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La molécula de hidrógeno (H₂) es la más abundante en el universo con mucha diferencia. Sin embargo, en la tierra es infrecuente encontrar hidrógeno, porque es un gas muy poco denso que escapa con facilidad a la atmósfera y de ahí al espacio. Además, aunque cinéticamente le cuesta reaccionar, una vez que se inician, sus reacciones son enormemente exotérmicas. Esto último hace que se aproveche como combustible, utilizando su reacción con el oxígeno. Proporciona mucha energía y es perfectamente limpia, pues tan solo se forma vapor de agua en el proceso. Los cohetes impulsados al espacio suelen utilizar este combustible, que les da la enorme cantidad de energía necesaria para impulsarlos hacia el exterior. Desde hace más de 10 años, la formación de agua a partir de hidrógeno y oxígeno se está utilizando para generar electricidad, calentar hogares y como combustible en vehículos, autobuses y camiones.

Se pretende que para 2030 el hidrógeno sea suficientemente asequible como para convertirse en una fuente de energía, si no mayoritaria, al menos muy importante. Pero como hemos dicho, no hay hidrógeno, hay que producirlo. Estamos hablando realmente de un vector, es decir, una forma de transportar energía en forma química (convirtiendo otra forma de energía en la energía del enlace H-H), para luego transformarla en calor, energía cinética o eléctrica. Puesto que buena parte de la energía que necesitamos la consumimos donde vivimos, se evita así la contaminación de las ciudades.

Sin embargo, sería poco sensato limitarse a trasladar el problema de la contaminación y emisión de gases de efecto invernadero al lugar de producción del hidrógeno. Los esfuerzos actuales se dirigen, pues, a encontrar formas limpias de producción masiva de hidrógeno. Por el momento, parte del hidrogeno se obtiene a partir de combustibles fósiles, en especial gas natural. Es el denominado hidrógeno gris y es una forma de producción que obviamente debe terminar. Así, la reacción de reducción a partir de metano y vapor de agua permite obtener hidrógeno a un coste de un euro por kilogramo, aproximadamente.

Un paso adelante para evitar efectos ecológicos y sobre el calentamiento climático es añadir un secuestrador de dióxido de carbono en las centrales que producen hidrógeno por el procedimiento anterior. Eso incrementa el coste hasta unos dos euros por kilogramo. Es el hidrógeno azul, que incluye también al producido desde energía nuclear. Finalmente, se pretende que las centrales del futuro obtengan hidrógeno por electrolisis del agua, es decir, la reacción exactamente inversa a la de producción de energía a partir del hidrógeno. Esa electrolisis se debe alimentar con energías renovables. Es el deseado hidrógeno verde, cuyo coste se establece actualmente en tres euros por kilo. El objetivo es lograr que la producción de hidrógeno verde no supere el coste de la del hidrógeno azul.

La Comisión Europea pretende que Europa sea pionera en este cambio en la producción del hidrógeno, con hasta ocho proyectos para realizar en los próximos 10 años, que supondrán una inversión combinada de unos 60.000 millones de euros. Se pretende, en primer lugar, aumentar la capacidad de producción de energía solar y eólica. Y, paralelamente, desarrollar sistemas de electrolisis del agua mucho más baratos.

El transporte del hidrógeno

Uno de los problemas que tiene el hidrógeno es su transporte, teniendo en cuenta lo inflamable que es y lo fácilmente que da lugar a escapes por ser una molécula tan pequeña. Hay un proyecto internacional que baraja la posibilidad de producir hidrógeno en Arabia Saudí a partir de energía solar y electrolisis básica del aire, para luego transformar el hidrógeno en amoniaco, que es mucho más seguro y fácil de transportar. Esta reacción se logra extrayendo nitrógeno del aire para combinarlo con el hidrógeno producido. Una vez en su destino, el amoniaco sería disociado de nuevo en hidrógeno y nitrógeno. Es un proceso complicado que no se sabe bien si va a funcionar, teniendo en cuenta la dimensión del proyecto, puesto que se pretende producir 650 toneladas de hidrógeno al día.

Respecto al hidrógeno azul, el proyecto más importante se está desarrollando en Inglaterra por parte de una compañía noruega que utiliza gas natural como fuente primaria de energía. En Estados Unidos hay tres grandes proyectos para adaptar centrales nucleares a la producción de hidrógeno. Es una iniciativa interesante, porque evita el problema de cómo utilizar la energía nuclear sobrante en horas de baja demanda. Este hidrógeno se produce sin la emisión de ningún gas de efecto invernadero. El sesgo contrario a la energía nuclear no debería frenar su utilización para la fabricación de hidrógeno azul, que sin duda es mucho más conveniente que continuar con procesos basados en combustibles fósiles.

¿Qué se puede hacer con todo el hidrógeno producido? En futuros artículos comentaremos los apasionantes proyectos en desarrollo en el campo del trasporte y el almacenamiento de energía.

Imagen destacada: NGC 604, una gran región de hidrógeno ionizado en la galaxia del Triángulo.