El hidrógeno: ¿Tenemos hoy la fuente de energía del futuro?

El hidrógeno podría convertirse en el próximo actor dominante en las energías renovables a medida que las condiciones macroeconómicas favorables impulsen la adopción, la asequibilidad y la innovación, según el equipo de Innovación en Movilidad de BNY Mellon.

Aunque el hidrógeno se encuentra en todas partes, desde el aire hasta la tierra, e incluso en el espacio, está unido a otros elementos; por lo que es necesario extraerlo antes de que pueda ser una fuente de energía viable.

Tradicionalmente, se produce utilizando combustibles fósiles como el gas natural, el petróleo y el carbón. Pero ha aumentado la demanda para producir hidrógeno mediante electrólisis, un proceso que se basa en la electricidad para dividir el agua en hidrógeno y oxígeno. En la actualidad, este método sólo representa el 1% de toda la producción de hidrógeno, pero según el equipo, para que el hidrógeno sea realmente ecológico, deberá producirse utilizando recursos renovables.

"Aunque la infraestructura necesaria aún está en pañales, estamos viendo fuertes compromisos con la investigación y el desarrollo en todo el mundo, apoyados por medidas tanto fiscales como políticas", comenta el gestor de cartera de BNY Mellon, Rob Zeuthen. "El principal problema es la falta actual de infraestructuras, así como el mayor coste de fabricación del hidrógeno verde. Una vez que esa infraestructura se amplíe y la demanda global aumente, creemos que su coste bajará a un nivel competitivo".

Uno de los temas más frecuentes que aceleran la demanda de hidrógeno verde es la migración mundial hacia las cero emisiones netas de carbono. Muchas regiones del mundo han inclinado las políticas gubernamentales hacia la inversión en hidrógeno. Hasta ahora, la región más agresiva ha sido Europa, según el equipo. El Acuerdo Verde de la UE tiene como objetivo una financiación acumulada de hasta 470.000 millones de euros para el ecosistema del hidrógeno renovable para 2050. Los fondos se destinarán a tres áreas:

• Conseguir que la producción de hidrógeno verde alcance los 10 millones de toneladas métricas en 2030.
• Aumentar la capacidad de producción de electrolizadores hasta 6 gigavatios (GW) en 2024 y 40GW en 2030.
• Creación de un mercado de hidrógeno renovable en euros.

China también es una gran defensora de la construcción de infraestructuras para hacer del hidrógeno verde una opción energética viable. Su objetivo es que en 2030 haya un millón de vehículos impulsados por hidrógeno en las carreteras, frente a los 5.000 actuales. Asimismo, también tiene como objetivo que el 10% de su energía proceda del hidrógeno en 2050.

En EE.UU. el panorama es algo diferente, pero se está avanzando en algunos estados. "Aunque EE. UU. aún no tiene un plan oficial de hidrógeno a nivel nacional, esperamos que la administración Biden publique algo al respecto", afirma Zeuthen. "Sin embargo, California tiene una política según la cual el hidrógeno verde en la industria del transporte debe ser del 50% para 2030 y del 90% para 2050".

El Departamento de Energía de EE.UU. (DoE) estima que la economía del hidrógeno puede aportar 750.000 millones de dólares anuales de aquí a 2050 y crear más de tres millones de puestos de trabajo solo en EE. UU. Además, este organismo también prevé que las tecnologías del hidrógeno, como las pilas de combustible, que utilizan hidrógeno para generar electricidad, puedan aportar ingresos de 2,5 billones de dólares en 2050. El DoE afirma que el gasto acumulado en infraestructuras de hidrógeno para su producción, almacenamiento y transporte podría alcanzar los 11 billones de dólares en 2050.

¿Y cuándo llegamos?

En comparación con los vehículos de batería, una de las ventajas de los vehículos eléctricos de pila de combustible (FCEV), impulsados por hidrógeno, es que los tiempos de repostaje son más rápidos, lo que supone una interrupción menor en la ruta del conductor. Aunque el coste no es el ideal, ya que los camiones FCEV son aproximadamente tres veces más caros que sus homólogos diésel, podría reducirse a 1,2 veces el coste del diésel en 2030, según el Consejo del Hidrógeno.

Para propulsar los vehículos con hidrógeno, se utilizan pilas de combustible para convertirlo en electricidad. A continuación, se colocan de forma conjunta para aumentar la capacidad de tensión. En opinión del equipo, dado que el conjunto representa la mitad de los costes del sistema de pilas de combustible de hidrógeno, será necesario mejorar la tecnología para que sea más asequible.

Otra ventaja de los FCEV en comparación con los camiones con batería es un sistema de transmisión más ligero, lo que permite transportar más carga, añade el equipo. Como el sistema eléctrico de batería puede ser más pesado, puede afectar a la capacidad de carga útil de un camión, lo que en última instancia tiene consecuencias económicas negativas para las empresas de transporte.

Mientras que los vehículos eléctricos alimentados por baterías están de moda cuando se trata de vehículos de pasajeros, es probable que el hidrógeno sea más adecuado para los vehículos comerciales más grandes al principio.

"Consideramos que el sector del transporte por carretera, especialmente en los segmentos de media y larga distancia, es el área más atractiva para el hidrógeno verde como combustible, a medida que se produce la transición a un mundo con cero o menos emisiones", añade el gestor de cartera de BNY Mellon, Frank Goguen. "También vemos potencial de crecimiento en los autobuses y los trenes, ya que cuentan con rutas fijas en las que puede ubicarse la infraestructura de repostaje para facilitar el acceso".

Más que un simple combustible para el transporte

Aunque se espera que el hidrógeno gane terreno en el transporte, ya tiene multitud de usos. En la actualidad, se utiliza como materia prima química en industrias como el refinamiento del petróleo y la producción de amoníaco, metanol, acero y cemento, así como en la industria alimentaria y farmacéutica.

"Estas industrias seguirán utilizando el hidrógeno como materia prima, mientras que las nuevas aplicaciones lo utilizarán como fuente de energía. Esto incluye segmentos de transporte como los autobuses, el transporte por camión, por ferrocarril, por aire y marítimo, así como el almacenamiento de energía utilizado para la energía estacionaria y de reserva para la red eléctrica y los centros de datos", añade Zeuthen.

Aunque no debería faltar demanda, el coste del hidrógeno verde ha sido un impedimento clave para su aplicación práctica. Pero a medida que la innovación avanza, su coste debería alcanzar la paridad con el hidrógeno basado en los combustibles fósiles en 2030, según el Consejo de Defensa de los Recursos Naturales.

"El aumento de la capacidad de producción de pilas de combustible y electrolizadores reducirá el coste del hidrógeno, al igual que se reduce el coste de la electricidad de origen renovable. Con el tiempo, esto llevará a que los precios sean iguales o inferiores a los de los combustibles fósiles, lo que los hará económicamente viables", concluye Zeuthen.