¿Es el hidrógeno la salvación que buscamos?

El hidrógeno es el elemento químico más sencillo que existe y, a su vez, la clave de nuestra supervivencia como civilización. Es una gran frase para empezar, y no solo por lo rotunda que suena, sino porque es cierta. El hidrógeno está de moda y, aunque muchos todavía no lo hayan escuchado, pronto lo harán. Porque sabemos que las modas se pueden reconocer mucho antes de que toda la población las siga. La clave está en identificar a quienes apuestan por ellas y, si son suficientemente influyentes, si mueven el dinero necesario, la popularización será cuestión de tiempo.

Solo con eso ya podríamos asegurar que el hidrógeno está destinado a cumplir un papel relevante en nuestro futuro próximo, pero, por suerte, hay muchos más motivos que hacen de este elemento una pieza fundamental en lo que está por llegar. Y la clave no está en que hayamos descubierto algo nuevo en la naturaleza del hidrógeno, sino en cómo está evolucionando nuestra tecnología. Si tuviéramos que resumirlo mucho podríamos decir que el hidrógeno se presenta como una forma de almacenar energía de manera eficiente y limpia, capaz de ayudarnos a aprovechar mejor las fuentes de energía renovables. Eso sí, a partir de aquí es cuando empiezan los peros y las correcciones. Porque una cosa es la teoría y otra la práctica.

¿Tan limpio como dicen?

Si investigamos un poco, descubriremos que, en realidad, el hidrógeno no es un combustible tan moderno como podríamos pensar. Existen autobuses alimentados con hidrógeno desde 2006, cuando Pequín comenzó un programa para poner a prueba esta tecnología. Pero es que, si profundizamos más, descubriremos que el hidrógeno es uno de los combustibles más utilizados en la exploración espacial. Suena maravilloso, ¿verdad? No solo se presenta como una solución energética limpia para el futuro, sino que está limpiando el presente. Bien, pues resulta que hay un truco en todo esto, porque un 99% de ese hidrógeno que estamos usando como combustible proviene de fuentes de energía no renovables y, por lo tanto, sí tiene un impacto medioambiental que no podemos pasar por alto.

Este giro es desconcertante, como siempre que rascamos la superficie y se comienzan a intuir los entresijos de la actualidad. Por suerte, un segundo giro nos devuelve a un punto bastante similar al que partimos, porque existe también un hidrógeno que sí producimos mediante fuentes de energía renovables y al que llamamos “hidrógeno verde”. Supone tan solo un 1% del que consumimos, pero, en realidad, es en él en quien tenemos depositadas nuestras esperanzas para un futuro más limpio. Para comprender sus diferencias y lo que nos puede aportar este elemento, tenemos que hablar de sus tres virtudes y de su gran defecto.

Tanto y tan poco…

El hidrógeno tiene tres grandes que le han dado su fama. La primera, es que, en su combustión, no se producen gases de efecto invernadero, como el infame dióxido de carbono. Esa característica lo vuelve un aliado interesante para luchar contra el cambio climático, que precisamente se debe a la cantidad de dióxido de carbono que emitimos a la atmósfera. La segunda gran virtud es que no solo es que su uso sea bastante limpio, sino que su combustión proporciona más energía por cada litro empleado que un litro de gasolina o gas. Esta característica lo hace muy interesante para la industria. De hecho, es parte de la clave de su éxito en los programas espaciales, porque para poner un cohete en órbita hace falta una grandísima cantidad de combustible, pero cuanto más combustible pongamos en el cohete, más pesará y más combustible tendremos que añadir para que levante ese peso extra. Al ser el hidrógeno más ligero y más “poderoso”, ha abierto muchas puertas en la exploración del cosmos.

Finalmente, tenemos el tercer punto que, aunque normalmente se nombra, no solemos relacionar con el primero: su abundancia. El hidrógeno es el elemento más frecuente del universo. Está compuesto simplemente por dos partículas: un protón con masa y carga eléctrica positiva en su centro y un electrón sin apenas masa y con carga eléctrica negativa a su alrededor. Así de simple y, por lo tanto, así de ubicuo. De hecho, para ponerlo en números, ahora mismo un 75% de los átomos del universo son hidrógeno, un 23% son helio y el 2% restante es todo lo demás que vemos. No obstante, hay un problema, y es que por muy abundante que sea, en la Tierra no solemos encontramos por sí solo, listo para ser usado. Tiende a reaccionar con otras sustancias formando compuestos, como ocurre cuando se unen dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno para formar una molécula de agua. Eso significa que, si queremos obtener el maravilloso combustible, tendremos que romper esos compuestos y quedarnos con el hidrógeno. Y aquí es donde está el problema, porque para hacer eso necesitamos energía y tendrá que venir de algún sitio.

Energía por energía

Necesitar energía para producir energía puede parecer algo extraño, pero, en realidad, eso es lo que estamos haciendo cuando acercamos una llama a los leños de una fogata o cuando el motor del coche dispara una chispa para que la gasolina prenda. La clave está en que, separar los átomos de una molécula de agua es energéticamente más costoso. El proceso se conoce como electrólisis y, como decíamos, podemos electrolizar el agua con energía obtenida de procesos muy diferentes. Últimamente, gracias a la mayor apuesta en tecnologías renovables, se ha empezado a utilizar energía de fuentes eólicas, solares e hidráulicas (entre otras), para arrancar este hidrógeno de la naturaleza y almacenarlo, dando vida al nuevo concepto de “hidrógeno verde”.

Sin embargo, ese detalle de que tengamos que suministrar una gran cantidad de energía para obtener nuestra fuente de energía sigue pareciendo relevante y, de hecho, lo es. Porque si bien se suele presentar al hidrógeno dando a entender que su papel en la red eléctrica sería la de otros combustibles, en realidad es más riguroso hablar de él como un vector, esto es: una manera de almacenar energía para luego poder emplearla de forma controlada. Algo así como un granero de electricidad, una suerte de batería. Todavía estamos lejos de tener una tecnología que pueda almacenar grandes cantidades de electricidad a escala nacional, pero el hidrógeno se presenta como una manera interesante de guardar energía renovable en los momentos en que produzcan más de la necesaria para, así, poder aprovecharla cuando bajen la producción.

Dicho de otro modo, el desarrollo de las tecnologías relacionadas con el hidrógeno verde puede suponer un espaldarazo importante para las renovables, aumentando su rendimiento de tal modo que, cuando den más energía de la necesaria, la usen para separar hidrógeno del agua, lo almacenen y la recuperen cuando sea necesario. Así que sí, en cierto modo el hidrógeno verde puede ser la salvación que buscamos, aunque tendrá que venir de la mano de muchos más cambios y de tecnologías energéticas complementarias.

QUE NO TE LA CUELEN:

• Tal y como hablamos del hidrógeno verde puede parecer que estamos ante una solución perfecta, pero su transporte no es sencillo y tampoco lo es su almacenaje. De hecho, el hidrógeno es un gas altamente inflamable, como descubrieron por las malas los tripulantes de varios dirigibles. Por suerte, cada vez tenemos formas más seguras y económicas de manipularlo. Por otro lado, hemos dicho que la combustión del hidrógeno produce vapor de agua y no gases de efecto invernadero, pero si somos estrictos, el vapor de agua es un gas de efecto invernadero más potente que el mismísimo dióxido de carbono. No obstante, apenas permanece unos días antes de precipitar como lluvia frente a los años o incluso siglos que permanecen el resto de los principales gases de efecto invernadero, dando tiempo a que se acumulen en concentraciones realmente preocupantes.

REFERENCIAS (MLA):

• Eljack F and Kazi M-K (2021) Prospects and Challenges of Green Hydrogen Economy via Multi-Sector Global Symbiosis in Qatar. Front. Sustain. 1:612762. doi: 10.3389/frsus.2020.612762
• Agaton, Casper Boongaling et al. “Prospects And Challenges For Green Hydrogen Production And Utilization In The Philippines”. International Journal Of Hydrogen Energy, vol 47, no. 41, 2022, pp. 17859-17870. Elsevier BV, https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2022.04.101. Accessed 15 Sept 2022.