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Hidrógeno verde
¿Qué es el hidrogeno verde?
El hidrógeno verde se genera a través de un proceso llamado electrólisis, en el que se utiliza electricidad renovable (proveniente de fuentes como la energía solar o la energía eólica) para separar el hidrógeno del oxígeno presente en el agua (H₂O). Este proceso es libre de emisiones de carbono, lo que convierte al hidrógeno verde en una energía limpia y esencial para reducir la dependencia de combustibles fósiles como el petróleo y el carbón.
Cómo se produce el hidrógeno verde
El proceso de producción de hidrógeno verde a través de electrólisis implica los siguientes pasos:
- El agua utilizada para la electrólisis contiene sales y minerales para conducir la electricidad.
- Dos electrodos sumergidos en el agua aplican una corriente continua, disociando el hidrógeno y el oxígeno.
- Durante la electrólisis, se produce una reacción de oxidación-reducción, separando el hidrógeno (H₂) del oxígeno (O).
Este proceso es alimentado por electricidad generada a partir de energías renovables, lo que convierte al hidrógeno verde en una solución clave para reducir nuestra huella de carbono.
Clasificación del hidrógeno
Existen varios tipos de hidrógeno según su método de producción:
- Hidrógeno gris: Producido a partir de combustibles fósiles como el gas natural, emitiendo 11 kg de CO₂ por cada kg de hidrógeno.
- Hidrógeno azul: Similar al hidrógeno gris, pero con tecnologías de captura de CO₂.
- Hidrógeno verde: Generado a partir de energía renovable y considerado 100% limpio y sostenible.
- Hidrógeno de biogás: Producido mediante el reformado del biogás o biomasa, bajo criterios de sostenibilidad.
Descarbonización
El hidrógeno verde es considerado una de las fuentes de energía clave para la descarbonización de sectores industriales y de transporte. Se produce a partir de energías renovables como la solar o eólica mediante el proceso de electrólisis del agua, sin emisiones de CO2
Aplicaciones industriales del hidrógeno
Almacenamiento de Energía y Generación de Electricidad
Es la más importante y rentable posiblemente a corto plazo, como variante a las baterías tradicionales con cortos ciclos de vida
Aplicación
El hidrógeno verde puede servir como una forma de almacenar energía generada a partir de fuentes renovables como la solar y la eólica, que son intermitentes. En lugar de desperdiciar el exceso de energía cuando la demanda es baja, se puede convertir en hidrógeno mediante electrólisis y almacenarse para su uso posterior en momentos de alta demanda o cuando las fuentes renovables no están disponibles.
Impacto
Esto permite una integración más eficiente de las energías renovables en la red eléctrica y garantiza la estabilidad del suministro energético.
Ejemplo
Empresas como Siemens están trabajando en soluciones de almacenamiento de hidrógeno a gran escala para complementar la red eléctrica.
Inyección en red de gas natural
Mezcla de hidrógeno y gas natural: La inyección de hidrógeno en la red de gas permite reducir las emisiones de CO₂ en sectores que todavía dependen del gas natural, como la industria, calefacción o generación eléctrica.
Bajas emisiones de gases de efecto invernadero
Al mezclar una proporción de hidrógeno verde con gas natural (biometano o gas fósil), se reduce la intensidad de carbono de la mezcla. Cada vez que se reemplaza una parte del gas natural (que es un combustible fósil) por hidrógeno, las emisiones de gases de efecto invernadero disminuyen.
Uso en España
España está explorando mezclas de hasta el 20% de hidrógeno en las redes de gas sin necesidad de modificaciones significativas en las infraestructuras ni en los equipos que usan este gas.
Ventajas de inyectar hidrógeno
Una de las grandes ventajas de inyectar hidrógeno en la red de gas es que se pueden utilizar las infraestructuras de gasoductos, almacenamiento y distribución ya existentes, evitando la necesidad de construir una red totalmente nueva para el transporte del hidrógeno.
Hibridación con altos hornos y grandes consumos de gas
Se usa principalmente en las industrias siderúrgica, química o petrolífera
Amoníaco
El hidrógeno es esencial en la producción de amoníaco (NH₃), que a su vez se utiliza en la fabricación de fertilizantes. Actualmente, se usa hidrógeno gris (producido con combustibles fósiles), pero el hidrógeno verde permite que el proceso sea libre de carbono.
Siderurgia
El hidrógeno verde se utiliza como reductor de hierro en lugar del carbón (o coque) en el proceso de fabricación de acero. En la producción tradicional de acero, el proceso de reducción de hierro genera grandes cantidades de CO₂, pero con hidrógeno verde, el subproducto es agua.
Refinerías de petróleo
Las refinerías de petróleo utilizan hidrógeno para varios procesos, como el desulfurado del crudo y la mejora de la calidad de los combustibles. En lugar de usar hidrógeno gris, que proviene del gas natural, las refinerías pueden optar por hidrógeno verde para descarbonizar parte de sus operaciones.
Combustibles
El hidrógeno verde puede combinarse con CO₂ capturado para producir combustibles sintéticos como el e-diesel, e-gasolina o e-queroseno. Estos combustibles pueden ser utilizados en motores de combustión tradicionales, pero con una huella de carbono mucho más baja, ya que el CO₂ utilizado proviene de fuentes no fósiles.
Sustitución de motores de combustión en la industria pesada
Se aplicala sustitución por motores de H2 en la automoción, barcos, aviones….
Camiones de largo recorrido
Los camiones de largo recorrido pueden beneficiarse del hidrógeno verde mediante pilas de combustible de hidrógeno. A diferencia de los vehículos eléctricos que dependen de baterías, los camiones de hidrógeno tienen tiempos de recarga rápidos y una autonomía mucho mayor, lo que los hace ideales para largas distancias.
Buques y barcos
Los buques y barcos pueden utilizar hidrógeno verde como combustible mediante pilas de combustible o combustibles sintéticos derivados del hidrógeno (como el amoníaco verde). La industria marítima es responsable de aproximadamente el 2-3% de las emisiones globales de CO₂, y el hidrógeno verde puede ser una solución para reducir este impacto
Transporte aéreo
Si bien el transporte aéreo es uno de los más difíciles de electrificar debido a las limitaciones de peso y autonomía de las baterías, el hidrógeno verde puede utilizarse tanto en pilas de combustible como en la producción de e-queroseno; un combustible sintético derivado del hidrógeno verde.
El futuro del hidrógeno verde en España
España está en una posición privilegiada para liderar la producción de hidrógeno verde en Europa, gracias a sus recursos renovables y el apoyo gubernamental. El Ministerio para la Transición Ecológica y el Reto Demográfico ha desarrollado una hoja de ruta que establece el objetivo de alcanzar una capacidad instalada de 4 GW de electrólisis para 2030, con una inversión estimada de 8.900 millones de euros
Visión 2030: Objetivos clave
- 4 GW de capacidad instalada de electrolizadores en 2030.
- 8.900 millones de euros de inversión en el sector del hidrógeno verde entre 2020 y 2030.
- Exportación de hidrógeno verde a Europa, especialmente al norte del continente.
Con la hoja de ruta del gobierno español y el apoyo de la Unión Europea, España tiene todas las condiciones para convertirse en un hub global de hidrógeno verde. Además, las instituciones españolas y europeas siguen apostando por el hidrógeno como un pilar fundamental en la transición energética.