Por Peter Judge, Editor global de DatacenterDynamics

El hidrógeno es el "combustible del futuro". Se anuncia como la respuesta al transporte verde y la energía verde para la industria. Pero en este momento, no tenemos la infraestructura para producirlo y entregarlo donde se necesita.

Para crear una economía de hidrógeno, necesitamos una infraestructura de hidrógeno. Para construir eso, necesitamos saber para qué lo estamos haciendo, y también necesitamos algunas definiciones.

Y ahí es donde empieza a complicarse.

¿No es un combustible?

En primer lugar, lejos de ser el "combustible del futuro", ¿es el hidrógeno siquiera un combustible? No según Popular Mechanics, que dice que es simplemente "una forma de almacenar o transportar energía. Tienes que fabricarla antes de poder usarla".

Puedes ver el punto de PM. El hidrógeno puro no se produce de forma natural (o tal vez sí, pero volveremos a eso). Pero tiene una alta densidad de energía. Contiene más de 150 veces más energía por kg que las baterías de iones de litio e incluso tiene tres veces la densidad de energía por kilo de gasolina o diésel. También es fácil de hacer con agua, usando electricidad.

Entonces, si puede producir hidrógeno, tiene sentido, ya que le brinda una forma de energía fácilmente almacenable y transportable. Con esa densidad de energía, puede hacer funcionar vehículos con hidrógeno y tiene la posibilidad de descarbonizar el transporte (así como sectores industriales como la fabricación de acero).

Es por eso que el Departamento de Energía de EE.UU. (DOE, por sus siglas en inglés) anunció un plan de $ 7 mil millones en 2022 para crear un programa de hidrógeno, que incluye un "tiro a la tierra" con el objetivo de reducir el precio del hidrógeno limpio a $ 1 por kg dentro de una década, haciendo del hidrógeno una alternativa. fuente de energía.

También es por eso que la UE tiene un plan de hidrógeno limpio con objetivos igualmente grandes. Quiere producir 10 millones de toneladas e importar otros 10 millones de toneladas de hidrógeno renovable en la UE para 2030.

Pero, ¿cómo lo haces y cómo lo transportas?

Aspectos prácticos

El hidrógeno es un gas que se puede consumir en turbinas y celdas de combustible, al igual que el gas natural. Pero esta similitud es engañosa.

El gas natural es un combustible fósil (metano) y sus moléculas son grandes en comparación con el hidrógeno, que tiene los átomos más pequeños y ligeros de la tabla periódica.

Los generadores que funcionan con gas natural deben cambiarse si van a funcionar con hidrógeno, algo que ya están haciendo empresas como Rolls-Royce , y parece ser un trabajo relativamente sencillo.

Pero mover hidrógeno es diferente. Puede parecer obvio que la mejor manera de pasar a una infraestructura de hidrógeno es mejorar la infraestructura de gas natural, pero este no es necesariamente el camino correcto.

El transporte de hidrógeno es diferente al de gas natural. En pocas palabras, es más probable que se escape lentamente de cualquier recipiente o tubería, y las tuberías diseñadas para gas natural no funcionarán bien con hidrógeno puro. Esto significa que los movimientos para poner hidrógeno en las tuberías de gas existentes suenan como una propuesta dudosa.

La mayoría de los proyectos, como la iniciativa estadounidense Hyblend, mezclan hidrógeno con gas natural en las tuberías existentes, pero esto es difícil de hacer en concentraciones superiores al 20 por ciento, por lo que no permitirá la descarbonización real.

En cualquier caso, la red de gasoductos de gas natural existente no se adapta a donde se necesita hidrógeno. En áreas cubiertas por redes de gas natural, las tuberías van a la mayoría de los hogares y oficinas para calefacción y refrigeración. Pero estos son usos que se descarbonizan mejor usando electricidad, en lugar de hidrógeno verde.

Terminaremos con una red más pequeña de tuberías de hidrógeno puro que van a menos lugares, y en particular a sitios industriales y de infraestructura, así como a estaciones para recargar vehículos de hidrógeno.

El espectro

La forma en que se produce hidrógeno también es muy importante. Idealmente, se hará por electrólisis, utilizando agua y electricidad renovable, una fuente etiquetada como "hidrógeno verde".

Pero hay otras fuentes en lo que se llama el "arco iris de hidrógeno".

Estos incluyen hidrógeno "negro o marrón", hecho de carbón o petróleo, un ejercicio sin sentido desde el punto de vista de la descarbonización, o hidrógeno "gris" hecho de gas natural, que nuevamente parece inútil ya que el proceso libera tanto CO2 como quemar el gas natural en primer lugar.

El llamado hidrógeno "azul" está hecho de metano, pero con la adición de captura de carbono para eliminar el CO2 generado. Como la captura de carbono todavía es bastante teórica, o al menos en sus inicios, eso no tiene ningún interés.

Si el hidrógeno se hace a partir de la electrólisis, hay más colores, ya que no toda la electricidad es renovable. El hidrógeno producido mediante electrólisis impulsada por energía nuclear a veces se ha llamado hidrógeno "rosa", y recientemente llegó a los titulares en Europa, donde ha sido reconocido como hidrógeno bajo en carbono en la estrategia de hidrógeno del bloque.

Una fuente menos común es el hidrógeno "oro", que es hidrógeno natural que a veces se puede encontrar escapando de depósitos subterráneos. Una empresa australiana, Gold Hydrogen, planea explotarlo en la península de Ramsay y la isla Canguro. Nadie está seguro de cuánto hidrógeno natural hay, o qué tan fácil será explotarlo, pero otra compañía planea crear hidrógeno subterráneo. Camvita Factory dice que puede inyectar microbios y nutrientes en los pozos de petróleo gastado, y los microbios digerirán los depósitos restantes de petróleo, creando hidrógeno y CO2.

Los científicos cuestionan la afirmación de Camvita de que se trata de hidrógeno "dorado", ya que requiere la intervención humana para producirlo. Tampoco es "verde", ya que al lado se produce CO2. Sería "azul" en el mejor de los casos si Camvita puede aplicar de manera confiable el almacenamiento de carbono para mantener el CO2 bajo tierra.

Puntos a tener en cuenta

Cuando llegue la economía del hidrógeno, no estará en sus hogares u oficinas, sino en espacios industriales, en camiones y aviones, y en centros de datos. Se consumirá en pilas de combustible y turbinas. La gran mayoría se generará a partir de electricidad.

Se nos ofrecerán mezclas de hidrógeno al cinco o al 20 por ciento, pero eso no será suficiente para la descarbonización.

Y aunque existe el hidrógeno dorado, no creo que haya una olla de hidrógeno dorado al final del arcoíris del hidrógeno.