El dilema del hidrógeno: desentrañando los pros y contras de la producción de hidrógeno azul y verde

En un mundo que cada vez está más preocupado por el cambio climático y el agotamiento de los combustibles fósiles tradicionales, el hidrógeno ha surgido como una fuente de energía alternativa prometedora: aumenta la confiabilidad y la resiliencia de la red energética, mejora la calidad del aire y reduce las emisiones de gases de efecto invernadero, brinda seguridad energética (si se lo produce en forma local) y seguirá contribuyendo a la economía global del empleo.

Sin embargo, la adopción amplia del hidrógeno se enfrenta a un dilema: los desafíos de producirlo de manera eficiente y sustentable. Cuando exploramos los dos métodos principales de producción de hidrógeno -hidrógeno azul y verde- y nos adentramos en los pros y contras, y en lo que se debe mejorar a futuro, podemos empezar a entender cómo superar las barreras tecnológicas para que la energía de hidrógeno sea una realidad viable.

La transformación energética y el dilema del hidrógeno Si observamos los planes de inversión y los proyectos para los próximos doce meses, gran parte de la atención y el enfoque dentro de la industria del petróleo y el gas se concentra en la transformación energética; específicamente, la electricidad verde y el hidrógeno.  

Todos estamos de acuerdo en que quemar combustibles fósiles nos está dañando; se necesita con urgencia una estrategia de descarbonización que ya está en desarrollo.  

Como resultado, estamos pensando y creando de forma innovadora. Las fuentes de energía fijas tradicionales —solar, eólica, petróleo, gas y carbón— se están convirtiendo en nuclear y geotérmica, y el hidrógeno es la última gran novedad. Sin embargo, al priorizar el hidrógeno, estamos creando un conflicto.  

El hidrógeno no es una fuente de energía en sí mismo; es un portador y debería ser usado directamente por el consumidor. Pero cuando consideramos al hidrógeno como una fuente de energía, primero debemos convertirlo en electrones, que también son portadores de energía, y estos electrones deben convertirse en hidrógeno. Esto genera dos portadores en el proceso de generación a consumidor. 

Con esto en mente, el camino de generación a consumidor se convierte en un proceso de cuatro pasos:  

• Generar energía
 
• Convertir la energía en electrones
 
• Convertir los electrones en hidrógeno, y luego
  
• Transportar el hidrógeno por largas distancias hasta el usuario.

Para simplificar esto al extremo, el proceso es equivalente a pedir un paquete, que lo envíen a Purolator, quien luego lo envía a UPS, quien luego lo envía al consumidor.  

No son necesarios los dos portadores y las ineficiencias de este proceso de conversión de energía nos da mucho que pensar y mejorar. 

Hidrógeno azul: ¿un camino pragmático hacia adelante? 
El hidrógeno azul depende del gas natural —un combustible fósil— como su principal insumo. El proceso comienza con la reformado de metano con vapor, en la que el gas natural reacciona con el vapor para formar hidrógeno y dióxido de carbono. Luego, el dióxido de carbono se captura y almacena, evitando que entre a la atmósfera. La captura y almacenamiento de carbono (CCS, por sus siglas en inglés) es la característica definitoria del hidrógeno azul y se considera una solución puente para descarbonizar las industrias que dependen del hidrógeno.

Si bien el hidrógeno azul reduce significativamente las emisiones de carbono y puede almacenarse por mucho tiempo —lo que permite que sea una fuente de energía confiable y estable, especialmente para la energía renovable intermitente— el proceso de captura y almacenamiento de dióxido de carbono requiere energía adicional. También depende del gas natural, lo cual perpetúa la dependencia de combustibles fósiles y pospone los objetivos de un futuro de energía completamente renovable.  

Hidrógeno verde: ¿Un renovable ideal?
El hidrógeno verde, por otro lado, se produce por electrólisis, que implica pasar una corriente eléctrica a través del agua para separar el hidrógeno del oxígeno. La electricidad requerida para la electrólisis también puede provenir de fuentes renovables, lo que hace que el hidrógeno verde sea un portador de energía realmente renovable y sostenible. 

Sin embargo, el alto costo de la producción de hidrógeno verde puede ser un obstáculo, junto con los desafíos para aumentar la escala y para optimizar las tecnologías de optimización del electrolizador. Muchas regiones también enfrentan barreras al momento de acceder a agua limpia para la electrólisis, lo cual llama a preguntarse si la energía utilizada debería usarse de otra forma. 

¿Qué significa esto para el hidrógeno?  Para que el hidrógeno sea más eficiente y superar las barreras tecnológicas, se necesitan avances significativos en varias áreas clave: 

• Electrolizadores. La investigación y el desarrollo de tecnologías de electrolizador son cruciales para mejorar la eficiencia, la durabilidad y los costos. Nuevos materiales y catalizadores avanzados pueden mejorar el desempeño de la electrólisis y hacer que el hidrógeno verde sea más viable económicamente.
   
• Termodinámica y eficiencia. Comprender la termodinámica del proceso de producción del hidrógeno es vital para optimizar el uso de la energía y minimizar las pérdidas.
 
• Infraestructura de energía renovable. Los gobiernos y las industrias deben seguir invirtiendo en infraestructura de energía renovable para garantizar un suministro estable y amplio.
 
• Almacenamiento y transporte de energía. Desarrollar métodos eficientes de almacenamiento y transporte para el hidrógeno es crítico para respaldar su integración exitosa.
 

El dilema del hidrógeno presenta un desafío complejo pero prometedor para un futuro sostenible. Si bien tanto el hidrógeno azul como el verde tienen sus pros y contras, se debe separar el hidrógeno de sus colores y, en su lugar, enfocarse en su valor inclusivo basado en la huella de carbono total. Al enfrentar los desafíos y buscar la implementación del hidrógeno con la infraestructura existente, podemos separar el hidrógeno de su categorización por color y verlo como un camino sostenible hacia adelante. 

Somos optimistas con respecto al futuro. Respecto a reducir las emisiones de carbono del petróleo y el gas. Respecto de maximizar las tecnologías verdes y brindar energía accesible y sostenible para todos. 

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