La economía del hidrógeno se ha presentado como la solución a los problemas medioambientales de la Humanidad, ya que la combustión de hidrógeno no produce emisiones de carbono, pero de la teoría a la práctica hay una distancia considerable.
La premisa es que, si podemos pasar a un sistema energético basado al 100% en el hidrógeno, la cuestión del carbono desaparece en gran medida. Mientras que la ciencia apoya esta idea en la teoría, en la práctica presenta algunos retos. El principal reto: ¿de dónde sacamos el hidrógeno?
Producir hidrógeno verde no es tan fácil
El escenario soñado es producir hidrógeno a partir del agua utilizando fuentes de energía limpia como la solar, la eólica, la hidroeléctrica (produciendo el llamado «hidrógeno verde») y quizá (para los ambientalistas más pragmáticos) la energía nuclear.
Sin embargo, el agua –molécula compuesta por un átomo de oxígeno y dos de hidrógeno– es químicamente estable, lo que dificulta la separación de sus átomos para quedarnos con el hidrógeno. Lograr esta separación puede hacerse, claro, pero consume una cantidad considerable de energía.
Si la energía verde abundara, esto no sería un problema. La realidad indica que incluso según las estimaciones más optimistas, no podremos abastecernos 100% en base a energías verdes hasta al menos el 2050, y esta fecha apenas coincide con los cambios masivos necesarios en otros sectores como el transporte, por lo que a menos que haya algún salto tecnológico inesperado, no llegaremos a producir hidrógeno a una escala significativa utilizando únicamente fuentes renovables en el futuro cercano.
La posibilidad extrema: producir hidrógeno en base a combustibles fósiles
Por otro lado, para acelerar el cambio se podría considerar la posibilidad de producir hidrógeno vaporizando carbón o extrayéndolo del gas natural.
Aunque este método produce hidrógeno, implica consumir fuentes no renovables y genera importantes emisiones de CO2, por lo que, si además sumamos el transporte y la infraestructura necesarios, es más contaminante que los actuales sistemas de producción de energía basados en combustibles fósiles.
Este método basado en los combustibles fósiles se reserva para su uso experimental, como medio para estudiar soluciones a largo plazo, pero nadie discute la inconveniencia de usarlo a gran escala.
Una alternativa intermedia: el amoníaco
El amoníaco podría servir potencialmente como medio de abaratar el transporte y el almacenamiento del hidrógeno obtenido por distintos medios.
Una molécula de amoníaco (NH3) está formada por un átomo de nitrógeno unido a tres átomos de hidrógeno.
A diferencia del hidrógeno, el amoníaco es más estable y fácil de contener, y no presenta los mismos riesgos explosivos (¿alguien recuerda el desastre del Hindenburg?).
Por ello, el amoníaco puede transportarse y almacenarse con tecnologías y condiciones más tradicionales, mientras que el hidrógeno requiere condiciones extremas de presión o temperatura para almacenarse en forma líquida o gaseosa.
Existe una página específica dedicada a la seguridad del hidrógeno en Wikipedia, y en la versión en inglés se listan decenas de desastres.
Aquí está lo esencial detrás de la idea de utilizar el amoníaco como medio para transportar y almacenar hidrógeno:
- Producción de amoníaco: El hidrógeno se produce (a través de cualquier método, ya sea electrólisis, reformado de gas natural, etc.) y luego se combina con nitrógeno para formar amoníaco.
- Transporte y almacenamiento: El amoníaco se transporta y almacena utilizando infraestructuras existentes o nuevas, pero que más seguras y menos costosas y complejas que las necesarias para el hidrógeno puro.
- Conversión de nuevo a hidrógeno: Para usar el hidrógeno, el amoníaco se descompone para liberarlo y usarlo directamente en células de combustible para generar electricidad, por ejemplo.
La infraestructura necesaria para la descomposición del amoníaco es manejable con la tecnología actual, y con los avances tecnológicos impulsados por la creciente demanda se espera que se vuelva más segura y económica para diferentes escalas, desde aplicaciones industriales hasta estaciones de servicio más pequeñas.
Sin embargo, a nivel de producción, también hay dificultades: el uso del amoníaco como vector para el almacenamiento y transporte del hidrógeno no necesariamente abarata la producción de hidrógeno en sí misma ya que es previa (no posterior) a la del amoníaco, existen ineficiencias (pérdidas energéticas) asociadas a la conversión hidrógeno-amoníaco-hidrógeno, y el consumo de amoníaco supone una competencia con otros usos industriales del nitrógeno, como los fertilizantes.
Si le preocupa qué pasará con el nitrógeno al extraer el hidrógeno del amoníaco, no tiene nada que temer.
El excedente es nitrógeno molecular, que es la forma en que se encuentra en la atmósfera (de la cual representa casi el 80%), por lo que no es perjudicial porque simplemente se reintegra al reservorio atmosférico del cual proviene.
Las preocupaciones ambientales relacionadas con el nitrógeno suelen estar vinculadas a formas reactivas de nitrógeno, como óxidos de nitrógeno y nitratos, que sí pueden tener efectos dañinos en la salud humana y en los ecosistemas acuáticos, pero no se generan en estos procesos.
El reto de las infraestructuras
En concreto, el amoníaco es la base para producir y suministrar diversos tipos de fertilizantes que contienen nitrógeno, uno de los tres nutrientes primarios esenciales para el crecimiento de las plantas (los otros dos son el fósforo y el potasio). Y mantener a una población mundial en crecimiento sólo es posible gracias al consumo de amoníaco a gran escala.
Tal sería el incremento requerido para satisfacer la demanda de la economía del hidrógeno sin afectar la agricultura, que podría ser necesario duplicar o triplicar la producción mundial de nitrógeno. Entonces, resulta evidente que uno de los principales obstáculos a la economía del hidrógeno es la necesidad de nuevas infraestructuras, tanto industriales como de consumo.
Adoptar el hidrógeno exigiría miles de millones de dólares en nuevas infraestructuras y décadas de construcción, lo que lo convierte en una empresa de alto riesgo, sobre todo si se tiene en cuenta que algunos lo ven sólo como una fase de transición hacia tecnologías más limpias.
La economía de hidrógeno y Uruguay
Dadas las condiciones únicas que ofrece, el desarrollo de una economía de hidrógeno en Uruguay podría ser una opción viable y sostenible que el gobierno ya comenzó a impulsar.
En particular para lo que hace al hidrógeno verde, Uruguay está posicionado como un candidato ideal ya que puede aprovechar la descarbonización de su matriz energética (con un 97% de su electricidad proveniente de fuentes renovables), su abundancia de recursos naturales como el agua y la energía eólica y solar, y su estabilidad institucional.
Esta combinación virtuosa aumenta su potencial para producir hidrógeno a un costo competitivo y convertirse en un jugador destacado en la economía global del hidrógeno.
El gobierno resume las ventajas de potenciar la producción de hidrógeno verde a nivel local en estos puntos:
- Abre la puerta a recibir nuevas inversiones.
- Podrían generarse más de 30.000 puestos de trabajo directos calificados en construcción de plantas, operación y mantenimiento, logística y educación técnica;
- Es una oportunidad de ingresos para Uruguay estimada en 2.000 millones de dólares anuales a 2040.
- Implicaría una reducción de emisiones de CO2 estimada en 7 millones de toneladas por sustitución de combustibles fósiles (similar a la cantidad que Uruguay genera actualmente en el sector energético).
- Implicaría la formación de recursos humanos altamente capacitados y la oportunidad de avanzar en conocimientos con mayor investigación, desarrollo e innovación.
- Facilitaría la proyección de empresas uruguayas que adquirirían conocimiento que las habilitaría a participar en el mercado regional y global relacionado, como lo hacen hoy en proyectos de energía eólica, solar y de biomasa en Argentina, Brasil, Colombia, México.
- Representaría un nuevo rubro de exportación, estratégico y de largo plazo, que acercaría a Uruguay a la Unión Europea, Japón, Corea y otros países demandantes, mejorando en el balance comercial con estos países.
Todas estas son metas social y políticamente atractivas para los gobiernos de cualquier signo en Uruguay, lo que asegura la sostenibilidad de la voluntad de concreción de estos proyectos a lo largo de las próximas décadas.
Esto dará el tiempo necesario para el hallazgo y la consolidación de las tecnologías y los procedimientos realmente eficientes que aseguren la adopción a gran escala y rentabilicen las inversiones actuales y proyectadas. Y en el peor de los casos, dará margen para correcciones de rumbo.
Un llamamiento a tomar decisiones inteligentes
Mientras tanto, si bien es fundamental apostar por las tecnologías verdes, también es fundamental tomar decisiones inteligentes a corto plazo sobre cuáles son las más adecuadas para nuestras necesidades y capacidades específicas.
Hoy en Uruguay, sobre todo para las empresas que pueden aprovechar los beneficios fiscales existentes, la energía solar es la alternativa sustentable más conveniente.
Las nuevas tecnologías verdes no deben adoptarse sólo en base a la novedad, promesa o a su aplicación exitosa en determinadas zonas geográficas, sin una evaluación exhaustiva y contextualizada. En caso contrario, estaremos malgastando recursos preciosos en un camino insostenible.
Así, aunque el hidrógeno es una vía energética interesante para explorar, como su adopción a gran escala aún es un objetivo lejano, necesitamos una experimentación pragmática que no descuide la realidad del presente, que en el caso de Uruguay es prometedora, pero también plantea desafíos no menores que debemos afrontar con prudencia.
