restante de la demanda es abastecida por energía hidráulica, nuclear, otras renovables y solo el 1% con carbón.

Por otro lado, las energías renovables seguirán siendo más competitivas en muchos mercados y se estima que crecerán de manera significativa para 2050. Sin embargo, la participación de las energías limpias en la matriz mundial representa hoy cerca del 10% , considerando un escenario en el que aún tienen que ser acompañadas por otras energías para garantizar un suministro seguro y continuo.

En este contexto nacional y mundial, se ve imperiosa la necesidad de sostener el hidrógeno verde como una alternativa valiosa para aportar energía a esa matriz energética e ir dejando de forma escalonada y sostenible el empleo de combustibles de origen fósil (no renovables).

―¿A qué se denomina Hidrógeno “verde” y cómo se obtiene?

―El hidrógeno verde es un elemento que se obtiene a partir energías renovables y que, por lo tanto, es considerado clave en la lucha contra el cambio climático, como el resto de las energías limpias.

El hidrógeno es el elemento químico más ligero y abundante del planeta. Si bien se puede utilizar en su forma más pura como combustible, no es una fuente primaria de energía como lo es la energía eólica, solar, hidráulica, petróleo, etc.., sino un vector energético, es decir, que es un elemento que almacena energía que luego puede liberarse de forma controlada.

Por lo tanto, para que el hidrógeno pueda transformarse en combustible o en generador de electricidad, debe ser previamente tratado. Según la materia primaria que se utilice en su producción y las emisiones de dióxido de carbono (CO2) que se generen en el proceso, el hidrógeno se suele clasificar en tres colores: verde, gris y azul.

El hidrógeno verde o renovable es el que se genera a partir de electricidad procedente de energías renovables (en el caso de Argentina será la eólica) a través de un proceso llamado “electrólisis del agua”, donde se descomponen moléculas de agua (H2O) en oxígeno (O2) e hidrógeno (H2).

El hidrógeno gris y el azul es el producido a partir de hidrocarburos como el gas natural, metano u otros gases contaminantes.

―¿Qué fuente se utiliza para producir hidrógeno? ¿Y cómo, siendo un vector energético, puede transformarse en combustible o generador de electricidad?

―La fuente más abundante para producir hidrógeno es el agua, a partir de la cual, por electrólisis (por la utilización de energía se dividen las moléculas de hidrógeno y oxígeno presentes en el agua), se obtiene hidrógeno y oxígeno. La energía usada para la separación del hidrógeno del agua, en el caso del hidrógeno verde, proviene de energías renovables, como expliqué antes. Luego, para producir electricidad a través del hidrógeno se utilizan celdas de combustibles.  Una celda de combustible opera como una batería, como ilustra la figura. Genera electricidad combinando hidrógeno y oxígeno electroquímicamente sin ninguna combustión. A diferencia de las baterías, una celda de combustible no se agota ni requiere recarga. Produce energía en forma de electricidad y calor mientras se le suministre hidrógeno. El único subproducto que se genera es agua en forma de vapor ciento por ciento pura.

celda h2

 

―¿Qué ventajas y qué desafíos presenta la utilización de hidrógeno verde como combustible o generador de electricidad?

―Entre las principales ventajas, se destaca que no emite gases contaminantes ni en su producción ni en su combustión para crear electricidad, solo emite vapor de agua.

Sobre los desafíos, podemos decir que hay tres tipos de barreras que deben ser superadas para utilizar el hidrógeno como combustible: económicas, logísticas y tecnológicas. Si hablamos de las primeras, hoy el hidrógeno es caro, su producción no es competitiva frente a los combustibles fósiles. La celda de combustible recordemos que es lo que permite transformar la energía química del hidrógeno en energía eléctrica, es también una tecnología cara y en muchos casos está en estado de prototipo. Para alcanzar una energía en base a hidrógeno competitiva con la economía basada en combustibles fósiles, los costos de una celda de combustible deben ser reducidos.

No obstante el camino que aún resta recorrer para alcanzar la meta del hidrógeno, ya existen grandes avances en la materia. Los desarrollos más avanzados de vehículos propulsados a hidrógeno se encuentran en Europa, Japón, Canadá y Estados Unidos. Las grandes compañías fabricantes de automóviles han realizado uniones estratégicas con firmas tecnológicas y empresas petroleras para avanzar en el desarrollo de prototipos. Por ejemplo, para desarrollar un sistema para automóviles basado en celdas de combustible, las principales empresas automotrices están avanzando en el marco de programas de investigación.

―¿Consideras que es necesario que en nuestro país se desarrollen proyectos con aplicación de energías alternativas, como la producción de hidrógeno verde en Sierra Grande, Río Negro? ¿Existen antecedentes de su aplicación en nuestro territorio?

―En nuestro país sería de vital importancia contar con este tipo de energía limpia ya que tiene un gran potencial para descarbonizar el transporte pesado (por ejemplo, camiones y buques) y de larga distancia. También es fundamental para descarbonizar industrias que consumen mucha energía, tales como el acero, el cemento, el papel, de fertilizantes, etc..

En Argentina la mayor parte de las investigaciones en curso se están realizando en las instalaciones del Centro Atómico Bariloche, Centro Atómico Constituyentes y Centro Atómico Ezeiza.

 

3-Hidrógeno verde transición energética

Sin dudas el tema es verdaderamente apasionante: investigar y estudiar las alternativas que permitan a las economías del mundo realizar una transición y promoción de las energías renovables. Facilitar a las naciones de bajos ingresos y de renta media que puedan avanzar en la transición ecológica resulta uno de los grandes desafíos que se plantean en la Conferencia de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático.

Sin embargo, es también un llamado para nosotros como ciudadanos. Es nuestro deber leer e informarnos al respecto, para poder potenciar y radicalizar estas transformaciones.

¡Ampliar los titulares de las noticias resulta una experiencia fascinante!