Jornadas y Noticias

El hidrógeno

El hidrógeno es el elemento más simple y más abundante del universo. En la Tierra aparece principalmente unido a otros elementos, como el agua o los compuestos orgánicos, incluyendo los hidrocarburos. En condiciones normales es inflamable, incoloro, inodoro y mucho más ligero que el aire.

El gas hidrógeno no se considera una fuente de energía, sino un vector energético que puede utilizarse para almacenar, transportar y transformar energía. La generalización del uso del gas hidrógeno se visualiza en un escenario de producción masiva de energía eléctrica renovable en el que, debido al inherente desfase entre producción y consumo, se haría necesario el almacenamiento de los excedentes de energía eléctrica. Esto facilitaría su almacenamiento estacional y, además, su transporte a diferentes lugares de consumo. En este contexto, el gas hidrógeno sería una de las alternativas más atractivas por su versatilidad y sus potenciales interacciones con la electricidad y el gas natural.

Esquema hidrógeno

Producción de hidrógeno

Al no existir aislado el hidrógeno en la naturaleza, es necesario producirlo, mediante:

  1. la electrólisis del agua, separándolo del oxígeno mediante el aporte de electricidad. Si la electricidad utilizada es de origen renovable, el hidrógeno producido se conoce como hidrógeno verde.
  2. el reformado de hidrocarburos, generalmente gas natural. El reformado de metano (u otros hidrocarburos) consiste en calentar el gas y, mediante el uso de un catalizador, producir una mezcla de hidrógeno y monóxido de carbono. En una segunda reacción, el CO se combina con vapor para producir dióxido de carbono y más hidrógeno, con lo que al final se obtiene una mezcla de CO2 y H2. El proceso global tiene un rendimiento energético del 65% aproximadamente. El que se obtiene de esta manera se conoce como hidrógeno gris, a no ser que vaya seguido de un proceso de captura y fijación de CO2, en cuyo caso se denomina hidrógeno azul.

El gas hidrógeno se utiliza en grandes cantidades en la industria química y petroquímica, obteniéndose generalmente por reformado de gas natural.

Hidrógeno

Usos del hidrógeno en general

Una vez producido, el gas hidrógeno puede utilizarse de distintas maneras:

  • Para producción de electricidad mediante pila de combustible (o mediante turbinas o motores). Si ha sido producido mediante electrólisis con electricidad de origen renovable, el proceso no presentaría ningún tipo de emisiones, ni contaminantes, ni de gases de efecto invernadero. 
  • Como combustible de transporte, en vehículos eléctricos de pila de combustible o utilizando el hidrógeno para producir combustibles sintéticos.
  • Para inyectarlo en la red de gas natural y consumirlo mezclado o recuperarlo mediante procesos de up-grading.
  • Para producir biometano en procesos power-to-gas.
  • Como combustible en calderas o motores térmicos.

Usos del hidrógeno en el transporte

Los vehículos de pila de combustible son vehículos eléctricos que almacenan la energía en forma de gas hidrógeno, en lugar de almacenarla en una batería electroquímica. El proceso global, desde la generación de la electricidad renovable, hasta su uso para impulsar el vehículo, presenta rendimientos en el entorno del 20%, lejos del 70% que presentan los vehículos eléctricos de batería.

Actualmente existen en el mercado muy pocos modelos de turismos, y tienen precios superiores a los 60.000 €. Más dinámico es el mercado de autobuses, con un número importante de ciudades europeas introduciéndolos en sus flotas de transporte urbano e interurbano. Este tipo de vehículos presentan autonomías y tiempos de repostaje comparables a los vehículos convencionales, a diferencia de los vehículos eléctricos de batería.

El hidrógeno se presenta también como una solución para el transporte por ferrocarril, en aquellas líneas cuya electrificación no resulte viable, y para el transporte marítimo.

Vehículo hidrógeno

Hidrógeno y transición energética

De cara a dar viabilidad al uso del hidrógeno verde, los proyectos se conciben con una perspectiva global (ecosistema de hidrógeno), aprovechando la economía de escala que pueden aportar grandes consumos como los de la industria química o petroquímica. Así, se incide en siete funciones de cara a un escenario de transición energética:

Esquema hidrógeno

  1. Integración de energías renovables. Toda la energía renovable producida se puede consumir o almacenar, lo cual incentiva la instalación de más potencia de generación.
  2. Distribución de energía entre sectores y regiones.
  3. Almacenamiento de energía como solución a la estacionalidad de la generación de energías renovables.
  4. Descarbonización del transporte.
  5. Descarbonización de la generación de calor y electricidad en edificios.
  6. Descarbonización de la generación de calor en la industria.
  7. Materia prima de origen renovable para la industria (química, petroquímica, etc.).

Fuente: Hydrogen Roadmap Europe, FCH JU

Hola, ¿hablamos?

Este es el servicio de atención del Ente Vasco de la Energía.