La receta española para fabricar hidrógeno renovable con rayos de sol

Hidrógeno. Se trata de un gas inodoro e incoloro, que preside la tabla periódica y que, además, es el elemento químico más abundante en el universo. No es de extrañar que el mundo —y particularmente Europa, con la aprobación de fondos millonarios destinados a catapultar este vector energético— acaricie el sueño de transformarlo en un combustible que no produzca emisiones.

Este gas despierta el interés del sector energético desde hace décadas y esta vez, parece que llega para quedarse en su versión más sostenible (el producido a partir de fuentes renovables a gran escala y con España entre los aspirantes a liderar la economía del hidrógeno renovable.

El proceso más utilizado hoy en día para la generación de hidrógeno renovablees la electrólisis. La energía para llevarlo a cabo procede del viento o del sol (y España es líder en generación solar). Esa electricidad renovable se transporta a un electrolizador y es allí donde se separa la molécula del agua en oxígeno e hidrógeno.

La Unión Europea (a través de la European Clean Hydrogen Alliance) prevé que para 2030 arranquen 176 proyectos de electrólisis y 230 proyectos de energía de hidrógeno con una capacidad de 136 GW para 2040, de los cuales más de la mitad se desarrollarán en nuestro país.

«España, por su situación estratégica, tiene una oportunidad puntera de pasar de ser importador de energía a ser exportador a otros mercados de Europa que no tienen nuestro potencial en energía solar. Y esto nos lo puede brindar el hidrógeno renovable», asegura Ana Isabel Martínez, ingeniera especializada en tecnologías de hidrógeno de Repsol Technology Lab.

Pero en la carrera por liderar la economía del hidrógeno renovable, nos encontramos con un obstáculo: el generado por electrólisis aún no resulta rentable. El Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas (Ciemat) cifra entre 3,45 y 5,18 euros el kilo de hidrógeno renovable generado por electrólisis, y sitúa otros vectores energéticos por debajo de esta horquilla.

No obstante, hay espacio para el optimismo. La brecha tiende a cerrarse y, de hecho, el coste total de la electrólisis se ha reducido en un 60% desde 2010, según la Agencia Internacional de Energía Renovable. Ya pasó con la energía fotovoltaica: los avances técnicos permitieron que el precio de producirla fuera disminuyendo progresivamente, lo que convirtió aquella tecnología incipiente en un negocio global.

La previsión para los próximos años es que suceda algo similar en el caso del hidrógeno renovable. El último informe del Consejo del Hidrógeno, iniciativa que reúne a empresas internacionales líderes en el sector, indica que sus costes de producción podrían caer hasta un 50% en los próximos diez años, lo que le permitirá ser más competitivo a medida que la escala de producción, distribución y fabricación de equipos mejore.

Fotoelectrocatálisis marca España: un proceso 100% eficiente

Ya sabemos que el agua se compone de hidrógeno y oxígeno. Para utilizar el primero hay que separarlo del segundo. Pero la electrólisis no es el único método que existe. Tres científicas españolas lideran el desarrollo de una nueva tecnología que supone una evolución en la producción de hidrógeno renovable.

El equipo liderado por Ana Isabel Martínez y María Dolores Hernández (también científica del Repsol Technology Lab), junto a Mónica Sánchez (coordinadora de Hidrógeno de Enagás) desarrolla la fotoelectrocatálisis.

Este proyecto, con ADN 100% español, se lleva cociendo casi una década, y se ha realizado en colaboración con varios de los centros de investigación en hidrógeno más prestigiosos del país. Su novedad reside en que es capaz de producir hidrógeno renovable a partir del uso directo de energía solar.

Es decir, que no se necesita electricidad. La fotoelectrocatálisis integra el proceso en un solo paso porque extrae la energía directamente de la exposición al sol. María Dolores Hernández explica que «el dispositivo recibe la radiación solar y, con un material fotoactivo, se generan las cargas eléctricas que provocan esa separación».

Con un único dispositivo «se convierte directamente la energía del sol en energía química, en este caso, hidrógeno». Esta simplificación en infraestructura y equipos reducirá, además, las inversiones en esta tecnología, que también tiene la gran ventaja de no depender del precio de la electricidad.

El proyecto ya ha salido del laboratorio, y cuenta con una planta piloto en el Repsol Technology Lab. Además, ya se trabaja en la construcción de una planta de demostración en el complejo industrial de Repsol de Puertollano. El objetivo: lograr la producción industrial y la venta de hidrógeno renovable en 2030.

Un vector energético de futuro

El hidrógeno no es una energía por sí misma, sino que es un vector energético, algo propio de las sustancias que almacenan energía que luego se puede liberar de forma controlada. Esta cualidad avala su potencial en la descarbonización de la economía porque, como explica Ana Martínez, «va a permitir que surja una nueva “economía del hidrógeno”, que nos dará la oportunidad de, por un lado, almacenar las energías renovables a gran escala y, por otro, utilizarlo como combustible en diferentes sectores, como la movilidad, con los combustibles sintéticos o los vehículos eléctricos de pila de combustible; o el sector doméstico y residencial, donde ya hay calderas disponibles para generar electricidad y calor con este gas, y el industrial, donde permitirá descarbonizar las necesidades de calor difícilmente electrificables».

España puede sacar provecho si logra convertirse en el primer productor de hidrógeno renovable de Europa, pero también puede posicionarse como número uno en su exportación y distribución destinada a países de Europa del norte, donde falta sol. Además, nuestro país podría generar tecnología e ingeniería de hidrógeno como productos igualmente exportables.

La ciencia y la innovación en hidrógeno renovable se abre paso y pisa fuerte en nuestro territorio. La receta española para fabricar una de las soluciones para descarbonizar la economía en los próximos años puede lograr reindustrializar un país rico en sol y viento, ingredientes necesarios para el sistema energético del futuro.