Torres de Babel y valles de hidrógeno
«El hidrógeno tiene un papel en la descarbonización de la economía, pero no será el portador universal de energía verde que se perfila en la transición energética»
Ilustración de Erich Gordon.
Sin duda alguna, el químico ruso Dimitri Mendeléyev estaría feliz con la notoriedad que su tabla periódica de los elementos mantiene en el imaginario colectivo 150 años después de su descubrimiento. Al podio indiscutible que el silicio ha mantenido a lo largo de los últimos 40 años con el famoso Silicon Valley a las afueras de San Francisco, se han ido sumando el litio y las tierras raras, que más que tierras son metales pesados. Pero recientemente, y aupado a hombros del tan denostado carbono, el hidrógeno (H por su símbolo) está ganando puestos a marchas forzadas, en esta carrera de armamentos que el cañonazo de la Inflation Reduction Act americana acaba de inaugurar. Lo que no podía haber previsto Mendeléyev es que el tan sencillo hidrógeno se fuera a desplegar, como haz de luz blanca a través de un prisma, en una gama de colores (gris, marrón, azul, rosa, verde) para los que la tabla periódica no tiene cabida.
El hidrógeno hoy apenas representa el 3% de la demanda global de energía, pero al ser un combustible libre de carbono tiene asignado un papel muy importante en la descarbonización de la economía: la Agencia Internacional de la Energía predice que en 2050 cubrirá el 15% de esa demanda global. En estas proyecciones el H aparece como sustituto del carbón en la producción del acero, y como alternativa a los combustibles fósiles en el trasporte pesado por tierra y mar, e incluso en la generación de electricidad. Este H del futuro es el llamado hidrógeno verde que se obtiene a partir de la electrolisis del agua usando exclusivamente fuentes renovables de energía eléctrica -solar y eólica principalmente-. La combustión del H verde emite menos de 1 kg de CO2 por kg de H, y a día de hoy su producción es prácticamente inexistente.
El problema principal del H verde es que la electrolisis del agua consume muchísima energía: para producir un kilo de H verde se necesitan alrededor de 55 kilovatios hora (kWh) de energía renovable. Estos 55kWh nos dicen muy poco en solitario, pero la cifra cobra su verdadera magnitud cuando la conjugamos con los dos millones de toneladas/año de H verde que el hidroducto H2MED (antes BarMar) ambiciona con exportar a Europa central. Porque entonces nos damos cuenta de que necesitaríamos construir alrededor de 50GW (¡!) de nueva potencia renovable para fabricar esos dos millones de toneladas/año. Porque 50GW es superior a la demanda eléctrica máxima que exige toda la economía española en cualquier momento del año (45GW). Porque la capacidad instalada solar y eólica a día de hoy en toda España es también de 50GW, y con ella cubrimos un tercio del consumo nacional. Bien es cierto que en el último año alrededor de 50GW eólicos y solares de nueva planta han obtenido el permiso ambiental, y podríamos pensar que por tanto ya tenemos esa parte del camino resuelta, pero no es así. El Plan Nacional Integrado de Energía y Clima (PNIEC) 2021-2030 prevé en su escenario objetivo que la capacidad instalada de energía eólica y solar en 2030 alcanzará los 90GW. Claramente el PNIEC necesita ponerse al día, pero sigue siendo verdad que estos 90GW estaban previstos para servir dos objetivos más importantes que los del H2MED: 1) sustituir la generación actual de electricidad a partir de combustibles fósiles, que todavía representa un tercio de la producción total; y 2) contribuir al aumento de la electrificación de la economía, asegurando por ejemplo que la mayor demanda de electricidad del creciente parque de vehículos eléctricos sea atendida. Parecería por tanto que con la puesta en marcha del H2MED esos 90GW se quedan muy cortos y tendremos que construir hasta llegar a los 140GW. Por eso sorprende tanto que un proyecto de tantísimo calado (nunca mejor dicho) y con tanta repercusión en los planes nacionales se haya concebido en apenas unas semanas.
«El hidrógeno es muy costoso de almacenar o de transportar por carretera por culpa de su bajísima densidad de energía»
La otra dificultad del hidrógeno (verde o no) es que, al no existir apenas en solitario en la naturaleza, hay que fabricarlo primero. En este mundo todo lo que suponga añadir transformaciones o etapas intermedias en los procesos energéticos supone siempre un mayor gasto. Se dice por eso que el ciclo de vida del H, el que va desde su producción hasta su consumo final, tiene comparativamente a otros combustibles una eficiencia energética baja. Se entiende mejor describiendo uno de estos procesos: producir un kilo de H verde por electrolisis del agua nos cuesta 55kWh de energía eléctrica renovable, pero ese kilo de H solo contiene a su vez 33kWh de energía. En esta primera transformación hemos perdido por tanto un 40% de la electricidad invertida. Si a renglón seguido quemáramos esos 33kWh de H en una pila de combustible que produce electricidad para mover un autobús, perderíamos a mayores un 46% de esos 33kWh, con lo que de los 55kWh iniciales sólo nos quedan 18kWh que trabajen realmente en mover el autobús. Sin embargo, si esa energía eléctrica inicial se empleara directamente en cargar una batería para mover el motor eléctrico de un coche, sólo perderíamos un 20% y habríamos puesto a trabajar 44kWh en lugar de los 18kWh del autobús de H. Resulta que con el H hemos dado un rodeo: usamos electricidad para producirlo y al final lo quemamos para volver a producir electricidad. Y en ese viaje de ida y vuelta salimos perdiendo.
A su baja eficiencia en competencia con la energía eléctrica directa hay que sumar que el H es muy costoso de almacenar o de transportar por carretera por culpa de su bajísima densidad de energía: la gasolina ocupa diez veces menos volumen que el H comprimido para el mismo contenido en energía. El H tiene además la mala costumbre de dañar las paredes de acero y las soldaduras de sus ductos y escaparse a través de ellas, y por eso los hidroductos son mucho más caros de construir que los gasoductos actuales. Por eso la Unión Europea prima la fabricación del H verde cerca de sus lugares de consumo.
El H tiene un papel que jugar en la descarbonización de la economía europea y mundial, pero todo indica que será un papel más bien especializado o de nicho, no el del portador universal de energía libre de carbono que se perfila en muchos de los modelos de transición energética. En su Valle Andaluz del hidrógeno verde, Cepsa ha presentado un proyecto en el que se combinan la ubicación estratégica del puerto de Algeciras, la base industrial de la compañía en su bahía y el excelente recurso solar del valle del Guadalquivir. Para el caso de España, más que exportar hidrógeno verde a Europa central como quien exportara petróleo, sería más valioso importar industria y atraer talento de fuera poniendo en valor nuestra clara ventaja competitiva para un futuro ya próximo en el que las energías renovables marcarán diferencias. Mejor eso que empezar a construir torres de Babel que luego no se terminan.
