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Hidrógeno Verde: Más allá de la descarbonización

7 de Noviembre 2022 Columnas

El concepto “hidrógeno verde” pareciera haber llegado para quedarse en los medios de comunicación, redes sociales y conversatorios de nuestro país. Y ¿cómo no? Si Chile puede jugar un rol crucial en la producción de esta simple molécula, pero compleja de escalar. Es fundamental que el proceso de implementación se realice con prudencia y certeza, no cayendo en el error de realizar cambios abruptos y desinformados. Los grandes cambios siempre generan incertidumbre, y el hidrógeno verde no está exento de esto. En ocasiones, la incertidumbre deriva en respuestas parciales que se transforman en sesgos y pueden confundir a la sociedad. Por esto, a la hora de hablar sobre hidrógeno verde y su implementación en gran escala, la discusión debe estar apoyada por estudios científicos, estadísticos y económicos actualizados y fidedignos.

Se piensa que el hidrógeno verde reemplazará de manera inmediata a los combustibles fósiles debido al plan mundial de descarbonización o carbono neutralidad de aquí al 2050, como si fuera esta la única finalidad. Ciertamente, los combustibles fósiles utilizados en el sector energético son los principales responsables de las altas emanaciones de COequivalentes (73,2% según Our World in Data, 2016), gas de efecto invernadero y principal responsable del calentamiento global acelerado, por lo que sus emisiones a la atmósfera se deben evitar.

Sin embargo, hay al menos tres razones extras muy importantes que nos obligan a buscar alternativas a los combustibles fósiles más allá del plan de descarbonización. En primer lugar, los combustibles fósiles son una fuente de energía no renovable, que se estima se agotará en el mediano plazo: 49 años quedarían para el gas natural, 54 años para el petróleo y 139 años para el carbón (Our World in Data, 2020). Por esto, tarde o temprano tendremos que prescindir de la explotación de estos recursos naturales.

En segundo lugar, las emanaciones de CO2 no son el único problema que causan los combustibles fósiles, sino también la liberación de sustancias como el dióxido de azufre, dióxido de nitrógeno, compuestos orgánicos volátiles, ozono y material particulado (MP), que son los causantes de la contaminación del aire. Se estima que 8,8 millones de personas murieron en el 2015 debido a la contaminación del aire, donde 3,6 millones de muertes se atribuyeron a la contaminación por combustibles fósiles (Lelieveld et al. 2019). La exposición prolongada a material particulado considerado “grueso” (MP10 o con diámetro aerodinámico entre 2.5 y 10 micrones) o “fino” (MP2,5 o con diámetro aerodinámico menor a 2.5 micrones) es considerada de muy alto riesgo para la salud, especialmente para el sistema respiratorio, y puede causar la muerte. Un reciente estudio muestra que del total de MP2,5 encontrado, el 27,3% es atribuido a la combustión de combustibles fósiles, donde la mitad es aportada por carbón (McDuffie et. al. 2021).

Finalmente, el privilegio de países que poseen yacimientos naturales, específicamente de petróleo, hacen que estos se enriquezcan en desmedro de otras naciones, lo cual ha generado en numerosas ocasiones conflictos bélicos a lo largo de nuestra historia.

El hidrógeno surge como una de las alternativas más prometedoras para combatir las problemáticas señaladas anteriormente, debido a que: (1) es un gas inocuo para el medioambiente, ya que su combustión solo genera agua como subproducto; (2) puede ser obtenido a partir de distintos métodos; (3) y es un vector energético y materia prima para importantes aplicaciones industriales.

Sin embargo, hoy en día, de los más de 90 millones de toneladas producidos anualmente, el 96% es producido con combustibles fósiles como fuente de energía y materia prima, específicamente, mediante el método de reformado de metano, el cual se denomina hidrógeno gris. Del total del hidrógeno producido actualmente, un 46% se utiliza en la refinería del petróleo, un 35% en la producción de amoniaco para fertilizantes, un 14% en la síntesis de metanol y un 5% en la producción de hierro y acero (IRENA, 2022). Por lo tanto, el primer paso es continuar utilizando combustibles fósiles para producir hidrógeno, pero capturando las emanaciones de CO2 (hidrógeno azul). Así, podremos posteriormente desarrollar e implementar métodos de producción de hidrógeno con menos o nula dependencia en combustibles fósiles, como la electrólisis o termólisis del agua mediante energías renovables (hidrógeno verde) o energía nuclear (hidrógeno rosado).

Dado que es imposible detener el uso de combustibles fósiles de forma inmediata – ya sea como  fuente de energía o como insumo para la producción de hidrógeno – es fundamental invertir y fortalecer la investigación y desarrollo sobre la captura, almacenaje y conversión de CO2 a combustibles sintéticos, ya que de esta manera podremos continuar utilizándolos, pero capturando el CO2 que se libera. Esto permitirá secuestrarlo geológicamente (para siempre), o convertirlo nuevamente en un producto útil, siendo esta última una estrategia ideal de descarbonización a corto plazo, pero muy poco comentada. Con esto en cuenta, cada país deberá analizar su mejor estrategia para la producción de hidrógeno en base a su fuente de energía primaria más abundante o con mayor potencial. Chile posee un potencial de energía solar y eólica único en el mundo, que puede ser aprovechado para producir hidrógeno mediante electrólisis del agua a un costo muy económico. Por esto, el hidrógeno verde está tan en boga hoy en día en nuestro país.

Los desafíos científicos e ingenieriles para la producción costo efectiva de hidrógeno verde se concentran en disminuir el costo de la electricidad producida con energía renovable, reducir el costo de los electrolizadores y desarrollar o mejorar las formas de almacenar y transportar el hidrógeno. Se ha hablado en reiteradas ocasiones que el agua es un problema en la producción de hidrógeno verde, sin embargo, existen varios estudios que demuestran lo contrario. Al mismo tiempo, si queremos verdaderamente ser líderes mundiales en la industria del hidrógeno verde, es imprescindible cumplir las metas propuestas en el plan estratégico que los gobiernos han establecido.

Finalmente, se comenta que uno de los aspectos faltantes en el plan estratégico es incorporar a la opinión pública en el tema, incentivando la adopción tecnológica y de procesos. Para lograr esto creo que es fundamental difundir la importancia del hidrógeno verde para Chile y el futuro de nuestro planeta, en municipalidades, colegios, universidades e industria chilena. De esta manera, facilitaremos que la sociedad chilena conozca y posea una opinión con fundamento respecto al tema. Es por ello que en la Facultad de Ingeniería y Ciencias y en el CENTRA de la Universidad Adolfo Ibáñez estamos trabajando con mucho ahínco en este objetivo, mediante distintas iniciativa, como por ejemplo, mediante el programa Vive la Energía.

Publicada por Club Innovación.

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