¿Qué es el hidrógeno?

Aquí en la Tierra, el agua, las plantas, los animales y, por supuesto, los seres humanos contienen un gran número de átomos de hidrógeno. Pero aunque está presente en casi todas las moléculas de los seres vivos, es muy escaso como gas: menos de una parte por millón en volumen.

El hidrógeno puede producirse a partir de diversos recursos, como el gas natural, la energía nuclear, el biogás y las energías renovables, como la solar y la eólica. El reto es aprovechar el hidrógeno como gas a gran escala para alimentar nuestros hogares y empresas.

¿Por qué es importante el hidrógeno como futura fuente de energía limpia?

Un combustible es una sustancia química que puede «quemarse» para proporcionar energía útil. Quemar normalmente significa que los enlaces químicos entre los elementos del combustible se rompen y los elementos se combinan químicamente con el oxígeno (a menudo del aire).

Durante muchos años, hemos utilizado el gas natural para calentar nuestros hogares y negocios, y para que las centrales eléctricas generen electricidad; actualmente el 85% de los hogares y el 40% de la electricidad del Reino Unido dependen del gas. El metano es el principal componente del «gas natural» procedente de los yacimientos de petróleo y gas.

Hemos seguido utilizando el gas natural porque es un recurso fácilmente disponible, es rentable y es una alternativa más limpia que el carbón, el combustible fósil más sucio del que históricamente hemos dependido para la calefacción y para generar electricidad.

Cuando el gas natural se quema, proporciona energía térmica. Pero un producto de desecho junto con el agua es el dióxido de carbono, que al ser liberado a la atmósfera contribuye al cambio climático. Cuando quemamos hidrógeno, el único producto de desecho es el vapor de agua.

¿Cuál es la diferencia entre el hidrógeno azul y el hidrógeno verde?

El hidrógeno azul se produce a partir de fuentes de energía no renovables, utilizando uno de los dos métodos principales. La reformación de metano por vapor es el método más común para producir hidrógeno a granel y representa la mayor parte de la producción mundial. Este método utiliza un reformador, que hace reaccionar el vapor a alta temperatura y presión con el metano y un catalizador de níquel para formar hidrógeno y monóxido de carbono.

Alternativamente, el reformado autotérmico utiliza oxígeno y dióxido de carbono o vapor para reaccionar con el metano y formar hidrógeno. El inconveniente de estos dos métodos es que producen carbono como subproducto, por lo que la captura y el almacenamiento de carbono (CCS) son esenciales para atrapar y almacenar este carbono.

El hidrógeno verde se produce utilizando electricidad para alimentar un electrolizador que divide el hidrógeno de las moléculas de agua. Este proceso produce hidrógeno puro, sin subproductos dañinos. Una ventaja añadida es que, dado que este método utiliza la electricidad, también ofrece la posibilidad de desviar cualquier exceso de electricidad -difícil de almacenar (como el excedente de energía eólica)- a la electrólisis, utilizándola para crear gas hidrógeno que puede almacenarse para futuras necesidades energéticas.

¿Se utiliza ya el hidrógeno como combustible?

Sí. Ya hay coches que funcionan con pilas de combustible de hidrógeno. En Japón hay 96 estaciones públicas de repostaje de hidrógeno, que permiten repostar igual que con gasolina o gasóleo y en el mismo tiempo que un coche de combustible tradicional. Alemania cuenta con 80 de estas estaciones de hidrógeno y Estados Unidos es el tercer país con 42 estaciones.

El hidrógeno es también una interesante opción de combustible ligero para el transporte por carretera, aéreo y marítimo. La empresa de reparto internacional DHL ya cuenta con una flota de 100 «furgonetas H2», capaces de recorrer 500 km sin repostar.

¿Cuáles son los posibles frenos para acelerar el uso del hidrógeno como energía limpia?

Para que el hidrógeno sea una alternativa viable al metano, hay que producirlo a escala, de forma económica, y adaptar la infraestructura actual.

La buena noticia es que el hidrógeno puede transportarse a través de gasoductos, lo que minimiza las molestias y reduce la costosa infraestructura necesaria para construir una nueva red de transporte de hidrógeno. Tampoco sería necesario un cambio de cultura en nuestra vida doméstica, ya que la gente está acostumbrada a utilizar gas natural para cocinar y calentarse, y están surgiendo equivalentes de hidrógeno.

¿Qué está haciendo National Grid para impulsar el hidrógeno como combustible ecológico alternativo?

Nos hemos comprometido a alcanzar el objetivo de cero emisiones netas en 2050, lo que significa que tenemos que empezar a prepararnos para cambiar nuestro uso del gas en los próximos años. Una de las formas que proponemos para ello es el hidrógeno.

El actual Sistema Nacional de Transmisión (NTS) transporta el gas natural por todo el Reino Unido, y las personas, las empresas y la industria dependen de nuestra red.

El NTS es una red única y compleja que utiliza tuberías de acero para transportar el gas natural a altas presiones. Tenemos que entender plenamente el impacto que la exposición al hidrógeno a alta presión podría tener en las tuberías, antes de que la red pueda ser convertida. Es necesario realizar pruebas exhaustivas y ensayos detallados para determinar qué modificaciones debemos hacer para transportar el hidrógeno de forma segura.

Bajo el lema HyNTS -Hidrógeno en la NTS- ya hemos llevado a cabo varios proyectos que analizan las capacidades físicas de la NTS para transportar hidrógeno. Estos proyectos no sólo han analizado el impacto que el hidrógeno podría tener en nuestras tuberías, sino también en todos los equipos asociados, como los compresores y las válvulas, así como las formas en que una red de hidrógeno podría tener que funcionar de manera diferente en el futuro.