Por Juan Antonio Gutiérrez *
¿Qué es el hidrógeno?
El hidrógeno es un elemento químico que a temperatura y presión ambiente es incoloro, inodoro y muy ligero (12 veces más ligero que el aire). Es la sustancia con mayor contenido energético por unidad de masa y es la sustancia más abundante del Universo.
En su uso como energético, el hidrógeno es un portador de energía. Es decir, es una sustancia que puede almacenar y transportar la energía pero no es una fuente primaria de esta. El hidrógeno en la Tierra no se encuentra disuelto en el aire y aunque podría estar encerado en minas subterráneas como el helio, la existencia de ellas no está comprobada.
Existen múltiples formas de generar hidrógeno, sin embargo, la más sustentable e interesante actualmente es la electrólisis: un proceso de ruptura de la molécula de agua mediante el uso de una corriente eléctrica. Cuando la electricidad usada para la electrolisis es de fuentes renovables, el hidrógeno producido es “hidrógeno verde”.
¿Por qué es importante?
El hidrógeno es un portador de energía al que se le está prestando mucha atención por varias de sus características:
- Integración sectorial: el hidrógeno es utilizado actualmente en múltiples procesos industriales, como la refinación de petróleo, la producción de amoniaco, vidrio y acero. El hidrógeno consumido por estos procesos tiene origen en el reformado de gas natural, con una importante huella de carbono. Mediante el uso de hidrógeno verde, podría descarbonizarse parte de estos procesos industriales, además de vincular a la generación de energía renovable con procesos industriales de sectores múltiples, como el transporte, el químico y el energético mismo.
- Descarbonización de sectores pesados: el hidrógeno ofrece la posibilidad de descarbonizar procesos que otras tecnologías, como las baterías de litio, difícilmente podrían. Un ejemplo son los camiones de carga pesada, que recorren largas distancias y que su uso es intensivo. Estos camiones difícilmente podrían parar a recargar baterías por horas, sin embargo, usando hidrógeno como combustible podrían repostar en menos de 10 minutos, al tiempo que sus emisiones de gases de efecto invernadero serían cero durante su operación.
- Versatilidad: el hidrógeno es un combustible que puede producirse, almacenarse y transportarse en cantidades pequeñas o grandes para proveer de electricidad o calor a procesos que van desde lo residencial hasta lo industrial de alto consumo energético.
¿Por qué está tomando tanto impulso a nivel mundial?
El hidrógeno es una sustancia que a nivel industrial se ha manipulado y consumido desde hace más de 80 años, se tiene experiencia en su manejo seguro y existen normativas y regulaciones para su manejo. Al mismo tiempo, las tecnologías de producción de hidrógeno verde (y el costo de la energía renovable) han bajado sus costos sustancialmente en los últimos años, lo que permite vislumbrar al hidrógeno como un potencial jugador para la descarbonización de la economía.
¿Cuánto cuesta el hidrógeno?
Al igual que cuando hablamos de combustibles convencionales, el costo del hidrógeno depende de un gran número de variables como son: el precio de la energía eléctrica con el que se produce, la ubicación de la planta de producción, el volumen en el que se produce y la escala en la que se vende (mayoreo o en forma minorista).
La competitividad del hidrógeno no puede ser analizada mediante una comparación “kWh a kWh” directa con los combustibles fósiles, sino mediante un análisis de costo total de posesión de las aplicaciones en las que el hidrógeno reemplazará a tecnologías convencionales.
En términos generales, las tecnologías de hidrógeno hoy en día son más caras que las convencionales, sin embargo, durante los próximos años el mundo irá viendo cómo este energético alcanza paridad de costos con las tecnologías de consumo de combustibles fósiles.
Es importante tener en cuenta que existen cobeneficios no cuantificados económicamente asociadas al remplazo de tecnologías de carbono, como la mejora en la calidad del aire y su impacto en la salud pública, la generación de recursos humanos o la independencia energética en los países donde se adoptan estas tecnologías.
¿Cuáles son los sectores donde el hidrógeno verde podrá participar?
El hidrógeno podría ser un jugador importante en los siguientes sectores:
- Energético: como almacenador y forma de transporte de la energía renovable.
- Movilidad y transporte: mediante el uso de vehículos, buses, camiones de carga e incluso trenes propulsados por hidrógeno.
- Minería: propulsando camiones mineros o suministrando calor a los procesos de la minería.
- Petroquímico: como remplazo del hidrógeno gris que el sector consume actualmente.
- Químico: como remplazo del hidrógeno gris, como fuente de calor e incluso como materia prima para procesos que actualmente utilizan sustancias como el gas natural (por ejemplo: la reducción de minerales de cobre y hierro).
- Calor industrial: el hidrógeno podría proveer de calor de baja, media y alta temperatura a procesos industriales que van desde los 50 hasta más de 500 °C.
¿El hidrógeno representa ahorros en energéticos?
Actualmente el hidrógeno solo provee de ahorros a procesos industriales específicos. Uno de los ejemplos donde el hidrógeno representa ahorros para los usuarios es cuando es un sub-producto, como en la industria del cloro. El producto de valor es el cloro y el hidrógeno obtenido colateralmente se puede utilizar para alimentar calderas, u otros procesos térmicos.
El análisis de beneficio económico del hidrógeno en distintas aplicaciones debe estudiarse caso a caso, sin embargo, el hidrógeno verde es un recurso renovable que a largo plazo será irremediablemente más económico que los combustibles fósiles, que son un recurso finito cuyo precio se rige por la oferta y demanda en una realidad donde cada día la oferta será menor.
¿Puedo comprar un vehículo de hidrógeno en México?
Aún no. Los vehículos de hidrógeno son una tecnología madura, comercialmente disponible en algunos países del mundo y que suma ya más de 25 mil unidades circulando en el mundo, sin embargo, para que estos vehículos lleguen a un nuevo mercado es indispensable que exista la infraestructura mínima de recarga de gas hidrógeno para que puedan circular.
El gas hidrógeno de los vehículos de pasajeros es alimentando a una presión de 700 bar, por lo que los procedimientos y equipos utilizados son específicos para este proceso. En los países donde actualmente circulan los vehículos de hidrógeno (Alemania, Estados Unidos, Holanda, Japón, Corea del Sur, entre otros) se han desarrollado alianzas entre los fabricantes de vehículos, comercializadores de combustibles y gobiernos locales para desplegar las estaciones de recarga que permitan a los usuarios tener la certeza del suministro de combustible cuando adquieren un vehículo de este estilo.
¿Qué se hace en México para impulsar las tecnologías de hidrógeno?
México se encuentra en una etapa temprana de conocimiento y apoyo a las tecnologías del hidrógeno. Existen esfuerzos de algunas empresas privadas del sector energético por explorar el tema y desde el gobierno, el hidrógeno forma parte de los mecanismos para la emisión de Certificados de Energía Limpia. Se ha mencionado en el Plan Sectorial de Energía 2020-2024 y el Programa de Desarrollo del Sistema Eléctrico Nacional 2020 ya estima un 1.31% de porcentaje de adición a la capacidad de generación eléctrica proveniente de hidrógeno verde hacia 2034.
En el país existe desde hace 21 años la Sociedad Mexicana del Hidrógeno (http://hidrogeno.org.mx/) como una agrupación civil sin fines de lucro que reúne a los científicos, académicos y actores industriales interesados en el desarrollo del hidrógeno verde en el país. Actualmente la SMH es parte de los esfuerzos para desarrollar el tema en México mediante la difusión del conocimiento, el asesoramiento a nuevos actores en el mercado y la vinculación entre ellos para el desarrollo de proyectos.
Con toda seguridad, en los próximos meses se verán más alianzas, planes e incluso los primeros proyectos piloto de hidrógeno verde en México.
* Juan Antonio Gutiérrez es miembro del Comité Directivo de la Sociedad Mexicana del Hidrógeno y consultor para la firma Hinicio. Es especialista en tecnologías de hidrógeno con más de 6 años de experiencia trabajando en impulsar el uso del hidrógeno como energético en Latinoamérica a través de servicios de consultoría corporativa.
