¿Cómo se obtiene el hidrógeno verde?

Hidrógeno verde

La crisis climática es el mayor reto al que se enfrenta nuestra generación. Aunque la energía eólica es esencial en la lucha, por sí sola no bastará para cumplir el objetivo del Acuerdo de París de las Naciones Unidas de evitar un aumento de la temperatura global de 2 °C. Descarbonizar todos los sectores de la economía, incluida la industria pesada y el transporte, requiere pasión e ingenio.

Los electrolizadores que se utilizan para dividir el agua en hidrógeno y oxígeno pueden, si se alimentan con energías renovables, producir hidrógeno sin emisiones de gases de efecto invernadero. El hidrógeno generado de este modo suele denominarse hidrógeno verde.

Con el hidrógeno verde como puente, la electricidad verde puede transformarse en combustible para el transporte, o como materia prima en procesos industriales, donde actualmente no existen alternativas neutras para el clima. El hidrógeno verde y los combustibles derivados, como el amoníaco verde, nos permitirán introducir la energía eólica en el depósito de combustible de un buque portacontenedores. De este modo, el hidrógeno puede ampliar considerablemente el potencial de descarbonización de las fuentes de energía renovables.

Empresas ecológicas de hidrógeno

El hidrógeno (H2) es un vector energético muy prometedor en todo el mundo como solución para afrontar los retos climáticos. Esto se debe a que es capaz de almacenar y suministrar grandes cantidades de energía por unidad de masa sin generar emisiones de CO2 durante la combustión. Es el elemento más simple y abundante del planeta y del sistema solar, aunque rara vez está disponible en su estado molecular libre (H2). En cambio, suele encontrarse en combinación con otros elementos químicos (como el agua – H2O, los hidrocarburos – CH4 etc…).

En febrero de 2022, firmamos un acuerdo con Edison y Ansaldo Energia para experimentar con la producción de hidrógeno para su uso en lugar de metano en la nueva central eléctrica de Edison en Porto Maghera. El hidrógeno utilizado será o bien “verde”, es decir, obtenido a partir del agua por electrólisis con energía procedente de fuentes renovables, o bien “azul”, es decir, producido a partir del metano, pero con captura del CO2 emitido en el proceso.

Nuestros equipos de investigación y desarrollo están desarrollando actualmente kGas, una tecnología que puede utilizarse para convertir el gas natural en syngas (la mezcla de hidrógeno y monóxido de carbono que, mediante la oxidación catalítica parcial del gas natural, puede convertirse en una valiosa fuente de H₂). Además de ser un sistema más eficiente energéticamente que los que existen actualmente en el mercado, kGas es capaz de producir syngas e hidrógeno con una reducción significativa de las emisiones de CO₂, utilizando potencialmente biometano como materia prima. Este proceso podría convertirse en la tecnología de elección para la producción de hidrógeno azul, ya que permite una captura de CO₂ más eficiente.

Tecnología verde del hidrógeno

El hidrógeno se utiliza desde hace muchas décadas en sectores como el refino y la industria química. Sin embargo, su uso como fuente de energía ha empezado a recibir un mayor interés sólo en los últimos años. A medida que aumenten este interés y su uso final, también crecerá la demanda de hidrógeno, con una tasa de crecimiento anual compuesta prevista del 5,48% de 2019 a 2025 [1].

También se está desarrollando una serie de métodos de producción alternativos para dividir el agua. Por ejemplo, la división del agua a alta temperatura, la división fotobiológica del agua, la división fotoelectroquímica del agua, la producción de hidrógeno a baja temperatura mediante la replicación de la fotosíntesis y la extracción de subproductos de hidrógeno de las industrias químicas.

El hidrógeno se almacena normalmente por tres métodos: compresión, refrigeración o híbrido.    También se está desarrollando el almacenamiento de hidrógeno mediante materiales sólidos, líquidos o superficiales. El hidrógeno puede almacenarse in situ o a granel: el almacenamiento in situ se utiliza para las plantas de producción y las aplicaciones de uso final, y el almacenamiento a granel se utiliza para grandes cantidades de almacenamiento en depósitos geográficos de hidrógeno (por ejemplo, en cavernas de sal, minas abandonadas, etc.). Sin embargo, el almacenamiento de hidrógeno plantea algunos problemas, como se explica a continuación.

Hidrógeno verde en la India

Producido mediante electricidad generada de forma renovable que divide las moléculas de agua en hidrógeno y oxígeno, el hidrógeno verde es muy prometedor para ayudar a satisfacer la demanda mundial de energía, al tiempo que contribuye a los objetivos de acción por el clima.

La demanda de hidrógeno alcanzó un estimado de 87 millones de toneladas métricas (MT) en 2020, y se espera que crezca a 500-680 millones de MT para 2050. Entre 2020 y 2021, el mercado de producción de hidrógeno se valoró en 130.000 millones de dólares y se estima que crecerá hasta un 9,2% anual hasta 2030. Pero hay una trampa: más del 95% de la producción actual de hidrógeno se basa en combustibles fósiles, muy poco de ello es “verde”. En la actualidad, el 6% del gas natural y el 2% del carbón mundiales se destinan a la producción de hidrógeno.

Sin embargo, las tecnologías ecológicas de producción de hidrógeno están suscitando un renovado interés. Esto se debe a que los posibles usos del hidrógeno se están extendiendo a múltiples sectores, como la generación de energía, los procesos de fabricación en industrias como la siderurgia y la producción de cemento, las pilas de combustible para vehículos eléctricos, el transporte pesado como el marítimo, la producción ecológica de amoníaco para fertilizantes, productos de limpieza, refrigeración y estabilización de la red eléctrica.