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Los colores del hidrógeno: gris, azul y verde

El hidrógeno, como la electricidad, es un vector energético, no una energía en si misma. Si bien es el elemento más abundante, no se lo encuentra en estado natural y es necesario sintetizarlo a partir de una materia prima. Hay 3 colores principales de hidrógeno: gris, azul y verde.

Actualmente, más del 50% de la materia prima que se emplea para obtener el hidrógeno es el gas natural. Y la segunda, casi un 30% proviene de la quema de hidrocarburos (procedentes del petróleo). Y el 20% restante de la producción se basa en el uso del carbón o del biometano (que se genera en unidades de biometanizado). La conversión de dichas materias primas para obtener hidrógeno requiere de un aporte de energía. Hoy, más del 95% de esta energía se deriva de combustibles fósiles.

Hidrógeno gris

Al hidrógeno que se produce con gas natural se le llama hidrógeno gris. Y es el que predomina en el mercado. Este se produce en grandes cantidades y a nivel industrial. Hablamos de una generación anual de 70 a 80 millones de toneladas de hidrógeno gris. Su principal aplicación sigue siendo el sector químico industrial.

Más del 80% de la producción mundial de hidrógeno se emplea para la síntesis de amoníaco y sus derivados (para la agricultura). O para llevar a cabo operaciones de refinado del petróleo. Como la desulfuración de fracciones destinadas a aplicaciones como combustibles. Los mayores proveedores de hidrógeno a nivel mundial son EEUU y China.

Conversión del gas natural en hidrógeno

La conversión de gas natural en hidrógeno se basa en un proceso conocido como reformado con vapor (a menudo denominado SMR – Steam Methane Reforming).

El reformado de vapor consiste en hacer reaccionar el metano (contenido en el gas natural) en presencia de vapor. Esto se hace a alta presión y temperatura (alrededor de 700-1000°C) y con la ayuda de catalizadores.

El SMR o reformado de vapor es la técnica de producción más popular para la síntesis de hidrógeno. Supone un coste estimado de 1,5 euros/kg. Pero consume mucha energía y emite una gran cantidad de dióxido de carbono. Se estima que por una tonelada de hidrógeno producido se generan entre 10 y 11 toneladas de CO2.

Producción de hidrógeno gris a partir de carbón o biomasa

El hidrógeno gris también se puede producir a partir de carbón o biomasa (materia vegetal y residuos orgánicos). Para ello se debe incluir un paso adicional llamado gasificación. Esta también se realiza a muy altas temperaturas. Y es la que permite producir un gas de síntesis. Es decir, una mezcla de CO (monóxido de carbono) y de hidrógeno. Y es un paso que también requiere de la adición de mucha energía.

Los métodos actuales de producción de hidrógeno emiten gases de efecto invernadero. Por ello existen grandes desafíos para descarbonizar esta producción tanto como sea posible. Se están barajando diversas opciones. Y las mismas tienen distintos niveles de madurez tecnológica. Los colores del hidrógeno.

Hidrógeno Azul

Una primera estrategia consiste en capturar el dióxido de carbono formado durante la SMR. El objetivo sería reutilizarlo como materia prima en determinadas empresas, en particular químicas. O almacenarlo geológicamente en viejos depósitos de gas natural o de petróleo en desuso. Esto se llama secuestro geológico o captura y almacenamiento de carbono.

Cuando se produce mediante este sistema se obtiene hidrógeno azul. Porque emite una cantidad menor de gases de efecto invernadero. Pero evidentemente este tipo de soluciones de captura de CO2 tienen un coste que no puede ignorarse. Y el mismo no solo es económico sino también energético. Por tanto, su producción está en fase piloto y hay muy pocas en el mundo.

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Hidrógeno verde

Otra opción para permitir la producción de hidrógeno libre de carbono es explotar una materia prima diferente. La idea es partir del agua. Y a partir de grandes electrolizadores, alimentados por corriente eléctrica convertirla en hidrógeno y oxígeno. Este último se libera directamente a la atmósfera.

Será necesario que la electricidad utilizada para alimentar los electrolizadores proceda al 100% de energías renovables. No importa si la fuente es el sol, las mareas, las corrientes fluviales, el ciento, etc. En este caso el hidrógeno se calificará como verde. El hidrógeno verde podría convertirse en una de las fuente de electricidad más viables a futuro.

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