Su principal objetivo es reducir la emisión de gases de efecto invernadero y allí amarran todos los grandes movimientos que están sucediendo simultáneamente: desde la disparada de la acción de Tesla hasta el mercado de emisiones de carbono de China, pasando por el revival nuclear y el abandono del carbón por gigantes como General Electric.
Un futuro 100 por ciento renovable de parques eólicos y fotovoltaicos todavía debe resolver una limitante técnica muy clara: cuando no hay viento o no hay sol, los generadores no generan.
Por eso, la gran cuestión a resolver sigue siendo el almacenamiento. Para retener lo que sobra y compensar lo que falta en una red justo a tiempo, donde deben equilibrarse el suministro y el consumo a cada momento, el mundo explora muchas opciones.
Allí están las baterías de ion-litio, las centrales hidroeléctricas reversibles y hasta el almacenamiento térmico en sales fundidas. En ese abanico asoma como gran promesa el hidrógeno, el elemento más abundante del universo, cuyo átomo es uno de los que, se cree, fue de los primeros en aparecer con el Big Bang.
Uno de los países que más apostó por la revolución del hidrógeno fue Japón, que para los aplazados Juegos Olímpicos de Tokio había dispuesto que todos los traslados oficiales se realizarán en vehículos de celdas de combustible de hidrógeno (FCEV) y que la antorcha flameara con este gas primal.
Pero a decir verdad, la mayoría de los países desarrollados ya tienen un pie puesto (y quizás la rodilla también) en la economía del hidrógeno.
En América latina, Chile quiere ser el líder. Así lo dispone su “Estrategia Nacional de Hidrógeno Verde” lanzada este año por el ministerio de Energía trasandino, que propone “producir el hidrógeno verde más barato del planeta hacia el 2030; estar entre los principales exportadores para 2040”, según el comunicado oficial.
La Argentina tiene un proyecto pionero y de vanguardia a escala regional y acaba de estrenar el Consorcio H2Ar, una iniciativa de Y-TEC, la compañía de investigación y desarrollo creada en 2013 por YPF y el Conicet. “Creado para innovar y avanzar en el desarrollo integral de la cadena de valor del hidrógeno en la Argentina”, el consorcio reúne a más de 30 empresas locales y extranjeras enfocadas en “reducir la incertidumbre” en torno de la producción de hidrógeno en el país.
La utilización de hidrógeno, sin embargo, no es nueva. Fue el elemento propulsor de los dirigibles desde principios de siglo 20 (incluso del trágico Zeppelin Hindenburg), fue clave en el desarrollo petroquímico y todavía tiene un rol fundamental en muchas ramas de la industria. Nuestro país produce 328.000 toneladas de H2 al año; la mayoría para consumo industrial in situ. La forma más habitual de extraerlo es mediante el llamado reforming del gas natural, cuyo componente principal, el metano (CH4), comprende un átomo de carbono y cuatro de hidrógeno.
Este proceso de extracción de H2, antes “sucio” o “gris”, como dicen en la jerga, se está transformando gracias a las tecnologías de secuestro de carbono. Así se obtiene hidrógeno “azul”, por un lado, y CO2, por el otro, que luego se utiliza para gasificar una Coca-Cola, o simplemente se puede almacenar en yacimientos vacíos.
Pero la verdadera revolución está en el hidrógeno puro, obtenido a partir del electrólisis del agua. Básicamente, el proceso consiste en romper con electricidad una molécula de agua (H2O) para obtener hidrógeno, por un lado, y oxígeno, por el otro. Si esa electricidad se obtiene de fuentes fósiles, seguirá siendo hidrógeno azul.
Pero si llega de fuentes renovables, será hidrógeno “verde”, un vector energético totalmente limpio, listo para ser cargado en un vehículo o para compensar la intermitencia de las renovables. Un win-win.
Viento for export
“Va a haber una transición. Vamos a empezar por el hidrógeno azul y luego por el hidrógeno verde. Primero, por temas tecnológicos, que están desarrollándose a pasos agigantados, pero todavía no están lo suficientemente consolidados. Y después, por una cuestión de costos y de economía de escala. Pero el camino es claro. Si nos aferramos a lo que dicen los que más saben los del tema, vamos a estar hablando de hidrógeno verde consolidado para 2030 o 2040″, explica el director general de Capex, Sergio Raballo, quien empezó a hablar de hidrógeno hace casi 20 años.
Esta compañía argentina integradora de hidrocarburos y energía eléctrica comenzó el proyecto que luego se llamó Hychico en 2002. Estaban basados en dos convicciones: que tarde o temprano el hidrógeno tendría un rol protagónico y que la Patagonia tenía uno de los mejores recursos renovables del mundo.
El factor de capacidad de los parques eólicos del sur argentino (es decir, la energía que realmente entregan) ronda el 45%, superando los mejores ratios de los parques de excelencia en Europa, ubicados en el Mar del Norte. Y casi no hace falta aclarar que el costo de instalación on-shore es menor al off-shore. Por eso Raballo cree que Argentina tiene una oportunidad única y que no debería desperdiciarla. “A diferencia de la casi totalidad de los proyectos en el mundo, el de Hychico no recibió subsidio alguno, por el contrario fue 100 por ciento inversión privada destinada a la investigación y desarrollo“, explica.
La planta de producción de hidrógeno a partir de electrólisis de agua comenzó su operación en el año 2009 y el parque eólico, en el 2011. La energía generada en el parque se entrega a Cammesa y el hidrógeno producido en la planta (120 m3/hr) se mezcla con gas natural para alimentar un generador que entrega su energía al yacimiento de Diadema, operado por Capex, al norte de Comodoro Rivadavia.
“El objetivo del proyecto iniciado en el 2006 es adquirir experiencia operativa en el desarrollo y operación de proyectos eólicos y de producción de hidrógeno verde a partir de electrólisis de agua“, dice Sergio Raballo.
“Hoy, podemos decir que hemos avanzado en la dirección correcta, adquirido experiencia y posicionado a la Patagonia como un potencial oferente de hidrógeno verde para la demanda mundial que se está desarrollando“.
Aunque el sector es todavía tecnológica y comercialmente nuevo, los avances son impactantes. “En este proceso, el papel decisivo lo tiene el costo de la energía eléctrica necesaria para dividir el agua“, dice Javier Pastorino, Managing Director de Siemens Energy en la Argentina, Chile y Uruguay.
“Afortunadamente, el precio de la energía eléctrica proveniente de fuentes renovables ha disminuido cerca de un 80 por ciento en los últimos 10 años“, completa quien conduce en el país a uno de los pesos pesados en la economía del hidrógeno.
La compañía alemana es una de las líderes en el mercado de electrolizadores, que están en el corazón de cualquier operación de H2 verde. Los costos de estos equipos se redujeron notablemente y de igual forma aumentó su capacidad en megawatts, a razón de 10 veces cada cuatro o cinco años, al menos en el caso de Siemens.
Pastorino no duda en afirmar que el próximo gran paso de la transición energética se dará en la conversión de “electrones verdes” (renovables) a “moléculas verdes” (hidrógeno). Y destaca tres grandes vectores de crecimiento en el corto plazo: los combustibles sintéticos verdes para el transporte; la generación eléctrica en centrales térmicas de gas, que hoy ya pueden ser operadas con una mezcla de hidrógeno (tal es el caso de Hychico); y la industria, que buscará hacer sus procesos más sustentables.
Siemens tiene proyectos en prácticamente todo el mundo. En Chile, acaba de anunciar el proyecto Haru-Oni, una asociación con Porsche y otras empresas para implementar “la primera planta integrada, comercial, a escala industrial del mundo para producir combustibles sintéticos neutrales para el clima o e-fuels”, dice Pastorino.
En ese proceso, el hidrógeno verde se mezcla con CO2 del aire para producir un combustible líquido, potencialmente compatible con los motores convencionales.
Respecto de este lado de la Cordillera, Pastorino dice que existen “las mismas condiciones climáticas, y una superficie varias veces mayor, por lo que solo depende de nosotros aprovechar este potencial. Los desafíos para concretar esta visión no pasan tanto por las tecnologías, sino más bien por consensuar una estrategia de país frente a la economía del hidrógeno, y ponerla en marcha de manera consecuente y sostenida. Cuanto antes”, cierra el ejecutivo de Siemens, “mejor”.
Limpio gas
En la carrera por el almacenamiento de energía, los expertos afirman que no habrá un ganador que se lleve todo, sino que cada tecnología ocupará los nichos en los que sean más eficientes.
Las baterías de ion-litio están muy bien posicionadas para alimentar potencias bajas durante cortos periodos de tiempo, como las que necesitan los autos eléctricos urbanos.
A medida que aumentan la duración y la potencia, el hidrógeno es claramente más eficiente. Las celdas de combustible son una solución muy interesante para vehículos de mayor porte y larga distancia, como camiones, barcos e incluso aviones.
Estos vehículos también son estrictamente eléctricos. El hidrógeno del tanque ingresa en una celda de combustible y, al reaccionar con oxígeno proveniente del aire, produce energía eléctrica que alimenta al motor. El residuo de su caño de escape es vapor de agua.
La máxima densidad del H2 se consigue con el hidrógeno líquido, que es el combustible que utilizan las naves espaciales. Esa tecnología todavía está fuera de órbita en términos de precio, pero la reducción de costos en toda la cadena es notable.
Si hace 10 años se hablaba de un precio de US$ 5 por kilogramo de H2 verde, los escenarios para el futuro próximo hablan de un precio cercano a los US$ 2 e incluso menos.
Si bien para establecer una comparación razonable respecto del precio del gas natural es necesario considerar muchos otros factores, los bajos precios del gas (alrededor de US$ 8 en 2018 y menos de us$ 3 en 2020) no son tanto una amenaza sino una oportunidad para el hidrógeno azul.
Así lo creen en Air Liquide, la compañía francesa presente en la Argentina desde 1938 y partícipe, junto con Hychico, Siemens y muchas más en el Consorcio H2Ar. Según afirman en la compañía, “el aporte del gas a la transición energética con la producción de Gas Natural Licuado podría ser el primer paso hacia la producción y exportación de H2 Azul, ya sea líquido o contenido en moléculas como el Amoníaco o el Metanol. Los recursos de Vaca Muerta y la estructura del polo petroquímico de Bahía Blanca deberían ser protagonistas en este desarrollo“.
En el mismo sentido destacan las ventajas de “la muy desarrollada industria y estructura de suministro del GNC” en el país. Algo que “debería servir como plataforma para la transición hacia el uso del hidrógeno en forma de mezcla” en el transporte.
Air Liquide es una de las grandes potencias de la economía del hidrógeno. Lleva instaladas más de 170 estaciones de suministro de hidrógeno en todo el mundo, y en 2015 lanzó Hype, la primera flota mundial de taxis dotados de hidrógeno, con 130 vehículos actualmente.
Según expresó en una entrevista con Bloomberg el CEO de la compañía, Benoit Potier, se espera que para 2050 el hidrógeno abarque el 20 por ciento del consumo de energía. Eso requiere una inversión de entre US$ 5 y 7.5 billones, una tonelada de dinero que ya está en plena carga: en septiembre pasado, Francia anunció un plan de US$ 8.300 millones para impulsar al hidrógeno.
El principal centro productivo de Air Liquide en la Argentina está en la Ciudad de Campana, con una capacidad para producir 37.400 Sm3/h de hidrógeno, y donde además cuentan con una planta de captación y licuación de CO2, con la que abastecen al mercado de bebidas.
Los expertos en la materia hablan del hidrógeno como un proceso: en hacer del hidrógeno azul uno cada vez más verde, en reducir costos de la electricidad para la electrólisis, o en la inversión de infraestructura para el almacenaje y transporte. El último es un punto clave, ya que el hidrógeno es el elemento más liviano de la tabla periódica y se dispersa casi cuatro veces más rápido que el gas natural.
Una solución posible es la conversión de hidrógeno en amoníaco, para ser transportado en barcos y luego reconvertido a H2 nuevamente. En Europa ya existen pruebas piloto en cavernas salinas: una suerte de gran garrafa natural donde el H2 se conserva puro.
Hychico, por su parte, inyecta el hidrógeno verde que produce por electrólisis en yacimientos depletados de gas, donde, aunque se “ensucia” y no puede ser luego utilizado en celdas de combustible, hace un gran aporte a la descarbonización de la generación eléctrica en centrales térmicas.
Aunque falten décadas para completar este desarrollo, en el final hay una promesa muy seductora: energía barata, limpia y prácticamente ilimitada. La producción de hidrógeno electroquímico de fuentes renovables puede además ser un gran democratizador de los recursos. Un gas muy potente hecho de agua y viento, o de agua y sol. Toda una quimera.
Fuente: infotechnology
