Comienza la transición energética hacia la economía del hidrógeno

Los últimos movimientos hacia la economía del hidrógeno no han tenido lugar únicamente en España e Islandia. Japón también promete tener cinco millones de vehículos de hidrógeno circulando por sus calles en 2020, para lo cual ha comenzado a desarrollar la correspondiente infraestructura.

También en Estados Unidos tuvo lugar, los pasados 4 a 6 de marzo, en el Capitol Hilton de Washingon DC, la XIV Conferencia Anual sobre Hidrógeno, bajo el título“Seguridad Energética a partir del Hidrógeno”.

Entre los patrocinadores del evento se encontraban el Departamento de Energía de los Estados Unidos, las petroleras British Petroleum, Chevron Texaco, los grandes fabricantes Ford Motor Company, General Motors, Daimler–Chrysler, BMW, y también el Centro Espacial Kennedy de la NASA.

Asistieron como conferenciantes Spencer Abrahams, Secretario de Energía de los Estados Unidos; los Senadores de EEUU Byron L. Dorgan y Daniel Akaka; el congresista John Peterson, de la Cámara de Representantes; Hank Habicht, Delegado de la Comisión Nacional de Política Energética de los Estados Unidos; Larry Burns, vicepresidente de I + D y Planificación de General Motors; Bernard Bulkin, científico Jefe de BP.

¿Qué temas se trataron en aquella Conferencia? ¿Cuál es la importancia del Hidrógeno en los Estados Unidos, la primera potencia mundial, para que el Congreso organizado por la Asociación Nacional del Hidrógeno convoque con éxito la participación de un Secretario (ministro) de la Administración Bush, dos senadores, un congresista, un Vicepresidente de General Motors, y altos directivos y científicos de empresas petroleras y proveedoras de energía?

¿Qué es lo que hay en juego tras las investigaciones sobre el hidrógeno? ¿Por qué los gestos de Alemania, Japón, Islandia y España? Estas preguntas podrían transformarse, por ende, en una sola: ¿se va a convertir el hidrógeno en la energía del futuro?

Fin de la era del petróleo

En la actualidad, nuestra sociedad se nutre básicamente del petróleo. Con él funcionan nuestros medios de transporte, se fabrican todo tipo de objetos que rodean nuestra vida cotidiana, gracias al petróleo conseguimos diversas formas de energía, se producen medicinas.

Nuestro mundo postindustrial está rodeado de petróleo en todas partes y en todas las actividades humanas. Pero llega un momento en que las reservas disponibles alcanzan un umbral a partir del cual el total mundial es cada vez menor.

El cociente entre producción de barriles y reservas decrece, y se gasta más petróleo del que se descubre. Una vez que las reservas son siempre decrecientes, el precio del petróleo necesariamente inicia una curva inflacionista creciente.

Es la curva de la campana de Hubbert. El problema no es el agotamiento del petróleo, sino el descenso de las reservas, que ya de por sí tienen un efecto catastrófico. King Hubbert estableció que las reservas de Estados Unidos, la primera potencia productora de petróleo a comienzos del siglo pasado, llegarían a su cima en los años setenta del siglo XX.

Límite en 2050

El descubrimiento de nuevos yacimientos en Alaska retrasó la fecha hasta 1974. A partir de entonces, las reservas no han parado de descender. La dependencia de los Estados Unidos respecto de las importaciones de crudo ha sido cada vez mayor.

Las últimas reservas se encontrarán, dentro de medio siglo, en el Golfo Pérsico. Esto puede explicar la política internacional de los últimos años, y el agresivo interés de Estados Unidos por controlar la región de Oriente Medio.

Pero hay un hecho incontestable, el petróleo se está terminando. Algunos expertos estiman que la producción mundial tocará techo en algún momento entre los años 2010 y 2016. Otros, más optimistas, sitúan punto de inflexión de la campana de Hubbert entre el 2030 y el 2050. La era de los combustibles fósiles toca a su fin.

La descarbonización de la energía

El hidrógeno es el elemento más presente en todo el Universo, constituyendo el 90% de sus moléculas. Como energía, resultaría inagotable. Fue descubierto por el químico y físico inglés Henry Cavendish en 1766.

En la Tierra muy rara vez se encuentra aislado, y hay que realizar un proceso intermedio, –electrólisis o reformación-, para poder utilizarlo como combustible. Por eso se le llama “energía derivada”.

La especie humana ha seguido un proceso de ‘descarbonización’ en sus fuentes de energía, desde la madera hasta el petróleo. Así se denomina a la progresiva sustitución de átomos carbono por otro de hidrógeno.

Durante la mayor parte de la historia de la humanidad, la principal fuente de energía ha sido la madera, que tiene la proporción más alta de carbono en relación al hidrógeno:10 átomos de carbono por 1 de hidrógeno.

Menos carbón

El carbón fue sustituyendo a la madera en el papel de energía más utilizada, poco a poco al principio, y a grandes saltos a partir de la Revolución Industrial. Entre los combustibles fósiles, el carbón es el que guarda una mayor proporción de carbono respecto al hidrógeno: en proporción 2/1 o 1/1. El petróleo tiene un átomo de carbono por cada átomo de hidrógeno; y, por último, el gas natural posee sólo un átomo de carbono por cada cuatro átomos de hidrógeno; la energía más limpia.

Con cada paso en la descarbonización, menos CO2 se libera a la atmósfera. El hidrógeno completa el ciclo. No contiene ningún átomo de carbono. Sin embargo, es el más difícil de obtener, puesto que como energía derivada requiere ser producido a partir del uso de otra energía.

¿Es viable la explotación del hidrógeno hasta el punto de poder protagonizar la transición de la era del petróleo a un nuevo periodo energético humano?

Actualmente existen varias formas de producir hidrógeno, siendo la más extendida la de extraerlo del gas natural por medio de un proceso de reformación del vapor.

Con ayuda de un convertidor catalítico, se produce una reacción entre el gas natural y el vapor, cuyo resultado es hidrógeno y residuo de dióxido de carbono.

Este proceso se puede realizar también con carbón y con petróleo. Si bien se trata de las formas más baratas de producir hidrógeno, la solución es muy parcial, ya que sigue utilizando un hidrocarburo en la conversión, y se emite CO2.

Energía sin carbono

Su insostenibilidad radica en que necesita de un combustible fósil, y al mismo tiempo fomenta el calentamiento planetario por la emisión de CO2. La mitad del hidrógeno que se produce actualmente en el mundo se obtiene del gas natural, cuya producción, según el Instituto de Investigación sobre la Energía Eléctrica, de los EEUU, aumentará hasta un 60% en los próximos veinte años, pero no con la suficiente rapidez para cubrir la creciente demanda de electricidad.

La investigación se centra ahora en saber si es posible el empleo de energías renovables sin carbono: descomponer el hidrógeno del agua a partir de energía fotovoltaica, eólica, hidráulica o geotérmica.

Para ello, los costes de estas formas de energía deberían bajar de forma importante. Seth Dunn, miembro del Worldwatch Institute, declara que los costes de los electrolizadores basados en la energía solar o eólica son todavía altos, aunque se prevé que se reduzcan a la mitad durante la próxima década.

Lo cierto es que el coste de las células de energía solar ha bajado un 95% desde los años 70. Son las petroleras, como Dutch-Sell o British Petrolium, las que están invirtiendo mayores partidas en tecnología solar y otras energías renovables, anticipándose al fin de los combustibles fósiles.

Economía del hidrógeno

Jeremy Rifkin, director de la Foundation on Economic Trends, ha llegado más lejos en su optimismo acerca de la energía del hidrógeno. En su obra La economía del Hidrógeno, (Piados, 2002), Rifkin, asesor de varios jefes de Estado y de Gobierno, asegura que el hidrógeno va a constituir la primera distribución democrática de energía en la historia.

Por medio de redes ciudadanas vinculadas en torno a sistemas de Generación Distribuida, los consumidores de electricidad pasarán a ser vendedores de sus propios excedentes energéticos. Cada uno pasará a tener su propio dispositivo de producción de electricidad, fuell –cell, y podrá vender su sobrante a los grandes proveedores.

Una vez que el coste de las pilas de combustible alcance un nivel razonable, los países del tercer Mundo dejarán de aumentar su deuda externa a base de pedir créditos para importar barriles de petróleo. Se encargarán, con el ahorro resultante, de hacer extensible el uso de la electricidad a amplias zonas del mundo que se encuentran ahora literalmente en la oscuridad.

Con esta distribución democrática de la energía se evitarán nuevas guerras, como los conflictos destinados a asegurar el acceso a los úl-timos grandes yacimientos del mundo. El panorama que Rifkin prevé es muy alentador, pero se topa con algunos problemas de magnitud y también con un desconocimiento de los sistemas de gestión.

¿Falsas esperanzas?

El concepto de prosumidor, que él augura para todos los ciudadanos, está ya vigente en España con la energía eólica y la solar. Una persona puede tener su propia planta eólica y fotovoltaica en casa, y vender a la red general la electricidad que no necesite. Pero, aparte de los costes de implantación de los dispositivos eólicos o las células solares, cuyo retorno es rápido pero exige una fuerte inversión inicial, ¿cuántos particulares, en realidad, están vendiendo su excedente eléctrico a los grandes canales?

Jean-Marc Jancovici, ingeniero francés experto en problemas de cambio climático y autor de "L'avenir climatique" (Ed. du Seuil, Paris, 2002), ha respondido a Jeremy Rifkin en una carta abierta publicada en el diario Le Monde: Bien intencionado, pero ignorante de los or-denes de magnitud, J. Rifkin nos presta un pésimo servicio y sobre todo provoca falsas esperanzas.

Jancovici considera que las expectativas sobre el hidrógeno están en este momento sobrevaluadas. La obtención de hidrógeno a partir del gas natural por cracking, procedimiento que abarca al 50% de la producción mundial, es más contaminante que la combustión directa de gasolina en los coches.

Otras energías

En cuanto a obtener hidrógeno a partir de otras energías, para mantener el nivel actual de movilidad del parque automovilístico francés, por ejemplo, la energía solar se muestra absolutamente insuficiente.

Quedan, pues, la hidroelectricidad -que requeriría multiplicar las represas por 10 o 15- o la energía nuclear, en cuyo caso habría que duplicar las centrales, con los consiguientes riesgos.

El debate acerca de esta alternativa energética aumenta sin cesar, quizá debido a la conciencia generalizada de que se están produciendo efectos muy graves por conseguir el control de los últimos grandes yacimientos petrolíferos del planeta.

Energía infinita

¿Podrá sustituir el hidrógeno al petróleo en unas décadas? Lo cierto es que algo tendrá que sustituir a los combustibles fósiles, cuya escasez es un hecho sobre el cual existe poca información en la opinión pública.

Puede que el hidrógeno, la energía infinita, sea caro de obtener en el estado actual de la tecnología. Pero es sólo cuestión de tiempo que resulte aún más caro el uso del petróleo.

El vaticinio que Edison realizó sobre la luz eléctrica y la de la procedente de la combustión de cera se actualiza un siglo después. Advertido el inventor de la bombilla incandescente de que muy poca gente podría permitirse el uso de esa nueva luz, Alba Edison replicó: En realidad, dentro de muy poco tiempo casi nadie podrá permitirse ilu-minar su casa con velas.

Primeros coches de hidrógeno

De momento, varias compañías, por no decir la mayoría de los grandes fabricantes mundiales, están invirtiendo en el diseño de vehículos fuel-cell, esto es, impulsados por hidrógeno.

Incluso el líder mundial General Motors y el alemán BMW acaban de firmar un acuerdo de colaboración para el desarrrollo de equipos de avituallamiento seguros y estandarizados, tanto en vehículos de hidrógeno como en estaciones de servicio.

En enero de 2002, General Motors presentaba en la Exposición Norteamericana Internacional de Automóviles, celebrada en Detroit, su nuevo prototipo de coche de hidrógeno, el “Autonomy”, con su lustro-so cuerpo futurista. Mercedes Benz y Toyota u Honda van a la zaga.

Un coche de hidrógeno tiene muchas menos piezas que uno conven-cional. En él desaparecen los pedales del freno, acelerador y embra-gue, así como el cambio de marchas. Todo pasa a ser dirigido mediante un mando único utilizado con la mano.

Al tener menos piezas, la duración de los vehículos es mayor, están preparados para durar al menos veinte años. La erosión de las piezas y su desgaste es mucho menor: recordemos que no hay combustión interna dentro del motor.

Fascinante silencio

Los vehículos se mueven en medio de un silencio que ya de por sí es un valor añadido que despierta enorme fascinación. No emiten, naturalmente, ninguna clase de contaminante.

El reto se presenta muy atractivo, ¿podrá cambiarse el parque auto-movilistico y pasar a la universalización del hidrógeno como combustible de nuestros coches?

Para lograrlo, hay que encontrar la forma de hacer descender el precio de producción de hidrógeno, utilizando un método que no sea a su vez contaminante.

Hay compañías que producen hidrógeno a partir de la quema de combustibles fósiles. No solamente resulta más cara la energía disponible tras el proceso que la utilizada en su producción, sino que es un método inaceptable por sus efectos medioambientales.

El hidrógeno es almacenado en pilas de combustible, y de aquí parte una de las objeciones más frecuentes: las pilas, dicen, van a ocupar en las gamas media y alta de los vehículos más volumen que el tradicional depósito de gasolina.

Pilas de combustible

Pero los coches están siendo diseñados de tal forma que las pilas de combustible no eliminen espacio en el maletero ni se lo quiten a los pasajeros. Además, con el mismo volumen, el coche puede tener más autonomía que su equivalente en gasolina o propano.

En el modelo Honda, abajo, la autonomía probada es de 640 kilómetros. Esto lo convierte en una alternativa viable una vez que se extienda la red de estaciones de servicio, o los módulos de carga PEM en hogares y edificios.

Los coches se enchufarían en casa o en la oficina. La primera estación de servicio fue inaugurada en enero de 1999 en Hamburgo. El alcalde de esta ciudad alemana invitó al público a imaginar una ciudad con estos vehículos, silenciosos, sin humos. La visión es prometedora, ¿seremos capaces de hacerla realidad?

En Madrid ya circulan los primeros autobuses de hidrógeno e Islandia acaba de inaugurar su primera estación de combustible de hidrógeno para suministrar a los vehículos energía limpia en lugar de combustibles fósiles contaminantes, de la que la ciudad alemana de Hamburgo es pionera.

Además de Estados Unidos, la Unión Europea también busca vías más amplias para usar hidrógeno en células de combustible para ge-nerar electricidad que pueda dar energía a los vehículos.

Parece que el paso a la economía del hidrógeno está en marcha.



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