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Cómo obtener hidrógeno ‘verde’


La Hoja de Ruta diseñada por el gobierno de España prevé que nuestro país se convierta en un exportador de hidrógeno renovable al resto de Europa, y que el hidrógeno verde abre nuevas oportunidades de empleo y actividad.

En cuanto a la producción de hidrógeno para su uso como combustible alternativo, actualmente existen múltiples métodos. El presidente de la Asociación Española del Hidrógeno, Javier Brey Brey, explica a este diario cuáles son los más desarrollados y los más «eco».

Un primer método se denomina «reformado con vapor de gas natural». Este proceso ‘combina metano (el componente principal del gas natural) con vapor de agua para producir dióxido de carbono (CO2) e hidrógeno a través de una reacción química endotérmica (requiere agregar calor al proceso). Ha sido el método tradicional, y el que más se ha utilizado para producir el hidrógeno que venía demandando la industria.

Un segundo método es la electrólisis del agua. Así, eusando electricidad la molécula de agua se disocia en sus componentes (hidrógeno y oxígeno). Conocida desde hace décadas, “está volviendo con fuerza ahora por la mejora en la electrólisis y la reducción del precio de la electricidad renovable que hemos tenido en los últimos años”, según ha reconocido el presidente de la Asociación Española del Hidrógeno.

Energía verde para electrólisis

La quema de gas natural (combinándolo con oxígeno en las tasas de combustión) no produciría hidrógeno, sino dióxido de carbono y agua (y energía térmica, o calor, obviamente), que son lLos únicos productos de combustión completa de cualquier hidrocarburo.

Una vez que se conocen los métodos de obtención de hidrógeno, la siguiente pregunta que surge es de dónde proviene la energía necesaria para la producción de la electrólisis, para que todo el proceso sea lo más eficiente posible.

Según Brey, el objetivo es producir hidrógeno por electrólisis utilizando electricidad de fuentes renovables. De esta forma el hidrógeno estaría libre de emisiones no solo durante su uso, sino también durante su producción.

La eficiencia del proceso de electrólisis supera el 80%. Esto implica que por cada kWh de electricidad consumido obtendremos al menos 0,8 kWh en forma de hidrógeno (mayor poder calorífico).

Cada kWh equivale a 3,6 MJ y el mayor poder calorífico del hidrógeno es 141,86 MJ / kg. “Haciendo unos sencillos cálculos vemos que con 1 MWh sería posible producir más de 20 kg de hidrógeno (equivalente a unos 2.500 km de autonomía en un vehículo de pila de combustible)”.

Para quienes dudan de que la producción de hidrógeno sea contaminante, la respuesta es que dependerá del método utilizado para la producción. Así, Javier Brey explica que «actualmente, el hidrógeno se obtiene mayoritariamente reformando gas natural con vapor, un proceso que emite CO2 (si se utilizara biogás en este proceso, las emisiones netas de dióxido de carbono serían cero). Pero esta producción ha sido la tradicional, orientada al sector industrial que consume hidrógeno.

A medida que se implementan las energías renovables, aumenta la disponibilidad de energía eléctrica renovable y barata. Y así, «si el hidrógeno se obtiene por electrólisis del agua y la electricidad utilizada en este proceso es de origen 100% renovable, el hidrógeno estará libre de emisiones contaminantes, no solo en su uso sino también en su generación ”.

Por otro lado, las pilas de combustible son dispositivos electroquímicos, no máquinas térmicas y, por tanto, su el rendimiento no está limitado por el límite de Carnot.

Una pila de combustible es un dispositivo electroquímico que transforma directamente la energía química de un combustible en electricidad de manera eficiente, silenciosa y confiable; también produce calor y agua.

La pila de combustible no funciona por combustión, pero electroquimicamente, por lo que logra mayores eficiencias que los motores de combustión interna. No tienen partes móviles por lo que no generan ruido ni vibraciones y su mantenimiento es más sencillo. Además, no generan emisiones contaminantes ni gases de efecto invernadero; solo agua.

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