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El hidrógeno: un arcoiris después de la tormenta

Además de estar sufriendo una pandemia sanitaria, la sociedad se enfrenta ahora a una crisis por el consumo energético. En algunos países como España, el coste medio de la electricidad se ha disparado, pasando de un 40-65€ MW/h,  a estabilizarse por encima de los 200€ MW/ h, a partir de octubre de 2021[1].

En este sentido, el coste de producción, la tributación del país o el impacto medioambiental de los procesos de producción, son factores muy importantes a la hora de entender estos valores. En primer lugar, se aprecia la elevada repercusión que tienen las materias primas no renovables, (gas natural, carbón y petróleo), que son las principales vías para la producción energética de los países. La importación y exportación de estas materias presenta un gran impacto, como hemos visto en el actual conflicto entre Rusia y Ucrania.

Pero como generalmente se dice, después de toda tormenta, aparece el arcoíris.

Dentro del Pacto Verde Europeo presentado por la Comisión Europea, iniciativa donde el crecimiento económico se encuentra en equilibrio con la sostenibilidad, la producción de hidrógeno es una alternativa a las fuentes de energía basadas en el carbono, por ejemplo, en el sector del transporte o la electrónica.

A pesar de que el hidrógeno está presente en un 75% del universo, se requiere su producción industrial al estar unido a otros elementos como el carbono, (hidrocarburos) u oxígeno, (agua). Existen diversos procesos de producción de hidrógeno, los cuales pueden ser clasificados por colores según North American Council for Freight Efficiency.

• Hidrógeno gris/negro. Se obtiene a través del reformado de gas natural, donde se emplea vapor de agua para hacer reaccionar el gas y formar hidrógeno. En el proceso se liberan gases de efecto invernadero que son emitidos a la atmósfera. A modo estimativo, para producir una tonelada de hidrógeno se puede llegar a emitir hasta 12 toneladas de CO₂. Similarmente, el hidrógeno marrón. emplea un combustible fósil, generalmente carbón. La creciente concienciación medioambiental ha supuesto un rechazo a estos procesos, si bien se trata de un medio de producción barato y competitivo comparado con otras fuentes de energía.
• Hidrógeno azul. Se obtiene a través de un proceso similar al hidrógeno gris. Sin embargo, para una mayor sostenibilidad del proceso, éste presenta una etapa adicional de almacenamiento de los contaminantes, evitando su emisión a la atmósfera y su reutilización en otros procesos. Se trata por tanto, de una evolución incrementando la sostenibilidad de los procesos anteriores, si bien el impacto económico es importante actualmente.
• Hidrógeno turquesa: el que emplea la pirólisis (sí, el de los hornos actuales) generando una reducción en la producción de gases de efecto invernadero, dando lugar a una corriente gaseosa rica en hidrógeno y un residuo sólido carbonoso.
• Hidrógeno verde. A diferencia de los procesos anteriores, en esta ocasión se produce a través de la electrólisis del agua, proceso por el cual se descompone la molécula del agua (H₂O) en hidrógeno y oxígeno usando electricidad. Mediante este proceso no se generan gases contaminantes, siendo por tanto la tecnología más limpia para la producción de hidrógeno.
• Hidrógeno rosa: Por último, se puede señalar el hidrógeno rosa, producido por la electrólisis de la molécula de agua usando energía nuclear. Este tipo de tecnología genera un producto limpio, donde los avances generados actualmente dan para un estudio individual.

Al tratarse de desarrollos de alto impacto económico, la protección vía patente es de gran interés.

Dentro de los números grupos de la clasificación de patentes existe el subgrupo C25B1/04 – Productos generados en la hidrólisis del agua. A pesar del retraso medio de 2-3 años entre la solicitud y la concesión común en los procesos de tramitación de patentes, se aprecia un gran auge en la protección de soluciones de esta tecnología.

[1] https://es.statista.com/estadisticas/993787/precio-medio-final-de-la-electricidad-en-espana/

A su vez, se pueden distinguir los líderes en la protección de soluciones:

• Commissariat à l’Énergie Atomique et aux Énergies Alternatives – presente en numerosos proyectos de investigación a nivel Europeo como MultiPLHY o GREENH2ATLANTIC para la producción de hidrógeno verde.
• Siemens AG – busca la integración de electrolizadores para la producción de H2, a través de la energía eólica.
• Toshiba KK – entre otros desarrollos, dispone del H2One™, sistema de energía autónomo a base de hidrógeno.
• Industrie DE Nora SPA – proveedor de los electrodos para la planta de producción de hidrógeno verde más grande de Europa.

Es evidente que quedan importantes desarrollos relacionados con la producción del hidrógeno que permitan reducir el coste de producción de hidrógeno a través de energías renovables, sustituyendo las fuentes de energía menos sostenibles, pero lo que está claro es que se trata de uno de los procesos más esperados para alcanzar la sostenibilidad en nuestra sociedad.

Desde la Comisión Europea se estableció un plazo hasta 2050 para la descarbonización de los procesos actuales.  ¿Será el hidrógeno la solución para lograrlo?.

[1] https://es.statista.com/estadisticas/993787/precio-medio-final-de-la-electricidad-en-espana/