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Hidrógeno verde: ¿que es y es mejor que el hidrógeno azul?

Una forma potencial de energía limpia es el hidrógeno verde, que se deriva de fuentes renovables como el agua, en lugar de combustibles fósiles, y se puede utilizar para impulsar la industria pesada y alimentar vehículos grandes, como aviones y barcos.

Pero los críticos del hidrógeno verde dicen que el uso de energía solar o eólica para producir otros combustibles en este momento es un desperdicio de preciosas energías renovables, mientras el mundo lucha por alejarse de los combustibles fósiles. Mientras tanto, los planes para usar hidrógeno azul, que se produce con combustibles fósiles, están bajo más escrutinio.

Una gran parte del cambio hacia los combustibles fósiles implica la electrificación de algunas de las máquinas diarias que usamos que funcionan con petróleo y gas: automóviles y transporte local, y calefacción para hogares en algunos países, por ejemplo. Para aquellos que ya cuentan con electricidad, como computadoras y electrodomésticos, la electricidad de la energía nuclear y Las fuentes de energía renovable como la eólica y la solar están reemplazando al carbón.

Pero hay algunas industrias que requieren tanta energía que las fuentes tradicionales de energía renovable no pueden satisfacer su demanda. Esto es un problema, porque esas industrias se encuentran entre los mayores emisores de gases de efecto invernadero.

Aquí es donde los expertos dicen que el hidrógeno verde tiene un potencial tremendo.

“La electricidad de fuentes como la eólica, solar y nuclear es esencial para descarbonizar nuestro sistema energético, pero no pueden hacerlo solos, y el transporte de larga distancia y la industria pesada son el hogar de las emisiones más difíciles de reducir”, dijo Uwe Remy, una empresa de energía analista de la Agencia Internacional de Energía.

“El hidrógeno es lo suficientemente versátil como para llenar algunos de estos vacíos críticos, ya que proporciona materias primas vitales para las industrias química y del acero o componentes esenciales de combustibles bajos en carbono para aviones y barcos”, dijo Remy a CNN.

Operar un avión o barco grande, por ejemplo, requiere tanta energía que cualquier batería utilizada para almacenar electricidad solar o eólica probablemente sería demasiado grande y pesada para el barco. Por otro lado, el hidrógeno verde puede presentarse en forma líquida y más ligera. Según Airbus, que está desarrollando aviones comerciales de cero emisiones, tiene la densidad de energía del hidrógeno verde tres veces mayor que el combustible para aviones que utilizamos en la actualidad.
Si bien el hidrógeno verde líquido no emite carbono, tiene algunas limitaciones. Cuando se quema al aire libre, libera una pequeña cantidad de óxido nitroso, un potente gas de efecto invernadero. Sin embargo, si el hidrógeno se almacena en una celda de combustible Solo emitirá agua y aire caliente..
Algunos de sus avionetas Pude volar con pilas de combustible de hidrógeno., aunque la tecnología aún no se ha desarrollado comercialmente.

¿Verde, azul o gris?

El hidrógeno es el elemento más abundante de la Tierra. Se encuentra en muchas cosas, incluidos los combustibles fósiles, el agua, las plantas, los animales e incluso los seres humanos, pero nunca aparece de forma natural en forma pura. Esto significa que para obtener hidrógeno puro, debe separarse de otras moléculas mediante procesos que también requieren energía.

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hidrógeno verde Se produce cuando se utiliza energía renovable para extraer hidrógeno de una fuente limpia. Esto comúnmente incluye la electrólisis del agua: enviar una corriente eléctrica a través del agua para separar las moléculas.

hidrógeno gris Es la forma de hidrógeno más utilizada en la actualidad. eso es Relativamente económico, pero se deriva del gas natural y generalmente utiliza combustibles fósiles como fuente de energía. Se utiliza principalmente en la industria química para fabricar fertilizantes y refinación de petróleo. En el proceso de extracción de hidrógeno del gas natural, se permite que el dióxido de carbono restante se escape a la atmósfera, contribuyendo aún más al cambio climático.

hidrógeno azul Se produce en el mismo proceso que el hidrógeno gris, pero la mayor parte del carbono emitido durante su producción queda “atrapado” y no se libera a la atmósfera, por lo que se lo describe como un gas de bajas emisiones.

Entonces, ¿cuál es la mejor solución climática?

En última instancia, depende de la energía utilizada para producirlo.

El hidrógeno gris ha sido visto durante mucho tiempo como una alternativa más limpia de “puente” a medida que el mundo arroja carbón y petróleo, pero sigue siendo un importante contribuyente al cambio climático.

Estudios recientes también han demostrado que el hidrógeno gris emite más gases de efecto invernadero de lo que los expertos en energía pensaban inicialmente. El metano, un potente gas de efecto invernadero y un componente importante del gas natural, a menudo se escapa de las tuberías a la atmósfera.

La planta de electrólisis de hidrógeno operada por Linde AG, en Mainz, Alemania, el 17 de julio de 2020.

Si el hidrógeno verde generado a partir del agua y el proceso de electrólisis para extraer moléculas de hidrógeno está totalmente alimentado por energía de fuentes renovables como la energía solar y eólica, entonces el hidrógeno verde podría ser una opción de cero emisiones.

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Pero aún no se ha materializado.

Las máquinas utilizadas para realizar esta electrólisis son caras y el proceso no es particularmente eficiente.

En 2020, de todo el hidrógeno bajo en carbono producido, el 95% era azul, según un informe reciente de la Agencia Internacional de Energía. Pero para 2050, a medida que se desarrolle la industria del hidrógeno verde, debería estar más disponible, ser más fácil de producir y competir en costos con el hidrógeno azul para 2030, informa la Agencia Internacional de Energía. Para 2050, se espera que la participación sea de un 35% de azul hidrógeno y un 62% de verde, lo que proporcionará a los gobiernos y las empresas el éxito en el desarrollo de la industria.

Jess Coyle, activista de Friends of the Earth en Escocia, se opone a cualquier uso de hidrógeno azul, diciendo que simplemente permite que las empresas de combustibles fósiles sigan funcionando y sigan emitiendo. Puede haber un futuro para el hidrógeno verde, dijo Coyle, pero ahora no es el momento de invertir en él.

“Se corre el riesgo de convertir la energía renovable existente en generación de hidrógeno verde, y en este momento, ese es un proceso increíblemente ineficiente”, dijo Coyle a CNN.

Un autobús gris impulsado por hidrógeno en Londres, Inglaterra, el 11 de septiembre de 2020.

Coyle explicó que actualmente no tiene sentido utilizar hidrógeno para fines como la calefacción de hogares, que se está discutiendo en el Reino Unido como una opción. Si se utilizan fuentes de electricidad renovables para producir hidrógeno.

“Lo que queremos ver es que la electricidad renovable se utiliza para la electrificación directa”, dijo Coyle, y explicó que las calderas de gas que se utilizan normalmente para calentar hogares en Escocia y el Reino Unido en general deberían ser eléctricas y alimentadas por energía eólica y solar, en lugar de que el hidrógeno.

¿Por qué es controvertido el hidrógeno azul?

El hidrógeno azul ha sido controvertido en muchos países, incluido el Reino Unido, donde el gobierno lanzado recientemente La estrategia del hidrógeno de doble ruta, que demostró un uso extensivo del tipo azul junto con el desarrollo del hidrógeno verde.

El director de la Asociación de Pilas de Combustible e Hidrógeno del Reino Unido, Chris Jackson, renunció a mediados de agosto después de que se publicó el plan, en un comunicado a CNN. La estrategia era incompatible con sus “opiniones personales sobre el papel del hidrógeno en la transición a un mundo sin cero”. Jackson también es el CEO y fundador de Protium Green Solutions, que se enfoca en energías renovables e hidrógeno verde.

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En el comunicado, Jackson dijo que aprecia que el hidrógeno verde no sea una solución milagrosa.

Dijo: “Del mismo modo, no puedo ignorar o argumentar que el hidrógeno azul es una solución energética viable y ‘verde’ (un hecho que también ha sido verificado por estudios externos).

Los científicos dicen que este gas invisible podría gobernar nuestro destino en el cambio climático

Uno de esos estudios, publicado en Energy Science and Engineering a principios de agosto y revisado por pares, descubrió que, si bien el hidrógeno azul emite entre un 9 y un 12% menos de dióxido de carbono que el hidrógeno gris, en realidad emite más metano del propio gas natural.

El estudio encontró que la huella de gases de efecto invernadero del hidrógeno azul era un 20% mayor que la quema de gas natural o carbón para calefacción, y un 60% mayor que la quema de gasoil para calefacción.

También hay algunas preguntas sobre si el almacenamiento de carbono después de su captura, que generalmente implica inyectarlo en el suelo, es sostenible.

El estudio concluyó: “Nuestro análisis asume que el dióxido de carbono secuestrado puede almacenarse indefinidamente, lo cual es una suposición optimista y no probada. Incluso si es cierto, parece difícil justificar el uso de hidrógeno azul por razones climáticas”.

Sin embargo, Rimm, de la Agencia Internacional de Energía, dijo que el estudio hizo algunas suposiciones que subestiman la cantidad de gases de efecto invernadero que podrían ser capturados, y que incluso si el hidrógeno azul no fuera tan limpio como el verde, tenía un lugar en el mundo. transición del mundo lejos de los fósiles. combustible.

“Hay un papel para el hidrógeno azul y verde, pero tenemos que asegurarnos de que el hidrógeno azul se produzca con los más altos estándares ambientales”, dijo. “Las tecnologías ya están disponibles hoy para evitar estas emisiones y, a menudo, también son muy rentables y ahorran dinero”.