Históricamente, la energía de hidrógeno verde, un caballo oscuro, ha recibido una atención renovada entre los responsables políticos mundiales y los expertos en energía como un impulsor potencial de emisiones netas cero. Esto se debe en gran parte a los avances significativos en las tecnologías habilitadoras junto con los subsidios gubernamentales y las políticas industriales que respaldan su investigación y desarrollo (por ejemplo, más de € 5 mil millones aprobados por la Comisión Europea y $ 9,5 mil millones en la Ley de Reducción de la Inflación de EE. UU.).
El hidrógeno verde libre de emisiones utiliza electricidad limpia de fuentes de energía renovables, incluidas la energía solar, eólica, geotérmica e hidroeléctrica, para separar el hidrógeno del agua en un proceso conocido como electrólisis. Según The Economist , el elemento no es una fuente primaria de energía como los combustibles fósiles, sino un portador de energía como la electricidad. El artículo también señala que: «No existe una fuente natural de hidrógeno, y la mayor parte está ligada a moléculas como los combustibles fósiles, la biomasa y el agua».
Los puntos fuertes del hidrógeno
La termodinámica dicta que hacer hidrógeno a partir de una de estas estructuras moleculares requiere más entrada de energía que la producción final de energía de hidrógeno. Por lo tanto, los procesos utilizados actualmente se limitan a alterar químicamente el hidrógeno extrayendo otros elementos de la tabla periódica para producir acero y cemento, combustible para motores de cohetes, explosivos y refinar amoníaco para fertilizantes. Es rentable para estos procesos industriales y de fabricación específicos que requieren temperaturas más altas que las fuentes de energía eléctrica convencionales. En resumen, el hidrógeno limpio requerirá avances extraordinarios en tecnologías innovadoras para lograr su objetivo declarado de generar electricidad libre de emisiones para las masas.
Esto no es para descartar el progreso realizado desde que el mundo intentó por última vez con hidrógeno en la década de 2000. La fuente de energía determina dónde se encuentra en la paleta de colores del hidrógeno. El hidrógeno verde se crea, como hemos visto, utilizando energía libre de emisiones. Los costos más bajos de generar energía solar y eólica en la actualidad pueden permitir la ampliación comercial de la producción de hidrógeno verde y su cadena de suministro correspondiente. Por el contrario, el hidrógeno gris, que representa el 95% de lo que el mundo usa hoy en día, produce energía utilizando combustibles fósiles que liberan dióxido de carbono a la atmósfera. Su primo cercano, el hidrógeno azul, proviene del gas natural; sus emisiones de carbono se secuestran bajo tierra utilizando métodos de captura de carbono, en lugar de liberarse al aire.
En conjunto, brindan opciones que pueden complementar las fortalezas y debilidades de otras fuentes de energía, como la naturaleza inherentemente intermitente de la energía solar y eólica. El hidrógeno es solo una de las muchas flechas en un carcaj de energía diversificado que lucha contra el calentamiento global y aumenta la captura de carbono.
La trampa de los subsidios
Los créditos fiscales y las políticas industriales están ahí para impulsar el gasto en investigación y el desarrollo de combustibles más limpios, pero el último tramo hasta la meta es el más difícil. Dichas políticas públicas están diseñadas como una ayuda temporal para probar un concepto antes de que sea impulsado por los mercados de capital privado y disminuya los subsidios de los contribuyentes.
Sin embargo, existen riesgos relacionados con este método. Un ejemplo de advertencia sobre la inversión en energía verde por el bien de la inversión es la fallida empresa estadounidense de paneles solares Solyndra . La empresa obtuvo $535 millones en garantías de préstamos federales desde su creación en 2005 hasta su quiebra en 2011. En 2010, Solyndra puso en línea «Fab 2», una instalación de producción avanzada de $733 millones en Fremont, California, financiada por estas garantías de préstamos federales además de inversión privada. Según un comunicado de prensa , la compañía promocionó planes para emplear 1000 y producir paneles solares con una capacidad de fabricación anual de 500 megavatios por año. La bancarrota expuso la fragilidad de estas promesas y la nueva instalación cerró. Un informe del 2015 por el Departamento de Energía citó que la información incorrecta proporcionada por Solyndra “socava los esfuerzos del departamento para administrar el proceso de garantía de préstamo”.
Para evitar esta situación con los fondos gastados en el desarrollo de hidrógeno verde, será fundamental que los reguladores y los receptores de fondos tengan medidas transparentes de éxito y responsabilidad durante todo el proceso de desarrollo de esta nueva tecnología.
Realidades de la energía limpia
Como se mencionó anteriormente, el hidrógeno verde actualmente se enfrenta a leyes inmutables de la química y la física que requieren importantes avances tecnológicos. Al igual que otras fuentes de energía limpia, carece de una infraestructura de transporte (tuberías incluidas) y una red de cadena de suministro madura para fabricar electrolizadores conectados a la red y menos costosos. Actualmente, el almacenamiento y el envío a larga distancia tienen un costo prohibitivo. Aumentar rápidamente su producción presenta otro desafío. Las normas, reglamentos y normas que rigen su producción, transporte y uso deben legislarse para allanar el camino. Las credenciales “limpias” de la energía verde deben estar claramente definidas y clasificadas para garantizar que los créditos fiscales no sean contraproducentes y, de hecho, libres de carbono. Los reguladores deben vigilar de cerca el lavado verde y obligar a las empresas a revelar sus emisiones de ciclo de vida.
La diversificación de nuestra cartera de energía hacia el hidrógeno limpio también puede desplazar la inversión para aplicaciones renovables más eficientes. Esto puede resultar en el proverbial dilema del prisionero donde los intereses propios de, digamos, una compañía de energía eólica y solar que compite por el mismo grupo de fondos gubernamentales limitados que una compañía de hidrógeno pueden conducir a resultados subóptimos para los tres. Además, tiene poco sentido que el hidrógeno verde se apropie de la energía eólica y solar de la red, que en conjunto representan solo el 11 % de la electricidad total de EE. UU., según la carta de Kiplinger, cuando es comparativamente más costoso y menos eficiente para los usuarios comerciales y residenciales.
A pesar de estas críticas, no podemos ignorar las oportunidades de explorar el hidrógeno verde dado su potencial para reducir los gases de efecto invernadero de la atmósfera, disminuir las temperaturas globales y mejorar la calidad ambiental. Aunque es un gas de alto volumen, el hidrógeno es liviano, sin carbono y denso en energía; mayor en este último aspecto que el gas natural, cuando se quema en el aire no produce monóxido de carbono ni sulfatos asociados a los hidrocarburos. Por costoso que sea, cuando se usa en celdas de combustible produce electricidad sin combustión, y su único subproducto es el agua. Mediante la electrólisis, el hidrógeno puede equilibrar la oferta y la demanda en las redes eléctricas y responder mejor a los ajustes estacionales debido a su capacidad de almacenamiento una vez comprimida. Los estrategas de políticas suelen pasar por alto sus implicaciones geopolíticas: podría volver a dibujar el mapa energético.
Una vez que la ciencia y la tecnología alcancen las aspiraciones del hidrógeno verde y superemos el arduo proceso de prueba y error, nos espera una tierra prometida descarbonizada. La resiliencia, la confiabilidad operativa y la superación de las limitaciones de la cadena de suministro son igualmente importantes. La historia económica demuestra claramente cómo el ingenio humano siempre ha encontrado una manera de resolver lo que en ese momento parecían ser obstáculos insuperables. Los descubrimientos de los que nos beneficiamos hoy alguna vez estuvieron latentes en nuestra imaginación colectiva. Como observó Albert Einstein: “No se puede resolver un problema en el mismo nivel en que se creó. Tienes que elevarte por encima de él al siguiente nivel”. Esta es la trayectoria esperanzadora en la que nos encontramos hoy con respecto al hidrógeno verde.