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La energía del hidrógeno está preparada para un crecimiento extremo

El debate crítico sobre el desarrollo del hidrógeno es la mejor manera de extraerlo a escala.

A medida que continuamos siguiendo los desarrollos relacionados con la energía que afectan a nuestros miembros, el rápido crecimiento de la producción de hidrógeno es de particular interés, con implicaciones para los puestos de trabajo de los Boilermakers y el uso continuo de combustibles fósiles con captura, uso y almacenamiento de carbono (CCUS, por sus siglas en inglés).

Las estimaciones sobre el crecimiento del hidrógeno son asombrosas. ETC, una coalición de ejecutivos de la industria energética, calcula que se necesitarán casi quince billones de dólares a mediados de siglo para financiar la ampliación de la capacidad del hidrógeno. La Iniciativa Catapulta del Hidrógeno Verde (Green Hydrogen Catapult Initiative), un consorcio mundial de desarrolladores de energía, predice que el hidrógeno verde se multiplicará por cincuenta en los próximos seis años.

Las estrategias nacionales para incorporar el hidrógeno se están desarrollando rápidamente. Canadá lanzó su estrategia sobre el hidrógeno en diciembre del 2020 y anunció su comité directivo en abril pasado. En junio, el Departamento de Energía de los Estados Unidos anunció una iniciativa «Earthshot» para el avance del hidrógeno. Al menos otras nueve naciones, así como la Unión Europea, también han declarado sus estrategias nacionales.

En muchos sentidos, el hidrógeno es la fuente de energía perfecta. Es abundante y puede producirse localmente con la tecnología disponible.  Se puede transportar y almacenar fácilmente. Y cuando se quema, no emite gases de efecto invernadero.

Además, es versátil y portátil, con aplicaciones para procesos industriales, calefacción, generación de energía y transporte (mediante pilas de combustible).

A medida que las naciones descarbonizan sus economías, el hidrógeno destaca como una alternativa muy atractiva a otras fuentes de energía.

El debate crítico sobre el desarrollo del hidrógeno es la mejor manera de extraerlo a escala. Casi todo el hidrógeno producido en América del Norte en la actualidad se separa del gas natural y se utiliza en la refinación de petróleo para eliminar el azufre o en la producción de fertilizantes con amoníaco. El hidrógeno producido de esta manera se denomina «gris», ya que el proceso libera dióxido de carbono. Cuando se han aplicado tecnologías de captura, uso y almacenamiento de carbono para reducir las emisiones de CO2, el hidrógeno se denomina «azul».

El hidrógeno «verde» implica un proceso totalmente diferente: la electrólisis. Utilizando agua como materia prima, se introduce una corriente eléctrica para separar las moléculas de H2O en hidrógeno y oxígeno. El proceso se considera ecológico cuando las fuentes de energía renovables (principalmente eólica y solar, pero potencialmente nuclear) alimentan la electrólisis.

Algunos defensores del hidrógeno verde sostienen que las alternativas gris y azul deben abandonarse debido a sus emisiones de CO2 (aunque CCUS puede reducir las emisiones hasta en un 90%) y afirman que las inversiones continuas en estos procesos sólo promueven el uso futuro de combustibles fósiles.

Algunos defensores del hidrógeno gris y azul denuncian las enormes cantidades de electricidad que requiere la electrólisis a escala y el elevado costo del hidrógeno verde por unidad. No sólo se necesitarían grandes instalaciones eólicas y solares, sino que esos sistemas se dedicarían exclusivamente a la extracción de hidrógeno y no estarían disponibles para otros clientes de electricidad.

Otros ven la necesidad de desplegar tanto el hidrógeno azul como el verde, argumentando que el hidrógeno azul puede satisfacer la demanda a corto plazo hasta que los costos del hidrógeno verde alcancen los del hidrógeno azul, alrededor del 2030-2035 según algunas estimaciones.

Mientras que el desarrollo del hidrógeno se discute a menudo en términos de grandes proyectos de capital, un tercer enfoque (aparte de la extracción de combustibles fósiles o la electrólisis) implica unidades a pequeña escala que extraen el hidrógeno de la biomasa reciclada utilizando quemadores de plasma.

Apodada la opción «más verde que el verde», esta tecnología, de la empresa SGH2, hace gala de emisiones negativas de carbono utilizando papel o residuos vegetales que, de otro modo, liberarían metano si se dejaran descomponer.

Está previsto que la primera unidad SGH2 entre en funcionamiento en el 2023 en Lancaster (California).

Sea cual sea la forma en que se desarrolle el futuro del hidrógeno, ya sea azul, verde o más verde que el verde, o probablemente alguna combinación de tecnologías competidoras, una cosa es segura: los desarrolladores y los gobiernos se están alineando para dar un paso adelante en la energía mundial.

Se invertirán miles de millones, quizás billones de dólares, en la extracción de hidrógeno y en las infraestructuras relacionadas. Se crearán muchos puestos de trabajo en la generación de energía, la industria pesada, la fabricación, el transporte y otros sectores.

Los conocimientos de los Boilermakers en soldadura, fabricación y otras áreas podrían desempeñar un papel importante en la próxima revolución del hidrógeno.

En la región de las arenas bituminosas de Alberta y Saskatchewan, donde generaciones de Boilermakers se han ganado la vida, la revolución del hidrógeno ya está en marcha. Una alianza de empresas petroleras sustituirá el gas natural por el hidrógeno para producir vapor para el procesamiento del betún. Las emisiones de CO2 del proceso de extracción de hidrógeno se capturarán y se transportarán por una línea principal hasta su almacenamiento subterráneo permanente.

Con los avances en CCUS y las grandes reservas de gas natural tanto en Canadá como en Estados Unidos, la producción de hidrógeno azul podría convertirse en un importante generador de empleos como una de las etapas del desarrollo energético del hidrógeno previsto.

Véase el artículo relacionado de Richard MacIntosh, "Canadá necesita apoyer su sector de recursos."