"No puedes volver atrás y cambiar el principio, pero puedes comenzar donde estás y cambiar el final" -C. S. Lewis

Antes de empezar a hablar del Hidrógeno, considero es importante conocerle…

Así, primero que nada, mencionar que no es una fuente de energía, como la gasolina u otro combustible fósil, o como la energía solar o eólica.

El Hidrógeno (H2) es un vector energético… esto es, similar a la energía eléctrica: permite desacoplar la producción de la demanda de energía, sea en distancia (puedo producir H2 en un sitio y utilizarle en otro, como la electricidad se produce en una central hidroeléctrica y se emplea en tu hogar) o en tiempo (puedo producirle ahora para su empleo posterior, parecido a una batería recargable que permite desfasar en el tiempo cuando la cargo del momento en que voy a emplear la energía almacenada).

El elemento químico

Es el elemento más ligero y abundante del universo: aproximadamente 75% del universo es Hidrógeno. En el planeta Tierra, sólo una ligera fracción está compuesta por él.

En condiciones estándar o normales de Presión y Temperatura el Hidrógeno es un gas incoloro, sin olor, sin sabor, no tóxico, no corrosivo, no contaminante, no metálico, diatómico (H2), altamente combustible, con una llama prácticamente invisible. Es más ligero que el aire y se diluye rápidamente hacia arriba. Debido a que el Hidrógeno fácilmente forma enlaces covalentes con la mayoría de elementos no metálicos, la mayoría del Hidrógeno que existe en la Tierra existe en forma molecular, tal cual el agua o los compuestos orgánicos.

¿Por qué ahora?

De acuerdo con Nasdaq “a pesar de su historial de paradas y arranques, la energía del hidrógeno está a punto de cumplir su promesa de hace décadas. Finalmente está cerca de convertirse en la fuente de energía limpia más importante, confiable y barata del mundo… No en cinco años, no en diez. No, estamos hablando de meses antes que seamos testigos del surgimiento de una Economía del Hidrógeno de $11 billones… La historia recordará 2022 como el año en que el hidrógeno comenzó a remodelar el mundo”.

Goldman Sachs en una nota publicada en Febrero del 2022, estima que para alcanzar la meta Cero Emisiones y lograr mantener el calentamiento global en los 1,5ºC (I.1.3), se invertirá en la cadena de suministro del Hidrógeno USD$5 trillones, aumentando la demanda hasta 7 veces respecto al 2020.

La Agencia Internacional de Energías Renovables -IRENA, en inglés- en su informe “Geopolitics of the Energy Transformation: The Hydrogen Factor”, 2022, comenta: “En los últimos años, el hidrógeno ha subido en la agenda como la potencial pieza faltante del rompecabezas de la energía limpia. Un número creciente de países ahora tienen una hoja de ruta o estrategia nacional de hidrógeno”. Conforme dicha agencia, para el 2050 la producción de Hidrógeno limpio y sus derivados, consumirá el 30% de la demanda total de energía eléctrica, pasando de los 0,3 GW de capacidad en electrolizado actual, a cerca de 5.000 GW. Las ventas actuales anuales de Hidrógeno representan un valor de mercado cercano a los USD$174 billones (mayor que el del Gas Natural Licuado); no obstante, para el 2050, se estima en un tamaño de USD$700 billones anuales (y billones más en venta de equipo para el usuario final), alterando, en su camino, los patrones comerciales mundiales y sus balances de poder.

Colores del Hidrógeno

Actualmente el 96% del Hidrógeno es producido a partir de combustibles fósiles por medio de un proceso conocido como Reformado Vapor Metano (SMR, en inglés), sin capturar el Carbono producido; o por gasificación de Carbón. Y es precisamente las emisiones de Gases de Efecto Invernadero -GHG- en el proceso de obtención, las que le dan el color al Hidrógeno:

Verde: Hidrógeno Carbono Neutral. Principalmente producido por la electrólisis del agua, usando fuentes de energía eléctrica renovables (hidro, solar o eólica), garantizando que las emisiones de GHG durante la obtención, sean iguales a cero.

Gris y Negro: Mientras que la fuente primaria es Gas Natural para el Gris, y Carbón, para el Hidrógeno Negro; el proceso de transformación para obtener el Hidrógeno es por medio del proceso SMR, usando Oxígeno del vapor de agua en una cámara caliente que logra separar el Metano, produciendo el H2. No obstante, en el proceso, altamente contaminante, se generan más de 9 Kg de CO2 equivalente por Kg de H2 producido.

Azul: No obstante el proceso de obtención del Hidrógeno sigue el mismo proceso que el Gris (y como tal, a partir de combustibles fósiles), el Carbón emitido es capturado para reducir las emisiones de CO2. En ocasiones se le conoce como Hidrógeno Gris con captura de Carbono.

Amarillo: Obtenido por electrólisis donde la energía eléctrica empleada es un mix de diferentes fuentes, incluyendo nuclear, o incluso de desechos. También puede ser por la misma gasificación de los residuos.

Turquesa: Usa gas natural o biomasa como ingreso de energía vía pirólisis para producir Hidrógeno, en un proceso endotérmico (que demanda energía, que por supuesto debe provenir de fuentes renovables) que genera como subproducto carbón sólido.

Cuando los residuos empleados provienen de procesos industriales en los cuales ya se contabilizaron sus emisiones, o bien de un proceso que captura el CO2 producido en su ciclo de vida -por ejemplo, de procesos derivados de plantaciones que secuestran carbono-, frecuentemente se le reconoce al Hidrógeno producido como Verde, aún cuando se emplee un proceso SMR en su obtención.

El Hidrógeno limpio puede tener un impacto enorme en la reducción de emisiones de carbono en muchos sectores productivos (por ejemplo, la producción de acero), el sector transporte, e incluso aclimatación de hogares y edificios (calor y/o frío); y por supuesto, en la producción de energía eléctrica.

Hoy día, 55% del Hidrógeno producido en el mundo es usado en la síntesis de Amoníaco, 25% en las refinerías, y entorno al 10% en la producción de Metanol, siendo el resto utilizado en otras aplicaciones. Entorno a las ⅔ partes de dicho Hidrógeno producido es autoconsumido, sin requerimientos de transporte y/o temas asociados con el mercado o la transparencia de precios o costos.

No obstante, el camino al mercado global del Hidrógeno Verde no sólo depende de la evolución de factores económicos y técnicos -incluyendo reducir la actual estructura de costos en las diferentes etapas en la cadena de suministro-, sino también de decisiones políticas.

Para cada alternativa, ganadores y perdedores van a emerger, reordenando el balance de poder, creando nuevas dependencias entre naciones. Países con fuentes baratas de energía solar y eólica serán los primeros en emerger como centros globales de producción, almacenamiento y transporte de estas moléculas verdes, impactando en forma directa en otros mercados vinculados con la energía.

¿Sólo los grandes productores?

Hoy día, y aun cuando el despertar de esta revolución del Hidrógeno ha invitado a participar a un creciente y exponencial número de actores en diferentes eslabones, desde la investigación hasta la producción y distribución, presionando muy fuerte a la baja en los costos de toda la cadena productiva; ciertamente, para los mecanismos tradicionales, es aún restrictivo por las demandas de inversión que trae consigo, y no sólo para la producción, sino también para su almacenamiento, distribución y aplicaciones de uso.

¿Es mejor entonces esperar hasta que los costos sean asequibles? Es mi parecer que no, pues como en todo, el mercado es de aquellos que se arriesgan y aventuran a ser pioneros; más sin embargo, el enfoque debe ser tangencial: producir H2 por mecanismos alternos, diferentes al típico proceso de electrólisis a partir de renovables variables y electrólisis. Ejemplos de ello son el reformado del Metano resultante de la digestión anaerobia de residuos orgánicos; e incluso la digestión oscura, controlando adecuadamente los parámetros operativos… Existen muchísimas oportunidades para entrar ya en esta nueva era, para proyectos grandes, medianos y chicos, de forma rentable y efectiva. Para aquellos interesados, en la serie de libros Valorización Energética pueden encontrar muchas ideas de dónde partir. El premio es enorme, y la competencia ya empezó. Pero lo mejor de todo, entre más actores se sumen, entre más competidores, entre más profesionales… ganamos todos. La meta es ser artífice de cambio, tanto del propio, como, a través de tu motivación a otros que aún esperan, de la humanidad en su conjunto. ¡Súmate ya!