Artículo escrito por el Departamento Técnico de AVNET Abacus
Una de las oportunidades más prometedoras en la actual transición ecológica se encuentra en la adopción del hidrógeno como método con bajas emisiones de carbono para capturar, transportar, almacenar y utilizar la energía.
Al ser un elemento abundante, el hidrógeno ofrece numerosas ventajas: se puede transportar fácilmente como un gas, producir a través de procesos bien establecidos y, lo más importante, sin emitir carbono (CO2) durante la combustión.
La versatilidad del hidrógeno ha despertado interés en varios sectores. Cuenta con el potencial de proporcionar una fuente de calor alternativa en procesos industriales térmicos y puede mezclarse con gas natural para reducir la huella de carbono de los sistemas de calefacción domésticos.
Además, este elemento puede actuar como combustible para los automóviles, ya sea alimentando directamente los motores o indirectamente mediante pilas de combustible que generan electricidad para los vehículos eléctricos (VE).
La electrólisis a gran escala, un proceso que divide el agua en hidrógeno y oxígeno utilizando electricidad, podría evolucionar como un método distribuido para almacenar el excedente de energía de fuentes renovables intermitentes, permitiendo su uso posterior como combustible de hidrógeno.
Las perspectivas son inmensas, pero la transición al hidrógeno no es poca cosa. Se trata de un proceso que implica la construcción de un ecosistema energético completamente nuevo y, al mismo tiempo, paralelo al existente.
Un análisis reciente publicado en la columna Lex del Financial Times sugiere que lograr un sistema energético de cero emisiones netas podría demandar la producción de 500 millones de toneladas de hidrógeno al año.
Este esfuerzo probablemente requeriría una inversión de unos 20 billones de dólares para 2050.
Poniendo el hidrógeno a trabajar
Aparte de sus emisiones “cero carbono” durante la combustión, existen otros muchos factores que hacen del hidrógeno una opción cada vez más atractiva.
En primer lugar, el hidrógeno ofrece una alta relación energía-masa, que lo convierte en un combustible altamente eficiente. Y, al emplearse en pilas de combustible, el hidrógeno puede alcanzar eficiencias de conversión energética superiores a las logradas con motores de combustión interna. Esto se traduce en un uso más prudente de la energía contenida en el combustible.
Además, la capacidad de adaptación y la versatilidad del hidrógeno han allanado el camino para su integración en una gran cantidad de sectores, abarcando transporte, generación de energía, calefacción y procesos industriales.
En el dominio del transporte, el hidrógeno dota de ventajas muy particulares. Como un gas comprimido, acelera el proceso de reabastecimiento de combustible, acortando significativamente los tiempos de carga de los vehículos eléctricos (VE).
Este elemento también puede respaldar una mayor autonomía en comparación con muchos vehículos eléctricos existentes, aunque con un coste superior. Los centros urbanos de ciudades como Madrid y Barcelona en España y Londres en Reino Unido ya están probando autobuses propulsados por hidrógeno, reconocibles por la estela de agua que dejan a su paso.
Al mismo tiempo, hay iniciativas en marcha para explorar la viabilidad del hidrógeno como combustible para aviones y buques marítimos, aunque estas aplicaciones pueden tardar más tiempo en materializarse.
Otras aplicaciones
Además, está ganando terreno como combustible directo en entornos domésticos, con aplicaciones en calderas y hornos de hidrógeno. Su implementación se está extendiendo a sistemas de calor y potencia combinados (CHP – cogeneración), que producen electricidad y calefacción para viviendas y comercios. Esta funcionalidad doble no sólo aumenta la eficiencia energética, sino que también reduce las emisiones de carbono.
En el sector industrial, el hidrógeno se convierte en un componente esencial. Se utiliza como una materia prima en la industria química, así como en procesos de refinado de petróleo y petroquímica. Además, desempeña un papel fundamental como fuente de energía térmica en las industrias siderúrgica y metalúrgica.
Como se mencionaba anteriormente, una de las aplicaciones más atractivas del hidrógeno se encuentra en su potencial a la hora de superar los retos que plantea la naturaleza intermitente de determinadas fuentes de energía renovables.
Al emplear el excedente de electricidad generada, a través de medios renovables para impulsar procesos de electrólisis y compresión de gas, resulta posible producir hidrógeno que, más tarde se puede reconvertir en electricidad mediante pilas de combustible durante los periodos de pico de demanda. Este proceso podría simplificar la integración de las fuentes renovables intermitentes en la red eléctrica general.
Además, ofrece la posibilidad de mejorar la funcionalidad de la red mediante la introducción de fuentes distribuidas capaces de equilibrarla.
Aprovechar el hidrógeno de esta manera podría ser algo esencial en la optimización de los sistemas energéticos a medida que el mundo se esfuerza en alcanzar objetivos de sostenibilidad ambiciosos.
