Energía
Retos y desafíos del hidrógeno verde

El hidrógeno verde podría convertirse en la energía del futuro, pero antes debe superar algunos retos de costos, tipos de producción y comportamiento en su cadena de valor.

BLK Media

El hidrógeno es el elemento más abundante y sencillo del universo. Tiene el potencial de proveer de energía a cualquier medio de transporte, así como a edificios y grandes fábricas. Además, en su forma de hidrógeno verde puede generar cero emisiones de carbono. Sin embargo, todavía no es ampliamente utilizado como fuente de energía, ni como solución para el cambio climático.

Los retos y desafíos que atraviesa son varios. El primero son los costos, pues crear hidrógeno verde no es barato y tampoco sencillo. De acuerdo con la Administración de Información Energética de Estados Unidos (EIA), se necesita más energía para producir hidrógeno de la que éste proporciona cuando se convierte en energía útil. Además, para poder ser llamado hidrógeno verde, debe provenir de energías renovables o de un proceso llamado electrólisis, que depende de la disponibilidad del agua y de los costos de la electricidad en donde se produzca.  

El segundo motivo está relacionado con el proceso que lo genere, ya que existen diferentes clases. El hidrógeno gris es uno de los más utilizados hoy en día, pero su proceso de creación requiere de fuentes fósiles, lo que implica muchas emisiones de carbono y por lo tanto lo hace incompatible con los objetivos medioambientales de la agenda pública.

También existe el hidrógeno azul, creado a partir de vapor a altas temperaturas para dividir el hidrógeno de los átomos de carbono en el metano, un proceso muy similar al del hidrógeno gris, con la diferencia que en este caso el dióxido de carbono se captura y se almacena, liberando entre un 5% y 15% del CO2 generado. Este proceso implica una importante reducción de las emisiones, pero no su eliminación. Debido a que el hidrógeno verde es dos veces más caro que el hidrógeno azul, muchas compañías están explorando el uso y producción del hidrógeno azul como un paso intermedio hacia el verde.

Un tercer motivo se ubica en el comportamiento del hidrógeno dentro de su cadena de valor. Para esto, vale la pena mencionar la diferencia crucial entre el hidrógeno y la electricidad: el hidrógeno es un portador de energía química, compuesto de moléculas y no solo de electrones. Esta distinción sustenta todas las razones por las que el hidrógeno podría superar a la electricidad en algunas situaciones (y viceversa). La energía química es atractiva porque se puede almacenar y transportar de forma estable. Sin embargo, como ocurre en todos los procesos de producción, conversión y utilización, se tiende a perder cierto grado de eficiencia. En el caso del hidrógeno, esta pérdida llega hasta el 30% -según la Agencia Internacional de Energía (IEA)-, lo que aumenta sus costos y su producción se vuelve más cara en comparación con la electricidad o el gas natural.

No obstante, los esfuerzos para superar estos retos ya se están realizando. En los últimos años, importantes empresas como Repsol, Siemens Energy, Orsted y BP se han involucrado en proyectos relacionados con la producción de hidrógeno azul y verde por medio de la electrólisis. Además, la IEA estima que para 2026 se estarán generando 200 MW de energía a través de estos procesos sólo en el continente europeo.

En el sector del transporte, las pruebas con hidrógeno también avanzan. El avión de clase M Piper de seis plazas de ZeroAvia, que combina hidrógeno y oxígeno para producir electricidad, inició sus pruebas de vuelo en septiembre de 2020. En ese mismo mes, Airbus anunció el diseño de tres aviones conceptuales alimentados con hidrógeno para hasta 200 pasajeros, que estimó, podrían entrar en servicio para el 2035. Además, el gobierno escocés adjudicó un contrato en junio de 2021 para el desarrollo de un diseño conceptual de ferry marítimo, impulsado por pilas de combustible de hidrógeno, en el que podrán viajar 120 pasajeros y 16 automóviles.

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Retos y desafíos del hidrógeno verde

El hidrógeno verde podría convertirse en la energía del futuro, pero antes debe superar algunos retos de costos, tipos de producción y comportamiento en su cadena de valor.

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El hidrógeno es el elemento más abundante y sencillo del universo. Tiene el potencial de proveer de energía a cualquier medio de transporte, así como a edificios y grandes fábricas. Además, en su forma de hidrógeno verde puede generar cero emisiones de carbono. Sin embargo, todavía no es ampliamente utilizado como fuente de energía, ni como solución para el cambio climático.

Los retos y desafíos que atraviesa son varios. El primero son los costos, pues crear hidrógeno verde no es barato y tampoco sencillo. De acuerdo con la Administración de Información Energética de Estados Unidos (EIA), se necesita más energía para producir hidrógeno de la que éste proporciona cuando se convierte en energía útil. Además, para poder ser llamado hidrógeno verde, debe provenir de energías renovables o de un proceso llamado electrólisis, que depende de la disponibilidad del agua y de los costos de la electricidad en donde se produzca.  

El segundo motivo está relacionado con el proceso que lo genere, ya que existen diferentes clases. El hidrógeno gris es uno de los más utilizados hoy en día, pero su proceso de creación requiere de fuentes fósiles, lo que implica muchas emisiones de carbono y por lo tanto lo hace incompatible con los objetivos medioambientales de la agenda pública.

También existe el hidrógeno azul, creado a partir de vapor a altas temperaturas para dividir el hidrógeno de los átomos de carbono en el metano, un proceso muy similar al del hidrógeno gris, con la diferencia que en este caso el dióxido de carbono se captura y se almacena, liberando entre un 5% y 15% del CO2 generado. Este proceso implica una importante reducción de las emisiones, pero no su eliminación. Debido a que el hidrógeno verde es dos veces más caro que el hidrógeno azul, muchas compañías están explorando el uso y producción del hidrógeno azul como un paso intermedio hacia el verde.

Un tercer motivo se ubica en el comportamiento del hidrógeno dentro de su cadena de valor. Para esto, vale la pena mencionar la diferencia crucial entre el hidrógeno y la electricidad: el hidrógeno es un portador de energía química, compuesto de moléculas y no solo de electrones. Esta distinción sustenta todas las razones por las que el hidrógeno podría superar a la electricidad en algunas situaciones (y viceversa). La energía química es atractiva porque se puede almacenar y transportar de forma estable. Sin embargo, como ocurre en todos los procesos de producción, conversión y utilización, se tiende a perder cierto grado de eficiencia. En el caso del hidrógeno, esta pérdida llega hasta el 30% -según la Agencia Internacional de Energía (IEA)-, lo que aumenta sus costos y su producción se vuelve más cara en comparación con la electricidad o el gas natural.

No obstante, los esfuerzos para superar estos retos ya se están realizando. En los últimos años, importantes empresas como Repsol, Siemens Energy, Orsted y BP se han involucrado en proyectos relacionados con la producción de hidrógeno azul y verde por medio de la electrólisis. Además, la IEA estima que para 2026 se estarán generando 200 MW de energía a través de estos procesos sólo en el continente europeo.

En el sector del transporte, las pruebas con hidrógeno también avanzan. El avión de clase M Piper de seis plazas de ZeroAvia, que combina hidrógeno y oxígeno para producir electricidad, inició sus pruebas de vuelo en septiembre de 2020. En ese mismo mes, Airbus anunció el diseño de tres aviones conceptuales alimentados con hidrógeno para hasta 200 pasajeros, que estimó, podrían entrar en servicio para el 2035. Además, el gobierno escocés adjudicó un contrato en junio de 2021 para el desarrollo de un diseño conceptual de ferry marítimo, impulsado por pilas de combustible de hidrógeno, en el que podrán viajar 120 pasajeros y 16 automóviles.

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