Por Julián Gómez-Cambronero Alcolea
La primera vez que escribí en Raíz y Rama fue en 2020 y lo hice sobre el coche eléctrico, entonces y ahora uno de los baluartes de la transición energética en la que estamos empeñadas y que trata de que con ciertos cambios sigamos haciendo lo mismo, pese a estar en una situación de emergencia climática y agotamiento de recursos. Se calificaba al coche eléctrico como una alternativa ecológica, verde, limpia y otra serie de calificativos que, a poco que se escarbara, resultaban en muchos casos medias verdades, cuando no mentiras.
Hace cuatro años el hidrógeno verde empezaba a sonar con fuerza como otra alternativa energética y ecológica que la guerra de Ucrania no ha hecho más que reforzar, tras habernos enfrentado a la dependencia y riesgo de escasez en las que vivimos, enganchadas a los combustibles fósiles. Pero aunque pueda fastidiar la fiesta en la que dirigentes políticos, medios de comunicación y empresas nos meten a diario mostrando al hidrógeno verde casi como una panacea, la realidad, una vez más, es muy distinta.
HIDRÓGENO E HIDRÓGENO VERDE; QUÉ SON
El hidrógeno es el elemento químico más abundante que existe –constituye el 75% de la materia del Universo- pero casi siempre se encuentra formando parte de compuestos químicos. Se puede decir que no hay minas o yacimientos bajo tierra y se tiene que separar y extraer de otros compuestos como el metano (CH4), carbón, petróleo, biomasa o agua (H2O). El hidrógeno no es una fuente de energía, sino un vector de energía, esto es, contiene y transporta energía; una explicación gráfica sería decir que viene a ser como una batería.
En la actualidad, la casi totalidad del hidrógeno que se produce procede de hidrocarburos, principalmente del metano -96%- mediante reformado con vapor de agua que, además de obtener hidrógeno, produce CO2 . El hidrógeno que se produce en la actualidad se destina principalmente a la fabricación de amoniaco y fertilizantes, al refinado del petróleo o a la producción de acero y vidrio.
El hidrógeno verde se obtiene del agua mediante electrólisis: se aplica una corriente eléctrica que separa las moléculas del agua obteniendo de un lado hidrógeno y de otro vapor de agua. Un litro de agua contiene 0,1111 kg. de hidrógeno y 0,8889 de oxígeno. Para que el hidrógeno obtenido por electrólisis del agua se denomine “verde” la energía utilizada en el proceso debe proceder de fuentes renovables, como la solar o la eólica.
UN COMBUSTIBLE INEFICIENTE
El principal, aunque no único, inconveniente que plantea la utilización del hidrógeno verde para producir energía es su ineficiencia. A quienes somos profanas en la materia chocará mucho el dato inicial que se encuentra cuando se investiga un poco sobre ello: un kilogramo de hidrógeno verde contiene 33/40 kWh… pero para obtenerlo se necesita una energía equivalente a 55/60 kWh.
¿Cómo es posible, entonces, que se apueste en la manera que se está haciendo por un combustible que consume en su producción mucha más energía de la que aporta? Como apunta el científico del CSIC, Antonio Turiel, la “economía del hidrógeno” que proponía a principios de siglo el economista Jeremy Rifkin se basaba en aprovechar los remanentes de electricidad producida por fuentes renovables en los horarios de bajo consumo. Aunque, ciertamente, existen picos en los que la energía producida de fuentes renovables no se aprovecha, obviamente en el tiempo que estamos y que viene toda la energía que podamos obtener parece resultar poca y las llamadas fuentes renovables tienen unas limitaciones que no las hace posible producir energía ni a todas horas ni todos los días.
Pero ni el consumo energético acaba en su producción, ni es el único inconveniente que el hidrógeno verde presenta.
ALMACENAMIENTO Y TRANSPORTE
La molécula del hidrógeno es una de las más pequeñas que existen, por lo que es muy complicado retenerla, pudiéndose registrar pérdidas de hasta un 2 o 3% diario mientras se mantienen almacenadas en depósitos, sin olvidar que el hidrógeno es altamente inflamable y basta poca energía para que arda o explote. Su baja densidad energética en volumen hace que ocupe mucho espacio y para almacenarlo es necesario aplicarle altas presiones y utilizar depósitos de gruesas paredes y gran peso –un depósito de 180 litros puede pesar 90 kilogramos- mediante un proceso muy complejo.
No obstante existen otras formas de almacenarlo, aunque más complejas, como introducirlo en formaciones geológicas subterráneas o a través de compuestos como el amoniaco o el metanol, de los que luego habría que extraerlo.
Para su transporte hay que tener en cuenta, además, que corroe las tuberías y hace necesario recubrirlas con un plástico protector, lo que impide utilizar las mismas canalizaciones que se utilizan para el gas. Existe la posibilidad de mezclarlo con el gas dentro de los gaseoductos, pero esta mezcla solo sería válida hasta un máximo del 20% de hidrógeno.
Sea para su almacenamiento o transporte, comprimirlo o licuarlo implica añadir más gasto energético que lo hace más ineficiente; entre una y otra forma la que más energía consume es la del hidrógeno líquido, que multiplica por seis el gasto de comprimirlo, aunque su densidad duplica la del estado gaseoso. Comprimirlo a altas presiones implica, además, una importante pérdida de energía.
APLICACIONES COMO COMBUSTIBLE EN NUESTRA ACTUAL SOCIEDAD
El hidrógeno verde se plantea como una alternativa a las necesidades energéticas de nuestra sociedad tanto para el transporte, el hogar o la calefacción. Así pues vamos a ver diferentes opciones que tiene en estos apartados.
Hogar y climatización. Como hemos visto, la producción del hidrógeno verde requiere una cantidad superior de electricidad –para la electrólisis- de la que el propio hidrógeno almacena por lo que no tendría sentido sustituir la electricidad “convencional” por hidrógeno verde, ya que sería necesaria mayor energía para el mismo uso.
Una caldera que utilice hidrógeno verde necesita seis veces más energía eléctrica que una bomba de calor. Si ésta procede de energías de fuentes renovables no es necesario hacer muchos cálculos para realizar la elección.
Existe la posibilidad de utilizar una mezcla de hidrógeno verde y gas (20/80) que sólo reduciría las emisiones de CO2 un 7% -y no un 20% como podría pensarse-.
La utilización de hidrógeno verde en aparatos que pueden funcionar con gas –como calderas u hornos- necesitaría una canalización diferente de la del gas, como ya hemos visto, o una importante y costosa transformación de ésta, además de adaptar las bombas y los equipos de medición, y al producirse la combustión con aire ambiental y no con oxígeno puro, si bien las emisiones de monóxido de carbono podrían ser nulas, se seguirían emitiendo los peligrosos óxidos de nitrógeno (NOx) en un 60%.
Coches. Aunque el hidrógeno libera tres veces más energía que la gasolina o el gas y un vehículo de motor de combustión interna de hidrógeno es un 30% más eficiente que uno de gasolina (Centro Nacional del Hidrógeno), el coche eléctrico resulta 3,2 veces más eficientes que los coches alimentados por pila de hidrógeno.
Aviación. Por sus características, un avión consumiría un mayor volumen de hidrógeno que de los combustibles que actualmente utiliza por lo que, al necesitar cargar mayor peso, la alternativa del hidrógeno sólo valdría para vuelos muy cortos (Agencia Europea de Seguridad Aérea).
Transporte marítimo. Buscando informaciónsobre los combustibles utilizados en el transporte marítimo se llega a la conclusión de que se está usando cualquiera que sirva –chapapote incluido- independientemente de lo contaminante que resulte, por lo que parece que cualquier alternativa es bienvenida. Pero también, de esa manera, es fácil llegar a la conclusión de que la posibilidad de utilizar hidrógeno directamente en los barcos está en sus inicios mientras que serían otros compuestos relacionados con él los que sí se podrían aplicar, como el amoniaco –que ya hemos visto que es uno de los habituales usos que se da al hidrógeno producido- o el metanol –que se obtiene de sintetizar hidrógeno junto a CO2 capturado en plantas de producción-.
¿VERDE?
Recordemos que el hidrógeno “verde” recibe esa calificación porque procede de la electrólisis del agua, proceso que “solo” genera vapor de agua, y porque en este proceso se utiliza energía procedente de fuentes renovables.
Lo primero que hay que decir es que las energías de fuentes renovables sí emiten gases de efecto invernadero, contra el mensaje que desde todas partes se da y que las califica habitualmente como “limpias”. Necesitaríamos un largo artículo para explicar todos esos pormenores pero baste decir, a partir de esa evidencia, que no se puede relacionar al hidrógeno verde con un combustible obtenido con “cero emisiones de CO2”.
En segundo lugar hay que advertir de que no se debe hablar a la ligera del vapor de agua, como si fuera una sustancia inocua. El vapor de agua es un potente gas de efecto invernadero, si bien su permanencia en la naturaleza es corta. Estudios como el publicado en Science en 2010 relacionaban la disminución de vapor de agua en la estratosfera con la ralentización del aumento de temperaturas en la superficie del planeta.
Después de ello debemos volver a la ineficiencia energética del hidrógeno. Sin entrar en más detalles, es obvio que todo lo que suponga ineficiencia energética está relacionado con la necesidad de producir más energía para obtener los mismos resultados y que, incluso aunque ésta provenga de fuentes renovables, conllevará emisiones nocivas y consumo de materiales finitos –molinos, paneles solares, plantas, etc.- además de ocupación del terreno. Esto mismo tendrá que ocurrir si se llevan a cabo grandes proyectos de hidrógeno verde, con la creación, sustitución o reforma de inmensas cantidades de canalizaciones, aparatos o la fabricación de enormes y pesados tanques de almacenamiento.
Viene bien para darse una idea de lo que energéticamente consumiría en recursos y medio ambiente un aumento exponencial de la producción de hidrógeno verde recordar datos como estos:
-cubrir el tráfico aéreo europeo con hidrógeno obtenido a través de energía eólica supondría cubrir de molinos una extensión superior a Hungría,
-producir de manera “verde” todo el hidrógeno que actualmente se obtiene a partir del metano consumiría el triple de toda la energía solar y eólica producida durante 2019 (Hydrogen Science Coalition).
La grave realidad de las pérdidas en el almacenamiento y distribución del hidrógeno añade a la atmósfera grandes cantidades de este gas –mayores, cuanto mayor sea su producción y distribución- lo que tiene dos efectos nocivos.
-Por un lado, los radicales hidroxilos que hay en la atmósfera reaccionan con el hidrógeno. Los radicales hidroxilos reducen la duración en la atmósfera del metano, un gas de efecto invernadero mucho más potente que el CO2 aunque de menor duración –unos veinte años- por lo que a menor cantidad de radicales hidroxilos, mayor duración del metano capturando calor en la atmósfera. Según y cómo, la reducción de CO2 que se achaca a la utilización de hidrógeno verde podría verse compensada con el aumento de la duración del metano en la atmósfera.
-Por otra parte la presencia de hidrógeno en la atmósfera aumenta la del ozono troposférico –relacionado con el aumento de enfermedades respiratorias, reducción de la producción agrícola y daño a ecosistemas- y la del vapor de agua estratosférico, sobre el que ya hemos hablado.
Otra consideración fundamental que se debe hacer sobre la producción de hidrógeno verde y que también suele tratarse a la ligera es que se obtiene a partir del agua. Aunque estemos acostumbradas a ver el agua como un elemento inagotable, no hace falta explicar que hoy en día es un bien escaso, indispensable para la vida y causa de terribles crisis humanitarias cuando escasea o se agota.
Para obtener una tonelada de hidrógeno verde se necesitan nueve toneladas de agua pura, que vienen a ser el doble de agua sin purificar. Si a esto se le suman las pérdidas, tenemos una proporción de 20 toneladas de agua para producir una tonelada de hidrógeno verde. La Unión Europea pretende producir en 2030 diez millones de toneladas de hidrógeno verde, con lo que es fácil calcular la inmensa cantidad de recursos hídricos que serían necesarios.
Y por si caemos en la habitual tentación de pensar en el agua del mar –que consideramos más inagotable aún, si se puede utilizar esta expresión-, la proporción de agua necesaria para producir hidrógeno verde se multiplicaría por entre 2,5 y 5 veces, pues sería necesaria la desalación, que sumaría un mayor coste energético a todo el proceso y problemas medioambientales, como la gestión de la salmuera.
¿VOLVEREMOS AL EXTRACTIVISMO COLONIAL?
En el mundo desarrollado, especialmente en Europa, hemos hecho norma que cuando determinados recursos fundamentales para nuestra economía se van acabando o, simplemente, no disponemos de ellos, viajamos donde sea y los traemos, sea con transacciones comerciales, mediante la corrupción o a sangre y fuego. En el hidrógeno verde empieza a vislumbrarse algo parecido ya sea por, como acabo de comentar, el consumo hídrico que necesita su producción y que seguramente no podemos permitirnos o por la utilización de energías de fuentes renovables a unas escalas que nos resultan casi imposibles de alcanzar.
África y, especialmente, la República Democrática del Congo, ya sufren nuestra transición energética basada, entre otros, en minerales como el coltán, el cobre o el cobalto, pero el hidrógeno verde ya se plantea como otro combustible “verde” a obtener sobre las espaldas congoleñas. El proyecto Inga III, una megapresa en el río Congo sería una gigantesca fuente de energía eléctrica para producir hidrógeno verde con destino a Alemania.
“Produzcan hidrógeno verde y podrán contar con nosotros como compradores” decía en noviembre pasado el canciller alemán Olaf Scholz en una reunión con líderes africanos.
Alemania pretende invertir 4.000 millones de euros en proyectos como la megapresa en el río Congo para rebajar las emisiones contaminantes alemanas en un proyecto que aparentemente supondría un beneficio mutuo para los dos países.
A quienes conocemos la Historia del Congo y su realidad diaria, palabras como las pronunciadas por el líder alemán en la citada reunión: “África es nuestro socio ideal a la hora de intensificar nuestras relaciones económicas y avanzar juntos hacia un futuro neutro para el clima” (deutschland.de 21-11-2023) nos suenan muy parecidas a las que pronunciara Leopoldo II de Bélgica antes de iniciar en el entonces desconocido Congo uno de los capítulos colonizadores más salvajes jamás habido y amenazan con repetir situaciones como la extracción del cobalto congoleño, de la que se beneficia el mundo desarrollado y una minoría de congoleños y deja contaminación y pobreza al pueblo congoleño. Auguran que, de nuevo, cuadraremos nuestras cuentas en el Norte con una vuelta el extractivismo colonial en África.
CONCLUSIONES
Ni todo es bueno en el hidrógeno verde, como gobiernos, multinacionales y medios de comunicación nos cuentan, ni todo es malo, siempre que se utilice en los márgenes de sus posibilidades reales y no ajustándolo a nuestras necesidades o demandas.
Su ineficiencia energética sólo se puede compensar utilizando para su producción “energía renovable sobrante” pero esto sólo se puede hacer de manera limitada, puntual y localizada; en ningún caso a la gran escala que se pretende. Cualquiera que viva en una zona donde existan molinos para la producción de electricidad o la recorra habitualmente se habrá sorprendido de días ventosos en que los molinos están parados, lo que explica el complejo sistema de producción y distribución de electricidad con distinta procedencia. Viviendo en La Mancha también es fácil suponer el superávit de energía que los paneles solares instalados producen en primavera y verano con muchas horas de sol cada día y una gran insolación durante esos meses.
El hidrógeno, como vector de energía, como “almacenador”, sí puede ser eficaz para almacenar esa energía que ahora mismo se prefiere no producir –molinos- o que no se puede aprovechar en el momento –placas solares- aunque, debido a los problemas para almacenarlo y a las pérdidas que su almacenaje y distribución conlleva, su utilización tendría que ser cercana y rápida, nada parecido, por lo tanto, a la superproducción y distribución mundial que se está vendiendo.
En la manera que he explicado, con producción local y aplicación casi inmediata, es como el hidrógeno verde puede tener sentido. La puesta en marcha en junio de 2023 de una planta de cerámica del grupo PAMESA utilizando para la electrólisis sus propios paneles solares es un ejemplo a considerar.
Otra aplicación para el hidrógeno verde, aunque no poco costosa como hemos visto, sería sustituir al hidrógeno gris, obtenido a partir de metano, con grandes emisiones de CO2.
Pero la obcecación de unos ignorando la realidad del hidrógeno verde y el interés particular de otros nos meten en caminos suficientemente trillados que no llevan a ninguna parte, en una situación mundial que deja pocas alternativas para seguir adelante y que necesita de decisiones valientes.
Mi agradecimiento a Sonia Rubio Hernando por su trabajo de revisión
Publicado en la revista Raíz y Rama, marzo 2024
