En los últimos años, países de todo el mundo están impulsando el desarrollo de la industria de la energía del hidrógeno a una velocidad sin precedentes. Según el informe publicado conjuntamente por la Comisión Internacional de Energía del Hidrógeno y McKinsey, más de 30 países y regiones han publicado su hoja de ruta para el desarrollo de la energía del hidrógeno, y la inversión global en proyectos de energía del hidrógeno alcanzará los 300 mil millones de dólares estadounidenses para 2030.
La energía del hidrógeno es la energía liberada por el hidrógeno durante sus transformaciones físicas y químicas. El hidrógeno y el oxígeno pueden quemarse para generar energía térmica, y también pueden convertirse en electricidad mediante pilas de combustible. El hidrógeno no solo cuenta con una amplia gama de fuentes, sino que también presenta ventajas como una buena conductividad térmica, limpieza, no toxicidad y un alto poder calorífico por unidad de masa. El contenido calorífico del hidrógeno en la misma masa es aproximadamente tres veces mayor que el de la gasolina. Es una materia prima importante para la industria petroquímica y un combustible fundamental para los cohetes aeroespaciales. Ante la creciente necesidad de abordar el cambio climático y alcanzar la neutralidad de carbono, se espera que la energía del hidrógeno transforme el sistema energético mundial.
La energía de hidrógeno es preferida no solo por su nula emisión de carbono durante el proceso de liberación, sino también porque puede utilizarse como portador de energía para compensar la volatilidad e intermitencia de las energías renovables e impulsar su desarrollo a gran escala. Por ejemplo, la tecnología de "electricidad a gas" promovida por el gobierno alemán consiste en producir hidrógeno para almacenar electricidad limpia, como la eólica y la solar, que no se puede utilizar a tiempo, y transportarlo a larga distancia para su posterior aprovechamiento. Además del estado gaseoso, el hidrógeno también puede presentarse como hidruro líquido o sólido, lo que permite diversas modalidades de almacenamiento y transporte. Como energía complementaria poco común, el hidrógeno no solo permite la conversión flexible entre electricidad e hidrógeno, sino que también puede servir de puente para la interconexión de electricidad, calor, frío e incluso combustibles sólidos, gaseosos y líquidos, contribuyendo así a la creación de un sistema energético más limpio y eficiente.
Las diversas formas de energía de hidrógeno tienen múltiples aplicaciones. Para finales de 2020, la posesión mundial de vehículos con pila de combustible de hidrógeno aumentará un 38 % con respecto al año anterior. La aplicación a gran escala de la energía de hidrógeno se está expandiendo gradualmente desde el sector automotriz a otros campos como el transporte, la construcción y la industria. Aplicada al transporte ferroviario y marítimo, la energía de hidrógeno puede reducir la dependencia del transporte de larga distancia y alta carga de los combustibles tradicionales de petróleo y gas. Por ejemplo, a principios del año pasado, Toyota desarrolló y entregó el primer lote de sistemas de pila de combustible de hidrógeno para buques. Aplicada a la generación distribuida, la energía de hidrógeno puede suministrar electricidad y calefacción a edificios residenciales y comerciales. La energía de hidrógeno también puede proporcionar directamente materias primas eficientes, agentes reductores y fuentes de calor de alta calidad para las industrias petroquímica, siderúrgica, metalúrgica y otras industrias químicas, reduciendo eficazmente las emisiones de carbono.
Sin embargo, como fuente de energía secundaria, la energía de hidrógeno no es fácil de obtener. El hidrógeno existe principalmente en el agua y los combustibles fósiles en forma de compuestos en la Tierra. La mayoría de las tecnologías de producción de hidrógeno existentes dependen de la energía fósil y no pueden evitar las emisiones de carbono. Actualmente, la tecnología de producción de hidrógeno a partir de energías renovables está madurando gradualmente, y se puede producir hidrógeno con cero emisiones de carbono a partir de la generación de energía renovable y la electrólisis del agua. Los científicos también están explorando nuevas tecnologías de producción de hidrógeno, como la fotólisis solar del agua para producir hidrógeno y la producción de hidrógeno a partir de biomasa. Se espera que la tecnología de producción de hidrógeno nuclear desarrollada por el Instituto de Energía Nuclear y Nuevas Tecnologías Energéticas de la Universidad de Tsinghua comience a demostrarse en 10 años. Además, la cadena de la industria del hidrógeno también incluye el almacenamiento, el transporte, el envasado, la aplicación y otros eslabones, que también enfrentan desafíos técnicos y limitaciones de costos. Tomando como ejemplo el almacenamiento y el transporte, el hidrógeno tiene baja densidad y es fácil que se filtre a temperatura y presión normales. El contacto prolongado con el acero provocará "fragilización por hidrógeno" y daños en este último. El almacenamiento y el transporte son mucho más difíciles que los del carbón, el petróleo y el gas natural.
Actualmente, muchos países están inmersos en la investigación sobre el hidrógeno en todos sus aspectos, superando las dificultades técnicas que ello conlleva. Con la continua expansión de la infraestructura de producción, almacenamiento y transporte de hidrógeno, el coste de esta energía también tiene un amplio margen de reducción. Las investigaciones indican que se prevé que el coste total de la cadena de valor del hidrógeno se reduzca a la mitad para 2030. Prevemos que la transición hacia una sociedad basada en el hidrógeno se acelerará.
Fecha de publicación: 30 de marzo de 2021