La Universidad de Princeton y la NOAA (Oficina de Administración Oceánica y Atmosférica, EEUU) han publicado un informe preocupante. El hidrógeno verde podría verse limitado como combustible limpio por una reacción química en la atmósfera interior. La causa está en que el hidrógeno reacciona en la atmósfera con la misma molécula (OH) que es la responsable de descomponer el metano. Esa reacción compartida podría llevar a mayor acumulación de metano.

Según el informe, la acumulación de metano en la atmósfera se traduciría en décadas de consecuencias climáticas.

Mattew Bertagni, investigador del Instituto Ambiental de High Meadows, que trabaja en la Mitigación de Carbono, ha explicado:

“El hidrógeno es teóricamente el combustible del futuro. En la práctica, sin embargo, plantea muchas preocupaciones ambientales y tecnológicas que aún deben abordarse”.

El artículo de investigación se ha publicado en Nature Communications. Los investigadores expusieron sus resultados a partir del efecto de emisiones de hidrógeno con respecto al metano atmosférico.

Descubrieron que, por encima de cierto umbral, incluso reemplazando a los combustibles fósiles:

“Una economía de hidrógeno con fugas podría causar daños ambientales a corto plazo al aumentar la cantidad de metano en la atmósfera. El riesgo de daño se ve agravado por los métodos de producción de hidrógeno que utilizan metano como insumo, lo que destaca la necesidad crítica de gestionar y minimizar las emisiones de la producción de hidrógeno”.

Amilcare Porporato, profesor de Ingeniería Civil y Ambiental Thomas J. Wu ’94 y el Instituto Ambiental de High Meadows, ha añadido:

«Tenemos mucho que aprender sobre las consecuencias del uso de hidrógeno”.

La sustitución a hidrógeno, un combustible aparentemente limpio, plantea nuevos retos ambientales que hay que analizar, ha señalado.

El radical hidroxilo, OH

El problema radica en una molécula pequeña y difícil de medir conocida como radical hidroxilo (OH). Habitualmente, se la conoce como “el detergente de la troposfera«. El OH desempeña un papel fundamental en la eliminación de gases de efecto invernadero de la atmósfera. Entre ellos, el metano y el ozono.

El radical hidroxilo también reacciona con gas hidrógeno en la atmósfera. Cada día se genera una cantidad limitada de OH. Po tanto, cualquier aumento en las emisiones de hidrógeno supondría que un mayor uso de OH para descomponer hidrógeno. Eso, dejaría reducida la cantidad de OH para descomponer metano. Como consecuencia, el metano permanecería más tiempo en la atmósfera, extendiendo sus impactos de calentamiento.

Según Bertagni, los efectos de un pico de hidrógeno podrían tener consecuencias climáticas para el planeta durante décadas. Y no sería tan extraño que ocurriera, dado el impulso que está recibiendo el hidrógeno. El investigador señala:

“Si se emite algo de hidrógeno a la atmósfera ahora, conducirá a una acumulación progresiva de metano en los años siguientes.

Aunque el hidrógeno solo tiene una vida útil de alrededor de dos años en la atmósfera, todavía tendrá la retroalimentación de metano de ese hidrógeno dentro de 30 años».

Los investigadores identificaron el punto de inflexión en el que las emisiones de hidrógeno conducirían a un aumento del metano. Es decir, el punto en el que el hidrógeno dejaría de tener beneficios como combustible limpio. Al identificar ese umbral, los investigadores establecieron objetivos para gestionar las emisiones de hidrógeno. Según Porporato:

“Es imperativo que seamos proactivos en el establecimiento de umbrales para las emisiones de hidrógeno, de modo que puedan usarse para informar el diseño y la implementación de la futura infraestructura de hidrógeno”.

Estableciendo el límite

Para el hidrógeno verde, producido con fuentes renovables, Bertagni dijo que el umbral crítico para las emisiones de hidrógeno se sitúa en el 9%. Eso significa que, si más del 9% del hidrógeno verde producido se filtra a la atmósfera, el metano aumentaría. Hay que tener en cuenta que las emisiones pueden producirse en cualquier punto de la cadena del hidrógeno. Es decir, en producción, transporte, etc.

Y para el hidrógeno azul, que se refiere al hidrógeno producido a través del reformado de metano con la posterior captura y almacenamiento de carbono, el umbral de emisiones es aún más bajo. El metano, en sí mismo, es el insumo principal para el proceso de reformado de metano. Por tanto, los productores de hidrógeno azul deben considerar la fuga directa de metano además de la fuga de hidrógeno.

Por ejemplo, los investigadores descubrieron que incluso con una tasa de fuga de metano tan baja como el 0,5 %, las fugas de hidrógeno tendrían que mantenerse por debajo del 4,5% para evitar el aumento de las concentraciones de metano en la atmósfera.

Según Bertagni:

“La gestión de las tasas de fuga de hidrógeno y metano será fundamental.

Si tiene solo una pequeña cantidad de fuga de metano y un poco de fuga de hidrógeno, entonces el hidrógeno azul que produce realmente podría no ser mucho mejor que usar combustibles fósiles, al menos durante los próximos 20 a 30 años”.

De obligada consideración

Los investigadores enfatizaron la importancia de la escala de tiempo en la que se considera el efecto del hidrógeno sobre el metano atmosférico. Según Bertagni, a largo plazo (en un siglo, por ejemplo), el cambio a una economía de hidrógeno probablemente aún generaría beneficios para el clima. Incluso si los niveles de fuga de metano e hidrógeno son lo suficientemente altos como para causar problemas de calentamiento a corto plazo.

Eventualmente, dijo, las concentraciones de gas atmosférico alcanzarían un nuevo equilibrio a largo plazo. Por tanto, el cambio a una economía de hidrógeno demostraría sus beneficios climáticos.

Sin embargo, las posibles consecuencias a corto plazo de las emisiones de hidrógeno podrían provocar daños ambientales y socioeconómicos irreparables.

Bertagni ha enfatizado acerca de la necesidad de controlar las fugas de hidrógeno y metano a la atmósfera. Y debido a que el hidrógeno es una molécula pequeña que es notoriamente difícil de controlar y medir, explicó que:

“La gestión de las emisiones probablemente requerirá que los investigadores desarrollen mejores métodos para rastrear las pérdidas de hidrógeno a lo largo de la cadena de valor”.

En consecuencia:

“Si las empresas y los gobiernos se toman en serio la inversión de dinero para desarrollar el hidrógeno como recurso, deben asegurarse de hacerlo de manera correcta y eficiente.

En última instancia, la economía del hidrógeno debe construirse de una manera que no contrarreste los esfuerzos de otros sectores para mitigar las emisiones de carbono”.

FUENTE: Universidad de Princeton.

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