¿De qué color es tu hidrógeno? No todo el hidrógeno es limpio.

La invasión rusa de Ucrania y el posterior aumento en los precios del combustible y la inflación nos recuerda sombríamente el impacto económico destructivo de nuestra dependencia de los combustibles fósiles. Mientras tanto, las temperaturas están aumentando tanto como los precios de la energía, y las olas de calor mortales de este verano refuerzan el costo humano de la inacción ante el cambio climático. Estas amenazas duales plantean el imperativo de que los países abandonen los combustibles fósiles, en particular el gas natural, y hagan del hidrógeno una alternativa convincente de energía limpia.

Pero, para ayudar a mitigar los impactos del cambio climático y descarbonizar, ese hidrógeno debe estar verdaderamente libre de carbono. No podemos darnos el lujo de invertir en combustibles supuestamente limpios que son más exageraciones que sustancia. Este es exactamente el riesgo que plantean ciertos tipos de energía de hidrógeno que no están libres de carbono.

Si bien el perfil del hidrógeno ha subido y bajado repetidamente durante las últimas décadas, los gobiernos y la industria están invirtiendo fuertemente en la energía del hidrógeno con renovado vigor. La Unión Europea anunció recientemente 5.4 millones de euros (5.48 millones de dólares) en subvenciones al hidrógeno, y el proyecto de ley de infraestructura de Estados Unidos de 2021 incluyó $ 8 mil millones en hidrógeno inversiones. Según la Administración de Información de Energía de EE. UU., los gobiernos han comprometido alrededor de $ 37 mil millones y el sector privado ha anunciado otros $ 300 mil millones para la producción de hidrógeno. EIA predice un aumento de diez veces en capacidad de hidrógeno para 2030.

Pero en estos anuncios se esconden varias banderas rojas. Desafortunadamente, muchas de estas inversiones producirán hidrógeno que será peor desde una perspectiva climática que los combustibles fósiles. Lo más revelador es que algunos de los mayores impulsores del combustible son las empresas de combustibles fósiles. Estos grupos aparentemente apoyan un combustible que promete una rápida descarbonización, pero casi todo el hidrógeno que se produce en la actualidad utiliza enormes cantidades de gas natural y otros combustibles fósiles.

Aproximadamente el 99 % del hidrógeno que se produce a nivel mundial utiliza un proceso de vapor-metano, donde el metano proviene del gas natural y el vapor se produce quemando combustibles fósiles. El proceso separa el hidrógeno al descomponer el metano en dos componentes, hidrógeno y dióxido de carbono. Este proceso de alto consumo de energía y alto contenido de carbono produce lo que se conoce como "hidrógeno gris".

Su primo cercano, el “hidrógeno azul”, se produce mediante el mismo proceso, pero se promociona como más limpio porque su carbono se captura y almacena. Ni el hidrógeno "gris" ni el "azul" producen emisiones de carbono cuando se queman o se convierten en electricidad, pero las fugas de metano durante la producción y el transporte pueden hacer que el hidrógeno azul sea peor que el uso de gas natural.

Existen muchas otras variaciones de color a lo largo del espectro del hidrógeno, pero independientemente de cuántos tonos introduzca la industria del hidrógeno, el "hidrógeno verde" es el único color con un papel potencial en la descarbonización efectiva de la economía. El hidrógeno verde se produce mediante un proceso fundamentalmente diferente. En lugar de vapor de metano, utiliza electrólisis, utilizando electricidad renovable para dividir el agua en hidrógeno y oxígeno.

Entonces, desde una perspectiva de descarbonización, el hidrógeno verde es el único combustible de hidrógeno que puede ayudar a descarbonizar la economía. Pero desde una perspectiva de relaciones públicas, el cabildeo de la industria del petróleo y el gas lamentablemente está teniendo mucho éxito en la promoción del hidrógeno azul. Gran parte de la inversión actual en hidrógeno, incluido el proyecto de ley de infraestructura de EE. UU., subsidia la producción de hidrógeno tanto azul como verde. El peligro es que la exageración sobre el hidrógeno azul pueda retrasar la transición mundial a las energías renovables.

Si bien el resultado final de la producción de hidrógeno es relativamente sencillo, el papel exacto que debe desempeñar el hidrógeno verde en una economía que se descarbonice es más complicado. Considere el transporte personal, donde las celdas de combustible de hidrógeno fueron los primeros contendientes. Honda presentó su automóvil de celda de combustible en 2008, y Toyota hizo lo mismo en 2012. A pesar de que los automóviles de celda de combustible se comercializaron antes que los vehículos eléctricos (EV), las celdas de combustible de hidrógeno no han hecho más que perder terreno frente a los EV desde entonces.

Los vehículos de pila de combustible fueron superados porque los costes de las baterías eléctricas han caído más del 90 % en los últimos doce años, mientras que la autonomía de los vehículos eléctricos ha superado las 300 millas y la infraestructura de carga de baterías ha crecido rápidamente. En comparación, construir una infraestructura de carga para vehículos con celdas de combustible es muy costoso. En parte como resultado, solo hay 46 estaciones de servicio de hidrogeno en los EE. UU., 43 de los cuales están en California.

Hoy, el hidrógeno ha perdido efectivamente la carrera en el transporte personal. Apenas 25,000 automóviles con celdas de combustible de hidrógeno circulan actualmente por las carreteras del mundo y solo dos modelos de vehículos con celdas de combustible están disponibles comercialmente en los EE. UU. En comparación, hay 15 millones de vehículos híbridos enchufables y eléctricos a batería en las carreteras del mundo, en 300 modelos diferentes.

Los vehículos de hidrógeno también tienen muy baja desempeño energético—comparable al de los vehículos de gasolina y diésel, que utilizan apenas un 30-35% de la energía disponible en el combustible que llega a las ruedas motrices. En comparación, uso de vehículos eléctricos de batería 70-80% de la energía disponible. Cuanta más energía se requiere para el transporte, más energía renovable se necesita generar, lo que aumenta los costos. Todo lo cual hace que sea más difícil descarbonizar la economía rápidamente y a gran escala.

Es probable que se produzcan los mismos resultados en el industria de camiones comerciales, que es el único sector de la automoción en el que los fabricantes siguen apostando por las tecnologías de los vehículos eléctricos y de pilas de combustible. Traton, una subsidiaria de Volkswagen que produce las marcas Scania, MAN y Navistar, está apostando por la electricidad a batería, mientras que Daimler y Volvo creen en las celdas de combustible, pero también están invirtiendo en camiones eléctricos a batería. Dada la mayor eficiencia y la continua reducción de costos de las baterías eléctricas y el menor costo de los camiones eléctricos, es probable que la mayoría de los camiones de larga distancia sean eventualmente eléctricos.

Entonces, ¿qué pasa con las otras capacidades del hidrógeno, como el almacenamiento de energía o el suministro de combustible a los buques en alta mar? Estas son ciertamente posibilidades, pero todas tendrán que lidiar con un problema fundamental. La electrólisis es una técnica de producción relativamente simple, pero muy ineficiente. De hecho, si el hidrógeno se produjera a través de la electrólisis alimentada por suministros de electricidad de la red promedio, tendría una huella de carbono tanto como tres veces peor para el clima que las alternativas fósiles. Por supuesto, siempre que la electricidad utilizada en la electrólisis provenga de energías renovables, seguirá siendo limpia, pero exige una gran cantidad de electricidad renovable para producir el combustible.

Importante fuga potencial de hidrógeno durante la producción, el transporte y el uso plantea otro problema fundamental. El hidrógeno es lo que se conoce como un gas de efecto invernadero indirecto: acelera el calentamiento del efecto invernadero por la forma en que interactúa con otros gases en la atmósfera. Esto puede conducir a concentraciones más altas de metano, ozono y vapor de agua en la atmósfera, ya que el hidrógeno actúa como un gas de efecto invernadero más potente que el dióxido de carbono. Además, si bien el hidrógeno es inodoro, insípido, no tóxico y extremadamente inflamable y explosivo, lo que hace que el almacenamiento seguro sea un desafío.

Debido a que la producción de hidrógeno verde renovable requiere mucha energía, el combustible puede ser útil en partes de la economía que de otro modo serían difíciles de descarbonizar. El hidrógeno verde, por ejemplo, podría impulsar procesos industriales intensivos en energía que no son fácilmente electrificables. Volvo anunció recientemente que está colaborando con SSAB, un fabricante de acero sueco, para fabricar acero libre de carbono a partir de hidrógeno verde.

En otros modos de transporte, el hidrógeno verde puede resultar útil como combustible para embarcaciones y aviones de alta mar, que actualmente utilizan combustibles derivados del petróleo. La compañía naviera Maersk está invirtiendo en celdas de combustible o hidrógeno comprimido para sus buques portacontenedores, el fabricante de motores a reacción Rolls Royce está invirtiendo en hidrógeno para alimentar aviones y Jet Blue está invirtiendo en aviones basados ​​en combustible de hidrógeno.

El hidrógeno tiene un papel en la economía descarbonizada, pero debemos tener cuidado con la exageración del combustible. El hidrógeno azul no es una fuente de energía limpia, sino una estrategia de marketing de las empresas de combustibles fósiles diseñada para ampliar la vida útil de los combustibles fósiles. Invertir en hidrógeno azul solo retrasa la adopción de energías renovables. Las inversiones en hidrógeno verde deben tener un objetivo específico. El clima de este verano (olas de calor mortales e inundaciones catastróficas en todo el mundo) nos ha demostrado cuán urgente es evitar cualquier retraso en la descarbonización. No podemos dejarnos distraer por la exageración del hidrógeno.