El hidrógeno verde se está perfilando como el combustible cero emisiones que se impondrá en el futuro. Se trata de la energía elegida por la Comisión Europea para transformar su sistema energético responsable del 75% de las emisiones de GEI del continente, y así cumplir el Pacto Verde Europeo.

Con este fin, destinará hasta 30.000 millones de euros durante los próximos 10 años, tal y como recoge A Hydrogen Strategy for a climate-neutral Europe del European Clean Hydrogen Alliance. Su finalidad es la de integrar toda la cadena de valor del hidrógeno, incluyendo la industria, las administraciones públicas locales y nacionales, la sociedad y otros agentes del entorno.

La inversión en hidrógeno verde favorecerá un crecimiento económico y creará empleos sostenibles, que serán críticos en la UE en el contexto de recuperación de la crisis del COVID-19

El director ejecutivo del organismo de la UE The Fuel Cells and Hydrogen Joint Undertaking (FCH JU), Bart Biebuyck, declaró: “La FCH JU apoya el desarrollo de electrolizadores de alto rendimiento por parte de la industria europea que pueden operar dinámicamente con energía renovable, ayudando a equilibrar la red eléctrica. La ampliación en este campo es clave para la industria, el transporte y los edificios sostenibles, y este proyecto es un paso firme para avanzar hacia la electrólisis de cientos de megavatios o incluso gigavatios”.

La FCH JU ha concedido, entre otras, una subvención de 11 millones de euros al proyecto que Nouryon y Gasunie llevarán a cabo en Delfzijl, en los Países Bajos. Este proyecto prevé convertir la electricidad renovable en 3.000 toneladas anuales de hidrógeno verde.

Los gobiernos de los países europeos ya están propiciando, mediante financiación pública, que el hidrógeno verde sustituya en la medida de lo posible los combustibles fósiles en el sector industrial, residencial y en el de la movilidad.

El Plan de España “Hoja de Ruta del Hidrógeno: una apuesta por el hidrógeno renovable” quiere posicionar el país como referente en la producción de hidrógeno verde por la ventaja de España frente a los otros países europeos en la captación de energías renovables, que harían de España un exportador de energía. El propósito es llegar en 2030 a 4GW de capacidad de producción de hidrógeno verde con una inversión, pública y privada, de 8.900 millones de euros en 10 años, el 10% del objetivo de la UE para 2030.

España tiene 61,2 gigavatios de capacidad de energía renovable

España tiene 61,2 gigavatios de capacidad de energía renovable -incluyendo la eólica, la solar, la biomasa y la hidroeléctrica- y tiene como objetivo alcanzar 60 gigavatios adicionales en 2030.

“Las cosas se están poniendo muy competitivas”, dijo Sara Aagesen, secretaria de estado de energía, “España tiene la capacidad de convertirse en un actor relevante en el sector del hidrógeno renovable aprovechando nuestro alto potencial de generación de energía renovable a precios muy competitivos “.

El Instituto Catalán de la Energía (Icaen) acaba de poner en marcha la Mesa del Hidrógeno de Cataluña, en la que 40 empresas, entidades y administraciones trabajarán conjuntamente para desarrollar tecnologías de este combustible cero emisiones.

Esta tecnología ya está “lista para el gran momento”, Fatih Birol, director ejecutivo de la Agencia Internacional de la Energía.

El hidrógeno constituye aproximadamente el 75% de la materia del universo y también es el elemento más abundante. Es un portador de energía y tiene la ventaja de que su densidad de energía es tres veces la de los combustibles fósiles. El agua es la portadora del hidrógeno. La electrólisis separa el agua obteniendo hidrógeno y oxígeno.

Cuando quemamos el hidrógeno recuperamos la energía invertida y obtenemos agua

La energía que se utiliza actualmente para conseguir esta separación proviene del gas natural o del carbón, y supone unas emisiones de 830 millones de toneladas de CO2 anuales. Estos combustibles fósiles se irán sustituyendo progresivamente por las energías renovables, sobre todo la eólica y la solar. Las emisiones provocadas por la producción del hidrógeno son casi de 830 millones de toneladas de CO2 anuales.

El hidrógeno verde permitirá solucionar el problema inherente a las energías renovables, ¿cómo aprovechar el excedente de energía?

¿Es posible aprovechar el excedente?

Actualmente no podemos almacenar los excedentes de las energías renovables. El almacenamiento permitirá fabricar hidrógeno cuando nos sobre electricidad y consumirlo cuando la oferta de electricidad supere la demanda. Y, además, se puede transportar mediante tuberías. Ya hay expertos que proponen adecuar las redes de gasoductos de gas natural existentes.

Pero el hidrógeno será cero emisiones si la fuente de energía empleada en la electrólisis, que separa el hidrógeno del oxígeno, es renovable.

Para transformar el hidrógeno en electricidad, el proceso se hace a la inversa utilizando una pila de combustible. La energía química se transforma en energía eléctrica, mediante el hidrógeno y el oxígeno y se produce electricidad en forma de corriente continua, agua y calor.

Las pilas de combustible pueden ser:

  • Portátiles, para pequeños dispositivos (ordenadores, teléfonos móviles, pequeños electrodomésticos).
  • Estaciones, después de utilizar el hidrógeno como sistema de almacenamiento, éste se puede utilizar para generar electricidad y calor en empresas, hospitales, zonas residenciales, y como generadores de potencia en casos de emergencia en caso de fallo del suministro principal.
  • Aplicaciones en el transporte, como combustible para vehículos eléctricos de todo tipo (coches, camiones, autobuses, barcos). Con la ventaja, en este caso, de que la recarga del vehículo es mucho más rápida.

La demanda de hidrógeno va creciendo porque se usa en la refinación del petróleo, la producción de amoníaco y metanol y en la fabricación de acero. Actualmente la demanda anual es de más de 70 millones de toneladas.

La mitad del hidrógeno producido sirve para fabricar abonos y fertilizantes a partir del amoníaco, por eso si el hidrógeno es verde, el amoníaco también lo será y, por tanto, el uso de los abonos y fertilizantes verdes disminuirán mucho las emisiones del sector agrícola, muy importantes actualmente. Ya hay algunos proyectos europeos en los que uniendo una empresa energética y una empresa de abonos se fabricará amoníaco verde para fertilizantes. Por ejemplo, Ørsted y Yara Interantional en Dinamarca y Holanda o Iberdrola y Fertiberia en España.

El gigante de la energía eólica marina Orsted, ha previsto producir 75.000 toneladas de amoníaco verde al año. El gas limpio, clave para reducir las emisiones de las industrias, se utilizará como fertilizante.

“El amoníaco verde puede ser esencial para permitir la producción sostenible de alimentos; además, se está convirtiendo en el portador de energía neutro en carbono más prometedor para varias aplicaciones energéticas, como el combustible de transporte descarbonizado”, declara Terje Knutsen, vicepresidente ejecutivo y director de Farming Solutions en Yara.

Por su parte, Iberdrola ha puesto en marcha la planta de Puertollano, operativa en 2021, con la voluntad de que sea la planta de hidrógeno verde para uso industrial más grande de Europa. Estará integrada por una planta solar fotovoltaica de 100MW, un sistema de baterías de ion-litio con una capacidad de almacenamiento de 20 MWh y uno de los mayores sistemas de producción de hidrógeno por electrólisis del mundo (20 MW). Todo elloproducido a partir de fuentes 100% renovables que evitarán las emisiones de 39.000 toneladas de CO2 al año.

El proyecto de Puertollano de Iberdrola contará con una inversión de 150 millones de euros y empleará 700 personas

Como ya hemos mencionado este proyecto de Iberdrola va de la mano de Fertiberia, fabricante de amoníaco para los abonos y que ahora empleará el hidrógeno verde que le suministrará Iberdrola, reduciendo en un 10% sus necesidades de gas natural.

Con respecto al tema de los costes de producción, actualmente el hidrogeno verde no puede competir con los combustibles fósiles que están alrededor de 1,5 € / kg en la UE, mientras que la producción de hidrógeno verde se sitúa entre el 2,5 y el 5,5 € / kg. Sin embargo, en los últimos 10 años los costes se han ido reduciendo un 60% y se calcula que en 2030 se habrán reducido un 50% más.

Según un estudio de las universidades de Stanford y de la Técnica de Munich si el excedente de energía renovable que no se puede almacenar, se utiliza para fabricar hidrógeno verde, éste podrá ser rentable.

El hidrógeno, como cualquier otro combustible, puede tener riesgos durante su utilización. Pero con las medidas de seguridad adecuadas, como en los otros combustibles, estos riesgos serán mínimos. De hecho, incluso en muchos casos puede ser más seguro que otros combustibles. Sólo la suma de fallos simultáneos puede producir un accidente grave en un vehículo con pila de hidrógeno.

También será muy importante el uso de este combustible cero emisiones en los puertos. Por ejemplo, el puerto de Rotterdam, con el objetivo de convertirse en un referente de la descarbonización, está construyendo la mayor planta de hidrógeno verde de Europa, el inicio de funcionamiento de la cual está previsto para el 2023. Este puerto cuenta actualmente con 5 refinerías y oleoductos que lo conectan con otras 5 refinerías de los Países Bajos y de Bélgica y Alemania.

En sus planes también está aumentar su capacidad de producir electrolizadores en 150-250 MW y generar 2 GW de energía eólica marina. También proyectan convertir el gas natural y el gas de refinería en hidrógeno, almacenando el CO2 emitido en campos de gas situados bajo el mar del Norte.

En España, en el Puerto de Valencia, se ha puesto en marcha el proyecto piloto H2PORTS para estudiar la viabilidad del desarrollo de una cadena de suministro de hidrógeno verde en el puerto y reducir su impacto ambiental.

Otros proyectos de hidrógeno verde recopilados por el Ministerio para la Transición Ecológica y que han recibido financiamiento público de fondos estatales o europeos, son:

  • SUN2HY (Sun to Hydrogen) en Móstoles (Madrid).

Producción de H2 mediante “electrocatálisis”, de ENAGAS y Repsol.

  • SEAFUEL (Integración sostenible de combustibles renovables en sistemas de transporte locales) en Tenerife.

El proyecto quiere demostrar que alimentar las redes locales de transporte con combustibles producidos a partir de fuentes renovables y del agua del mar, es viable.

  • HIGGS (Hydrogen In Gas Grid: un enfoque sistemático de validación en varios Niveles de mezcla en redes de alta presion)

Estudio para la descarbonización de la red de gas por medio de la inyección de hidrógeno.

  • GREEN HYSLAND: producción de hidrógeno renovable y utilización en movilidad y usos térmicos en un sistema energético extrapeninsular

Promovido por Acciona, Enagas y Cemex entre otros. El objetivo es distribuir y utilizar, en la isla de Mallorca, 300 toneladas de hidrógeno verde del año, producido con energía solar, para reducir las emisiones de CO2 de la isla en unas 20.700 toneladas al año.

Prototipo de una planta de hidrógeno verde, alimentada por un parque eólico marino,
proyectado por la belga Tractebel en una imagen de esta empresa.

Además, el Gobierno, a través del Ministerio de Industria, Comercio y Turismo, mediante el mecanismo “Proyectos Importantes de Interés Común Europeo (IPCE)“, quiere identificar proyectos manufactureros susceptibles de participar en la iniciativa IPCE del hidrógeno verde, con el fin de apoyar la cadena de valor industrial promovida por la Comisión Europea. De momento ya se han recibido 28 propuestas.

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