El 2022 marca el comienzo del desarrollo de la Agenda Breakthrough, firmada por 40 países en la COP 26. Entre ellos, Australia, que se comprometió, como los demás, a garantizar que el hidrógeno verde esté disponible a nivel mundial en 2030. El hidrógeno verde se postula como un elemento clave para la transición hacia la neutralidad de emisiones. El centro australiano, pionero en hidrógeno verde, el GlobH2E, explica cinco cuestiones clave de esta energía.
Otras veces hemos hablado de lo que es el hidrógeno verde, intentando aclarar dudas. Ahora traemos el punto de vista de un centro pionero en generación, almacenamiento y utilización de energía de hidrógeno verde: Centro de Capacitación ARC para la Economía Global del Hidrógeno (GlobH2E). Está codirigido por la profesora Rose Amal de UNSW Sydney Scientia y el profesor Kondo-Francois Aguey-Zinsou de la Universidad de Sydney.
Actualmente GlobH2E, está mapeando el potencial de una economía del hidrógeno y las oportunidades de exportación de Australia.
UNSW Sydnei Scientia y la Universidad de Sidney lideran el consorcio australiano para HySupply Project. Explora la viabilidad de una cadena de valor de hidrógeno entre Australia y Alemania.
Recientemente, el profesor Amal y el Dr. Daiyan entregaron una hoja de ruta del hidrógeno verde a NSW. Se enmarca su informe en el contexto de un estudio de viabilidad y de la creación de empleo. Y, además, añade una serie de respuestas a las grandes preguntas que nos hacemos sobre el hidrógeno verde.
¿Qué es exactamente el hidrógeno verde?
El hidrógeno se puede extraer del agua a través de un proceso llamado electrólisis, que se descubrió hace más de 220 años.
Cuando una corriente eléctrica pasa a través del agua (H20), se descompone en sus componentes, a saber, hidrógeno y oxígeno.
Si la corriente eléctrica se alimenta con energía renovable, como mediante un panel solar o un parque eólico, el resultado se llama: Hidrógeno Verde.
El hidrógeno verde puede desempeñar un papel importante a medida que los países de todo el mundo intentan implementar planes de ‘cero neto’. Se puede producir sin emisiones de CO 2 .
El hidrógeno mismo o sus derivados (como el amoníaco, el metanol) se pueden utilizar como combustible para el transporte o para generar electricidad o calor. Es particularmente útil en sectores que son difíciles de descarbonizar, incluidos: el transporte de larga distancia, la fabricación de productos químicos y el suministro de energía para industrias de alta temperatura.
¿Cuáles son los beneficios del hidrógeno verde?
El hidrógeno o sus derivados se pueden utilizar para ‘almacenar’ la energía creada por fuentes renovables. Así, ayudarán a superar el problema de la intermitencia. Es decir, a nivelar las fluctuaciones en la producción y el consumo. Asimismo, a distribuir y transportar la energía de manera eficiente.
De esta manera, funciona como una batería, pero tiene claras ventajas sobre las baterías de litio tradicionales en ciertos aspectos.
Las baterías de litio tienen capacidades de almacenamiento limitadas, una vida útil más corta y una mayor sensibilidad a las condiciones ambientales, como la temperatura. Además, este tipo de baterías se autodescargan gradualmente y pierden energía con el tiempo, incluso cuando no están en uso.
El hidrógeno, por otro lado, puede almacenar grandes cantidades de energía durante un período de tiempo más largo. Igualmente, puede transportarse de manera segura a largas distancias.
Como combustible, el hidrógeno se puede usar para calentar hogares. Asimismo, para impulsar vehículos, especialmente sistemas de transporte a gran escala, como autobuses y embarcaciones marítimas.
Hyundai XCIENT Fuel Cell
¿Cuáles han sido las limitaciones históricas del hidrógeno?
Hay varios factores que han ralentizado el desarrollo de la producción a gran escala y el uso generalizado del hidrógeno como fuente de combustible.
Estos incluyen dificultades para almacenar hidrógeno: como gas (que requiere presiones muy altas de hasta 750 bar) o como líquido (que requiere temperaturas muy bajas de -250 grados centígrados). Todo ello aumenta significativamente el coste.
Históricamente, el hidrógeno también ha sido relativamente costoso de producir por electrólisis debido a los costes de la electricidad. Sin embargo, a medida que las energías renovables, como la eólica y la solar, se vuelvan más baratas, será un factor menos influyente.
Aun así, el hidrógeno verde, actualmente, cuesta alrededor de US $ 5-6 por kg para producir a partir de energía renovable. Comparativamente, el hidrógeno producido de combustibles fósiles tiene un precio de alrededor de US $ 2 por kg.
La Estrategia de Hidrógeno de Nueva Gales del Sur, anunciada en octubre de 2021, ha fijado un objetivo claro: el estado producirá 110.000 toneladas al año de hidrógeno verde por menos de 2,10 dólares estadounidenses por kg (2,80 dólares australianos) para 2030.
¿Es seguro el hidrógeno?
Al igual que con cualquier fuente de combustible, existen riesgos y peligros. Sin embargo, el hidrógeno se ha utilizado de forma segura en todo el mundo durante muchas décadas.
El hidrógeno es más ligero que el aire como gas y se eleva a casi 20 metros por segundo (el doble de rápido que el helio). Eso significa que, en caso de fuga, se dispersará muy rápidamente en una concentración no inflamable.
En contrapartida, las fugas de diésel y gasolina frecuentemente dan como resultado la acumulación de gas inflamable que también produce cenizas calientes mientras se quema. Además, crea calor radiante. Si el gas de hidrógeno se enciende, no produce cenizas calientes y se quema muy rápidamente.
A diferencia de los combustibles convencionales que pueden ser muy tóxicos, el gas hidrógeno no es tóxico. Por tanto, no contamina el medio ambiente ni amenaza la salud de los humanos o la biodiversidad.
Ya existen regulaciones estrictas para el uso de hidrógeno. Además, los gobiernos están revisando y actualizando continuamente los códigos y estándares de hidrógeno existentes, para el uso de hidrógeno como vector de energía.
¿Cuál es la mejor manera de utilizar el hidrógeno verde como fuente de energía?
Hay muchas formas diferentes de almacenar y transportar hidrógeno para que pueda usarse para proporcionar energía. Todas tienen varias ventajas y desventajas, pero ninguna de ellas es perfecta para cada situación.
Debido a que el hidrógeno tiene una densidad de energía por peso muy alta, pero una densidad de energía por volumen muy baja, debe comprimirse hasta 750 bar para almacenarse como gas. El resultado es que actualmente se requiere un tanque de 150-200 litros para almacenar alrededor de 5 kg de hidrógeno. Eso sería suficiente para que un automóvil realizara un viaje de 300 millas.
Este tanque es tres a cuatro veces más grande que el requerido para un tanque de gasolina en un vehículo convencional. Por tanto, un desafío clave para el desarrollo de vehículos propulsados por hidrógeno es el espacio necesario para almacenar el combustible.
Si el hidrógeno se almacena como líquido, debe enfriarse a -250 grados centígrados. La gran cantidad de energía necesaria para hacerlo ha sido tradicionalmente una barrera importante para la producción a gran escala.
Otras alternativas incluyen los portadores de hidrógeno orgánico líquido (LOHC). En ellos, las moléculas de hidrógeno se unen a un hidrocarburo que luego puede transportarse muy fácilmente. En el otro extremo del proceso, la aplicación de calor liberará las moléculas de hidrógeno.
Alternativamente, el amoníaco se puede usar para transportar hidrógeno antes de ser ‘craqueado’ para extraer el hidrógeno como combustible y liberar el exceso de nitrógeno a la atmósfera.
En última instancia, hay muchas opciones potenciales diferentes. Algunas soluciones de transporte/almacenamiento tendrán ventajas en distintas circunstancias y desventajas en otras.
