Hidrógeno verde: qué es, usos y su importancia en la transición energética

En un mundo cada vez más consciente de la necesidad de reducir las emisiones de carbono y combatir el cambio climático, la búsqueda de fuentes de energía limpias y sostenibles se ha intensificado. Entre las soluciones más prometedoras se encuentra el hidrógeno verde, un recurso energético que podría transformar significativamente diversos sectores industriales y de transporte.

En este artículo, trataremos qué es el hidrógeno verde, cómo se obtiene, sus principales usos, ventajas y desventajas, y su impacto en la transición hacia un futuro energético más limpio. Ahora bien, si quieres profundizar mucho más en este tema, te recomendamos el Curso en Hidrógeno Verde y el Curso en Cambio Climático de la Universidad Europea, incluidos ambos en nuestra oferta académica de cursos online.

¿Qué es el hidrógeno verde?

El hidrógeno verde es un tipo de hidrógeno producido a partir de fuentes de energía renovable, como la solar, eólica o hidroeléctrica.

A diferencia del hidrógeno gris (obtenido a partir de combustibles fósiles) o el hidrógeno azul (producido a partir de gas natural con captura de carbono), el hidrógeno verde se genera sin emisiones de dióxido de carbono (CO2). Esta condición lo convierte en una opción verdaderamente sostenible y amigable con el medioambiente.

¿Cómo se obtiene el hidrógeno verde?

El proceso más común para obtener hidrógeno verde es la electrólisis del agua y consta de varios pasos fundamentales:

1. Generación de electricidad renovable: primero, se debe generar electricidad a partir de tipos de energías renovables como la solar, eólica o hidroeléctrica. Esta será la fuente de energía necesaria para llevar a cabo la electrólisis del agua.
2. Preparación del electrolito: en función del tipo de electrólisis, se prepara el electrolito necesario para el proceso. Por ejemplo:
   1. Alcalina: se utiliza una solución acuosa de hidróxido de potasio (KOH) como electrolito.
   2. PEM: se usa una membrana de intercambio de protones (PEM) como electrolito sólido.
   3. De alta temperatura: se emplea vapor de agua a alta temperatura como electrolito.
3. Electrólisis: durante esta etapa, se aplica una corriente eléctrica a través del electrolito utilizando dos electrodos: un cátodo y un ánodo.
   1. En el cátodo: aquí ocurre la reacción de reducción. El agua se descompone en hidrógeno molecular (H2) y electrones (e-).
   2. En el ánodo: en este electrodo tiene lugar la reacción de oxidación. Los electrones liberados en el cátodo se combinan con iones hidroxilo (OH-) para formar oxígeno (O2) y agua (H2O).
4. Almacenamiento y utilización del hidrógeno: el hidrógeno producido puede almacenarse en forma gaseosa o líquida. O bien, puede ser empleado directamente como combustible en aplicaciones como pilas de combustible, para vehículos, generación de energía eléctrica, producción de amoníaco u otros productos químicos, entre otros usos. Estos los veremos a continuación, en el siguiente apartado.

¿Para qué sirve el hidrógeno verde? Principales usos del hidrógeno verde

El hidrógeno verde tiene múltiples aplicaciones que lo posicionan como un recurso muy versátil en la lucha contra el cambio climático:

• Transporte: se utiliza en pilas de combustible para vehículos eléctricos, desde automóviles y autobuses hasta camiones y trenes. Los vehículos propulsados por hidrógeno no emiten contaminantes, solo vapor de agua.
• Industria: es una materia prima esencial en la producción de productos químicos como amoníaco y metanol, y en procesos industriales que requieren altas temperaturas, como la producción de acero.
• Generación de electricidad: puede emplearse en celdas de combustible para generar electricidad en lugares remotos o como respaldo en sistemas de energía renovable.
• Calefacción y refrigeración: puede proporcionar calefacción y refrigeración en edificios residenciales y comerciales, sustituyendo a los sistemas tradicionales de combustibles fósiles.
• Almacenamiento de energía: actúa como un medio eficiente para almacenar excedentes de energía renovable, permitiendo un suministro constante incluso cuando las condiciones meteorológicas no son favorables para la generación de energía solar o eólica.

Ventajas y desventajas del hidrógeno verde como fuente de energía

Ventajas

• Cero emisiones: la producción y el uso de hidrógeno verde no generan emisiones de CO2. Por tanto, contribuye significativamente a la reducción de gases de efecto invernadero.
• Sostenibilidad: se obtiene a partir de recursos renovables, convirtiéndose en una fuente de energía inagotable y respetuosa con el medioambiente.
• Versatilidad: puede usarse en una amplia variedad de aplicaciones como hemos visto en el apartado anterior.
• Almacenamiento de energía: ofrece una solución eficaz para almacenar energía renovable y gestionar la intermitencia de fuentes como la solar y la eólica.

Desventajas

• Coste: la producción de hidrógeno verde sigue siendo más costosa que la de hidrógeno gris o azul, aunque cada vez menos gracias al avance de la tecnología.
• Infraestructura: la infraestructura necesaria para producir, almacenar y distribuir hidrógeno verde aún está en desarrollo, lo que requiere inversiones significativas.
• Eficiencia: el proceso de electrólisis tiene una eficiencia energética menor comparada con otras formas de producción de hidrógeno. Esta circunstancia puede limitar su competitividad en el corto plazo.

Impacto del hidrógeno verde, ¿por qué es tan importante para la transición energética?

El hidrógeno verde es muy importante para la transición energética por su potencial para descarbonizar sectores que son difíciles de electrificar como, por ejemplo, son la industria pesada y el transporte de larga distancia. Su capacidad para almacenar y liberar energía renovable de manera eficiente permite una mayor integración de estas fuentes en la red eléctrica, mejorando la estabilidad y resiliencia del sistema energético.

Además, el desarrollo de una economía del hidrógeno verde puede generar importantes beneficios económicos, incluyendo la creación de empleos en nuevas tecnologías y la reducción de la dependencia de los combustibles fósiles importados. A medida que los gobiernos y las empresas invierten en infraestructura y tecnología de hidrógeno verde, se espera que los costes disminuyan y su adopción se acelere, impulsando una transición energética más rápida y efectiva.

En conclusión, el hidrógeno verde representa una solución potente y polifacética para abordar los desafíos del cambio climático y avanzar hacia un futuro energético más sostenible. Con el apoyo adecuado y el continuo avance tecnológico, puede desempeñar un papel central en la configuración de un mundo más limpio y resiliente para las futuras generaciones.