LA “PALETA DE COLORES” DEL HIDRÓGENO

LA “PALETA DE COLORES” DEL HIDRÓGENO

El Hidrógeno en la Tabla Periódica de los Elementos Químicos

Si el lector sigue la actualidad del mundo de la energía, sabrá que la UE quiere impulsar el Hidrógeno como energía limpia en su estrategia climática, dentro del que se conoce como el European Green Deal, el plan que tiene como objetivo que Europa se convierta en el primer continente neutro en carbono en 2050. El pasado 08/07/2020 la Comisión Europea publicó A hydrogen strategy for a climate-neutral Europe, las líneas generales de este plan.

En palabras del vicepresidente de la Comisión responsable del Pacto Verde Europeo, Frans Timmermans: «La nueva economía del hidrógeno puede ser un motor de crecimiento para ayudar a superar el daño económico provocado por el Covid-19. Al desarrollar y desplegar una cadena de valor de hidrógeno renovable, Europa se convertirá en un líder mundial y mantendrá su dominio en tecnología limpia», así que además de la mejora medioambiental, la idea es que el fomento del Hidrógeno sirva para reactivar la economía europea financiando distintos proyectos de producción, distribución y uso del Hidrógeno y así convertir a Europa en líder mundial en las tecnologías relacionadas. Toda la política europea se basa en el “Hidrógeno verde”, pero ¿es que hay Hidrógeno de distintos colores?

EL HIDRÓGENO, ¿PARA QUÉ SE USA Y CÓMO SE PRODUCE?

USOS DEL HIDRÓGENO

Aprendamos algo más sobre el Hidrógeno. Se emplea en multitud de procesos convencionales, especialmente (en torno a un 72%) en la industria química y petroquímica (refino del petróleo, amoníaco, metanol, etc.). El resto se utiliza en metalurgia, en electrónica y también en la propulsión de vehículos espaciales.

El Hidrógeno constituye alrededor del 75% de la materia visible del Universo. En la atmósfera terrestre hay poco (1 ppm en volumen), porque gracias a su pequeña masa puede “escapar” de la gravedad y se difunde en el espacio. Es el decimoquinto elemento más abundante en la superficie terrestre pero no existen yacimientos de Hidrógeno puro, se presenta en forma de compuestos, como el agua (H2O) o los hidrocarburos (moléculas de H y C), así que es necesario producirlo, para lo cual existen varios métodos. Y es ahí donde empiezan las dificultades: la eficiencia del método de producción, el coste, las emisiones generadas si el objetivo es usar ese Hidrógeno para la descarbonización de la economía…

MÉTODOS DE PRODUCCIÓN DEL HIDRÓGENO, LA RAZÓN DEL HIDRÓGENO “DE COLORES”

Atendiendo al método de producción, el Hidrógeno se clasifica según distintos colores:

HIDRÓGENO “GRIS”

Es el menos sostenible. Hidrógeno «gris» es el que se produce a partir de hidrocarburos aunque también podría incluirse aquí el generado empleando la energía nuclear, no por sus emisiones de CO2 sino por la persistencia de los residuos nucleares. 

En la actualidad prácticamente el 96% del hidrógeno mundial se produce a partir de combustibles fósiles, principalmente por reformado de gas natural con vapor de agua. Aquí lo explican muy bien, aunque en inglés. Esta forma de producir Hidrógeno tiene el problema del uso de recursos no renovables y el de las emisiones de CO2 generadas, aunque es el método más eficiente y económico para producir Hidrógeno (el Hidrógeno producido a partir del gas natural sale por 1,5€/Kg). Cuando trabajaba con Sistemas de Control Industriales participé en las pruebas, comisionado y puesta en marcha de una de estas plantas en la refinería Gibraltar-San Roque de CEPSA, y es que las refinerías de petróleo son grandes consumidoras de Hidrógeno.

La estrategia para el Hidrógeno de la Comisión prevé una trayectoria gradual, con tres frases de desarrollo a diferentes velocidades en los distintos sectores industriales. En la primera fase (2020-2024), el objetivo es precisamente descarbonizar la producción de hidrógeno.

HIDRÓGENO “AZUL”

Similar al “gris” porque se continúa utilizando hidrocarburos para su producción, pero se incorpora alguna Tecnología CCS para capturar el CO2 generado. Esto hace que el Hidrógeno “azul” generado resulte más caro que el “gris” (el Hidrógeno producido a partir del gas natural y utilizando tecnologías CCUS sale por 2€/Kg). Quizás vendiendo ese Carbono capturado como materia prima para otras industrias -en lo que se conoce como CCUS, de Carbon Capture Use and Storage– el Hidrógeno “azul” podría ser más competitivo y sostenible. 

HIDRÓGENO “VERDE”

Es el producido a partir de recursos renovables como la biomasa, la energía solar, la energía hidráulica o la energía geotérmica. 

Bruselas parece querer fomentar el Hidrógeno producido por electrólisis del agua. Hoy en día, la producción de hidrógeno verde mediante este método y utilizando electricidad de fuentes renovables como la solar o eólica resulta caro, entre 2,5 y 5,5 €/Kg. Aunque como destacan desde Europa, sus costes están bajando rápidamente. El precio de los electrolizadores ha caído un 60% en los últimos 10 años y se espera que se reduzca a la mitad de aquí a 2030 debido a las economías de escala

En las regiones de la UE donde la electricidad renovable es barata, los electrolizadores podrán competir con el hidrógeno generado con combustibles fósiles en 2030. Esto tendría una ventaja adicional, ya que el Hidrógeno podría servir para almacenar el excedente de energía eléctrica no consumida -es lo que se conoce como Power-to-Gas, en este caso Hidrógeno- permitiendo así estabilizar la producción eléctrica de las energías renovables, todo un reto como reconoce Red Eléctrica de España por su gran variabilidad (regímenes de viento, radiación solar según la época del año, el día y la noche…)

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PRODUCCIÓN OFFSHORE DE HIDRÓGENO «VERDE»

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Algunas noticias recientes referidas al Hidrógeno y a distintos proyectos de empresas españolas:

Acerinox se une a la revolución del hidrógeno, la empresa siderúrgica ACERINOX comenzará en octubre de 2020 las pruebas para sustituir el Gas Natural por Hidrógeno en su fábrica de Palmones (Campo de Gibraltar) dentro de su estrategia de descarbonización para 2050.

Iberdrola construirá la mayor planta de hidrógeno verde para uso industrial en Europa, el grupo energético IBERDROLA invertirá 150 millones de euros para la construcción de la mayor planta de Europa de producción de Hidrógeno verde para uso industrial.

Repsol construirá una de las mayores plantas de combustibles ‘cero emisiones’ del mundo a partir de hidrógeno verde en Petronor con el apoyo de Saudi Aramco, la petrolera REPSOL construirá en Vizcaya una planta para la producción de combustibles sintéticos cero emisiones.

Enagás apuesta por el desarrollo de una infraestructura de transporte de hidrógeno en Europa, la empresa gasística ENAGÁS junto a otras 10 compañías del mismo sector ha elaborado el informe “Red troncal de Hidrógeno en Europa” para desarrollar una infraestructura específica para el transporte de Hidrógeno en el continente, que permita conectar lugares de producción y de demanda de Hidrógeno. Hay que destacar que mezclado con Gas Natural (hasta un máximo del 20%), el Hidrógeno podría utilizar la infraestructura de transporte ya existente para el Gas Natural, sin necesidad de ninguna modificación.

Víctor D. Parra

6 comentarios

Sergio Jiménez Publicado el09:53 - 21 agosto 2020

Victor, muy interesante y didáctico. Hace poco he estado leyendo y colgando algún artículo en LinkedIn con respecto al H2 verde y posibles usos, pros y cons. Será fundamental el apoyo del gobierno para fomentar e impulsar los posibles proyectos que puedan surgir, pero viendo iniciativas como las de ACERINOX, IBERDROLA y REPSOL esta tendencia se está posicionando como real y con potencial para los años venideros.
Felicidades por el post y espero seguir leyendo artículos tuyos sobre este u otros temas.

Un Saludo
Sergio

    Víctor D. Parra Publicado el11:01 - 21 agosto 2020

    Sí, yo también estoy leyendo sobre el tema y vi el post que compartiste en LinkedIn. Como comentas hay muchos pros y contras en el tema y he encontrado lecturas en las que se afirma que el H2 es la panacea y otros en los que se ponen muchas pegas (eficiencia energética, rendimiento económico, dificultades para su distribución, etc).

    Hay también quien apuesta por la generación de H2 cerca del consumidor (generación distribuida) y quien aboga por grandes centros de producción de H2 y una red de distribución, aunque hay quien dice que eso seguiría favoreciendo a los que ya tienen actualmente una posición predominante y que podrían extenderla en el tiempo (empresas gasísticas con redes de distribución). Es interesante ver este documental https://www.youtube.com/watch?v=Hir7oqBzGzQ que compartía en otra publicación relacionada.

    Cuando escribía el post me pareció interesante incluir ejemplos de algunos proyectos en curso o aplicaciones prácticas que mostraran cómo el H2 era algo «que se estaba moviendo». Estos son un par de proyectos de H2 verde en Portugal (https://www.pv-magazine.es/2020/07/29/hidrogeno-verde-en-portugal/) e H2 azul en Países Bajos (https://www.portofrotterdam.com/en/news-and-press-releases/h-vision-blue-hydrogen-for-a-green-future). Tengo en mente la idea de escribir algo acerca de cómo usamos el H2 en las refinerías de petróleo.

    Como comentaba en el artículo, parece que la UE quiere fomentar el H2 pensando tanto en el Cambio Climático como en la reactivación de la economía tras el COVID-19 y el desarrollo de esta Industria en Europa, convirtiendo al continente en la referencia en esta tecnología, una vez que hemos perdido preponderancia mundial en otros sectores frente a China y a los EEUU.

    Coincido contigo en que el desarrollo de una Economía del Hidrógeno va a necesitar de una acción política (el roadmap del Hidrógeno de la UE es un ejemplo) a base de incentivos y penalizaciones.

    Gracias por dedicar tu tiempo a leerme. Espero contar contigo entre los lectores habituales del blog y además de los que se animen a enriquecerlo con sus opiniones y comentarios.

Víctor D. Parra Publicado el11:21 - 25 agosto 2020

Dejo aquí el enlace al documento THE EU HYDROGEN STRATEGY:HYDROGEN EUROPE’S TOP 10 KEY RECOMMENDATIONS
https://hydrogeneurope.eu/sites/default/files/The%20EU%20Hydrogen%20Strategy_%20%20Hydrogen%20Europe%E2%80%99s%20top%2010%20key%20recommendations_FINAL.pdf

Víctor D. Parra Publicado el11:48 - 25 agosto 2020

Y aquí otro enlace acerca de los trabajos de SIEMENS para conseguir turbinas que quemen hidrógeno

https://www.powermag.com/siemens-roadmap-to-100-hydrogen-gas-turbines/

Víctor D. Parra Publicado el17:49 - 2 septiembre 2020

Dejo aquí el enlace al webinar «El uso del hidrógeno como combustible. El petróleo del futuro» de EALDE Business School. Se celebró recientemente y tenemos la suerte de que lo ofrecen en abierto en su canal de YouTube.

En la ponencia se detallan algunos de los aspectos que se mencionan en este post, por lo que creo que puede ser un complemento excelente.

https://youtu.be/dpyUKcCM2NA

Víctor D. Parra Publicado el17:58 - 2 septiembre 2020

Para quien quiera saber algo más sobre los planes para el Hidrógeno en España, dejo aquí el enlace al documento «Hoja de Ruta del Hidrógeno: una apuesta por el Hidrógeno Renovable», elaborado por el Ministerio para la Transición Ecológica y el Reto Demográfico» y al que he llegado gracias a una publicación en LinkedIn de Green H2 (http://www.greenh2.es/) que ha colaborado en su redacción.

https://www.mytips.es/wp-content/uploads/Hoja-de-ruta-del-Hidrogeno-una-apuesta-por-el-hidrogeno-renovable.pdf

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