Hidrógeno Verde

¿QUÉ ES?

El hidrógeno verde es un tipo de hidrógeno producido mediante electrólisis del agua utilizando electricidad generada a partir de fuentes renovables, como la solar, eólica o hidroeléctrica.

A diferencia del hidrógeno gris (producido a partir de gas natural, emitiendo CO₂) o el hidrógeno azul (que captura parcialmente esas emisiones), el hidrógeno verde es completamente limpio y no genera emisiones de gases de efecto invernadero en su producción.

El hidrógeno tiene una densidad energética muy alta (1Kg de H2 tiene la misma energía que 2.6Kg de gas natural o 3Kg de gasolina).

¿COMO SE PRODUCE?

El hidrógeno verde se produce mediante electrólisis del agua, un proceso que separa el hidrógeno (H₂) del oxígeno (O₂) de las moléculas de agua (H₂O) utilizando electricidad. Cuando esta electricidad proviene de fuentes renovables como la energía solar o eólica, el proceso es completamente libre de emisiones de carbono.

La electrólisis se puede realizar con diferentes tecnologías:* AEL (Electrólisis Alcalina)  es la tecnología más madura, pero la menos eficiente* PEM (Membrana de intercambio de protones)  Más eficiente, permite respuestas rápidas a la variabilidad de la energía renovable. Con esta técnica, el agua se descompone en oxígeno, protones y electrones. Tras ello los protones y electrones se combinan para formar hidrógeno.* SOEC (Electrólisis de óxidos sólidos)  En desarrollo, promete alta eficiencia y menos consumo energético.

Después de la electrólisis, el hidrógeno debe ser purificado y comprimido, para su almacenamiento y transporte.

¿CÓMO SE ALMACENA?

Conviene almacenarlo bajo presión. Lo habitual es hacerlo a 30ATM, pero ya se está trabajando en otras soluciones que lo comprimen a presiones más elevadas.

Se puede almacenar como gas comprimido (a alta presión), o como líquido criogénico (enfriado a -253ºC).También se está almacenando en portadores químicos (amoníaco, metanol).

¿CÓMO SE TRANSPORTA?

El hidrógeno se puede utilizar de forma directa, o se puede transportar a través de:* Gasoductos adaptados para hidrógeno* Camiones cisterna de hidrógeno comprimido o licuado* Conversión en derivados como amoníaco o metanol (que facilitan el transporte y almacenamiento)

¿EN QUE OTROS PRODUCTOS SE PUEDE CONVERTIR?

Además de usarse de forma pura, el hidrógeno verde puede convertirse en:

* Amoníaco Verde (NH3): se combina hidrógeno verde con nitrógeno a través del proceso de Haber-Bosch pero usando electricidad renovable en lugar de gas natural.El amoníaco puede usarse para fertilizantes agrícolas, combustible para el transporte marítimo, almacenamiento y transporte de hidrógeno, producción de explosivos industriales.

* Metanol Verde (CH3OH): a partir de hidrógeno verde y CO2 capturado de la atmósfera o de procesos industriales.El metanol verde puede usarse como materia prima para productos químicos y plásticos, como combustible para el transporte marítimo y terrestre, y para la producción de gasolina sintética (mediante el proceso de MTG o Methanol-to-Gasoline)

* Gas Natural Sintético (SNG - Synthetic Natural Gas): a través del proceso de metanización (Sabatiér), donde el hidrógeno verde se combina con CO₂ para formar metano (CH₄).

Puede usarse como sustituto del gas natural fósil en redes de gasoductos, como combustible para calderas industriales y sistemas de calefacción, o para generación de electricidad en plantas térmicas.

* Combustibles Sintéticos (e-Fuels): Se combinan hidrógeno verde y CO₂ capturado para producir hidrocarburos líquidos sintéticos como gasolina, diésel y queroseno sostenible (e-kerosene).

Los E-Fuels pueden usarse como alternativa a los combustibles fósiles en la aviación y el transporte pesado, o en aplicaciones en motores de combustión interna sin necesidad de modificaciones importantes.

* Portadores Líquidos de Hidrógeno (LOHC - Liquid Organic Hydrogen Carriers): El hidrógeno se almacena en moléculas líquidas como benciltolueno o amoníaco, facilitando su transporte y liberación cuando sea necesario.Los beneficios de esto son: el transporte seguro de hidrógeno en forma líquida sin necesidad de temperaturas extremadamente bajas o alta presión, o la reducción de costos de infraestructura para distribución.

¿POR QUÉ ES IMPORTANTE EL HIDRÓGENO VERDE?

El hidrógeno verde es una fuente de energía versátil que puede utilizarse en múltiples sectores para descarbonizar la industria, el transporte, la generación de energía y el almacenamiento energético.

1. Industria 🏭

El hidrógeno es un reactivo clave en procesos industriales, y sustituir el hidrógeno gris por hidrógeno verde ayuda a reducir las emisiones de carbono.

Producción de acero verde (reducción directa de hierro, DRI):

• Sustituye el carbón en la fabricación de acero, eliminando las emisiones de CO₂.

• Empresas como ArcelorMittal y HYBRIT están invirtiendo en esta tecnología.

Producción de fertilizantes (amoníaco verde):

• Se usa para fabricar fertilizantes sin impacto de carbono.

• Importante en la agricultura sostenible.

Refinerías y química:

• Usado en procesos de refinado de petróleo y producción de productos químicos como metanol y plásticos.

• La sustitución del hidrógeno fósil en estas industrias reduce significativamente las emisiones.

2. Transporte 🚛🚆🚢✈️

El hidrógeno verde es clave para descarbonizar el transporte pesado y de larga distancia, donde las baterías eléctricas no son una opción viable.

Vehículos de pila de combustible (FCEV)

• Automóviles y camiones de largo recorrido, como los de Toyota (Mirai), Hyundai (Nexo) y Nikola Motors.

• Mayor autonomía y tiempos de recarga más cortos en comparación con baterías eléctricas.

Transporte marítimo (barcos con amoníaco e hidrógeno verde):

• La Organización Marítima Internacional (OMI) impulsa su adopción para reducir emisiones en barcos.

• Empresas como Maersk y CMA CGM ya están probando buques con metanol verde y amoníaco.

Ferrocarriles y aviones

• Trenes de hidrógeno ya operan en Alemania (Alstom Coradia iLint).

• Se investiga el queroseno sintético para aviación (e-fuels).

3. Generación y Almacenamiento de Energía ⚡

El hidrógeno verde ayuda a equilibrar la oferta y demanda en redes eléctricas con alta penetración de renovables.

Almacenamiento de energía a largo plazo

• Se usa para almacenar excedentes de energía renovable (solar/eólica) y liberarla cuando sea necesario.

• Ejemplo: “Power-to-Gas”, donde el hidrógeno se inyecta en redes de gas natural.

Producción de electricidad con turbinas de hidrógeno

• Empresas como Siemens Energy y General Electric desarrollan turbinas adaptadas al hidrógeno.

• Permite generar electricidad sin emisiones cuando la energía renovable no está disponible.

Uso en calderas y calefacción industrial

• El hidrógeno puede reemplazar el gas natural en industrias que requieren altas temperaturas (vidrio, cemento, cerámica).