Hidrógeno

Potencialmente inagotable, no emite gases de efecto invernadero… El hidrógeno no es una fuente de energía, sino un «vector energético»: hay que producirlo y luego almacenarlo antes de utilizarlo. En el futuro, podría desempeñar un papel clave en la transición energética regulando la producción de electricidad a partir de energías renovables intermitentes (solar y eólica).

¿Qué es el Hidrógeno?

El hidrógeno es uno de los elementos naturales que componen el universo, ¡el más pequeño y el más abundante!
El hidrógeno, como el hierro o el cobre, es uno de los 118 elementos naturales conocidos hasta la fecha que componen el universo. Como todos los elementos, se presenta en forma de átomos, es decir, un núcleo alrededor del cual gravitan electrones: en el caso del hidrógeno, es fácil: un solo electrón gravita alrededor de un núcleo formado por un solo protón.

Aunque el hidrógeno es la molécula más abundante del universo, tiene una particularidad: ¡no es una molécula solitaria! En la naturaleza, a menudo se combina con otros elementos, empezando por el agua (H2O) formada por 2 átomos de hidrógeno combinados con un átomo de oxígeno, o en los combustibles fósiles donde el hidrógeno se combina con átomos de carbono (gasolina = C7H16).

Vídeo sobre el Hidrogeno ¿Qué es y que hay detrás de este elemento?

Vídeo sobre el Hidrogeno ¿Qué es y que hay detrás de este elemento? del canal: Cuidemos el Planeta

¿Cómo se produce el hidrógeno?

El hidrógeno no existe en estado puro en el planeta, por lo que hay que producirlo. Para ello se utiliza un componente que contenga hidrógeno y una fuente de energía, como la electricidad. Producir hidrógeno puede, por tanto, consumir mucha energía y emitir CO2.

Existen varias técnicas de producción, pero los expertos se centran actualmente en la electrólisis del agua. En pocas palabras, se utiliza un electrolizador para romper las moléculas de agua y dejar sólo el hidrógeno. Al utilizar electricidad renovable para llevar a cabo esta electrólisis, la producción de hidrógeno estará libre de carbono, lo que la convierte en una fuente de energía verde. A continuación, el hidrógeno se almacena en baterías o en cavernas de sal, según las necesidades y el uso final.

¿Cómo se almacena el hidrógeno?

El hidrógeno tiene una densidad energética en masa muy alta (1 kg de hidrógeno contiene tanta energía como unos 3 kg de petróleo), pero una densidad en volumen muy baja. Hay que transformarlo para almacenarlo en un volumen utilizable.

• comprimiéndolo a 700 bares: 7 litros de hidrógeno pueden contener tanta energía como 1 litro de gasolina;
• licuándolo para comprimirlo aún más a una temperatura de -253°C: 4 litros de hidrógeno líquido equivalen entonces a 1 litro de gasolina.

La densificación del hidrógeno permite utilizarlo a presiones más bajas, pero requiere más energía y, por tanto, es más caro.

El hidrógeno puede almacenarse de distintas maneras (pilas, almacenamiento masivo en cavernas de sal) en función de su uso.

¿Cuáles son los diferentes colores del hidrógeno?

Para diferenciar los distintos tipos de hidrógeno -o, más exactamente, las distintas formas en que se produce- utilizamos un «código de colores»:

• Hidrógeno blanco: hidrógeno en estado natural, es decir, esencialmente en estado gaseoso y sin color.
• Hidrógeno marrón o negro: hidrógeno producido a partir del carbón (o del lignito, un carbón «joven», para el hidrógeno marrón), mediante un proceso de gasificación.
• Hidrógeno gris: hidrógeno producido por reformado con vapor, un proceso por el cual las moléculas de hidrógeno se separan de las moléculas de carbono utilizando vapor. El hidrógeno gris es actualmente el tipo de hidrógeno más común. Representa casi el 70% de la producción mundial de hidrógeno, según L’Usine nouvelle.
• Hidrógeno azul: hidrógeno producido, de nuevo, por vapor-reformación, pero con la ventaja añadida de capturar CO2 gaseoso para su almacenamiento o reutilización. No debe confundirse con el hidrógeno turquesa, que se produce mediante un sistema sólido de captura de CO2 conocido como «pirólisis de metano».
• Hidrógeno verde: hidrógeno producido por electrólisis del agua, utilizando electricidad generada por fuentes de energía renovables. Ni su producción ni su uso emiten CO2 a la atmósfera.
• Hidrógeno rosa (amarillo, rojo o morado): hidrógeno producido también por electrólisis del agua, pero utilizando electricidad generada por energía nuclear.

¿Es peligroso el hidrógeno?

El hidrógeno es un gas… ¡Como cualquier gas, hay que conocer sus características para utilizarlo con seguridad!
El hidrógeno es un gas no tóxico, no corrosivo, no contaminante y sin efectos toxicológicos conocidos (no cancerígeno, no teratogénico*). Puede ser inflamable o explosivo, pero no es más peligroso que el gas natural o la gasolina, y algunas de sus características son incluso ventajas en términos de seguridad: el hidrógeno tiene la ventaja de ser ligero y de fácil dispersión, tanto al aire libre como en un entorno cerrado y ventilado.

En la industria, se utiliza de forma rutinaria desde hace décadas en una amplia gama de aplicaciones, con una tasa de accidentes inferior a la tasa de accidentes industriales.

En la movilidad, donde su uso es cada vez mayor, el depósito de hidrógeno de los vehículos es idóneo para este fin. Las pruebas más extremas han demostrado que los coches impulsados por hidrógeno no son más peligrosos que los tradicionales de gasolina.

En caso de accidente de tráfico, en un aparcamiento subterráneo o en un túnel, la seguridad del depósito de hidrógeno está garantizada por la ventilación y, en caso de incendio, por la liberación controlada de hidrógeno que crea una llama sin generar una explosión.

En resumen, con el hidrógeno, como con cualquier fuente de energía, ¡hay que respetar las normas de seguridad!

¿Cómo se transporta el hidrógeno?

El hidrógeno se transporta generalmente en forma comprimida a través de una red relativamente extensa de tuberías, que suman más de 4.500 km en todo el mundo, de los cuales 1.600 km en Europa y 2.500 km en Estados Unidos.

Países como Japón también están considerando la posibilidad de importar hidrógeno, que se transportaría en barco desde Australia, por ejemplo.

¿Cómo se utiliza el hidrógeno hoy en día?
En la actualidad, el hidrógeno tiene dos usos principales: como materia prima en la producción de amoníaco (fertilizante) y metanol, y como reactivo en el proceso de refinado del petróleo crudo para obtener productos derivados del petróleo, combustibles y biocombustibles.

Sin embargo, el hidrógeno tiene muchos usos posibles y es muy prometedor para descarbonizar varios sectores y apoyar la transición energética.