La invasión de Ucrania ha demostrado que la dependencia del gas natural ruso es una estrategia inestable para Europa. La energía del hidrógeno es una herramienta que podría ayudar.
A fines de febrero, Rusia anunció que enviaría tropas a dos regiones del este de Ucrania, un precursor de su invasión a gran escala días después. Horas después del anuncio de Rusia, el canciller alemán Olaf Scholz respondió declarando que su país detendría Nord Stream 2, un nuevo gasoducto que habría transportado miles de millones de metros cúbicos de gas natural desde Rusia a los mercados europeos cada año.
Detener un gasoducto tan importante no fue una decisión fácil de tomar para Alemania. El gas natural es la segunda mayor fuente de energía de Europa, solo superada por el petróleo y los derivados del petróleo. Además, solo el 10 % del gas natural consumido en la UE se produce en la UE; el resto es importado. Rusia es, con mucho, la mayor fuente de esas importaciones de gas con un 41% del volumen.
Pero las sanciones europeas a Rusia han obligado al continente a buscar alternativas al gas natural ruso. Del mismo modo, muchas naciones europeas esperan disminuir por completo su dependencia del gas natural, debido a la huella de carbono del gas. Si bien el gas natural tiene una tasa más baja de emisiones de gases de efecto invernadero que otros combustibles fósiles como el carbón y el petróleo, no es tan limpio como las fuentes de energía renovable.
A medida que Europa se aleja del gas natural, el hidrógeno es una fuente de energía que podría ayudar. “Creo que definitivamente se considera que el hidrógeno es el reemplazo futuro del gas natural”, dice Kobad Bhavnagri, jefe de estrategia del instituto de investigación de energía BloombergNEF.
Si se encuentra en los Estados Unidos, probablemente no esté tan familiarizado con la energía del hidrógeno. En Estados Unidos, las discusiones sobre energía renovable tienden a centrarse en la energía eólica y solar. El hidrógeno ha recibido mucha menos atención por parte de los legisladores estadounidenses. Bhavnagri atribuye esto, en parte, a las grandes reservas de gas de Estados Unidos; Estados Unidos aún no ha sentido la urgencia de dejar atrás el gas natural. No ocurre lo mismo en Europa, donde el hidrógeno ha despertado un interés generalizado por parte de los gobiernos nacionales y de la UE en general.
Hoy en día, el hidrógeno representa menos del 2 % del consumo total de energía en Europa. La UE espera expandir rápidamente esa cifra para ayudar a alcanzar sus objetivos de emisiones. Al mismo tiempo, el hidrógeno podría servir como un ingrediente crítico en el camino de Europa para alejarse de la dependencia del gas extranjero. “El cambio a la energía limpia es de importancia geopolítica para Europa porque les ayuda a reducir su dependencia de las importaciones, particularmente las importaciones rusas”, dice Bhavnagri.
Antes de considerar si el hidrógeno podría desbancar al gas natural, es importante comprender qué es el hidrógeno y las numerosas formas en que se puede producir. Al igual que el gas natural, el hidrógeno es un gas que libera energía cuando se enciende. Pero, a diferencia del gas natural, el hidrógeno puro debe ser producido por humanos, en lugar de simplemente extraerlo de la Tierra.
El hidrógeno se puede producir de varias maneras. Los tres métodos principales tienen etiquetas codificadas por colores y varían mucho en sus huellas de carbono.
El primero es el hidrógeno gris: el hidrógeno producido a partir del carbón o, más comúnmente, el metano del gas natural. Una reacción particular entre el metano (CH4) y el vapor caliente (H2O) produce hidrógeno puro (H2), pero también produce dióxido de carbono (CO2) como subproducto. Alrededor del 98% del hidrógeno es gris en este momento, lo que hace que el hidrógeno sea una fuente importante de emisiones globales de CO2. La mayoría de las propuestas buscan eliminar el hidrógeno gris lo antes posible.
El siguiente es el hidrógeno azul. El hidrógeno azul se produce a partir del mismo proceso que el hidrógeno gris, pero agrega un paso adicional: la captura y el almacenamiento del exceso de dióxido de carbono. Eso hace que el azul sea más limpio que el gris, pero ciertamente no es perfecto. La tecnología de captura de carbono requiere energía adicional para funcionar y es casi imposible capturar el 100% del CO2.
El hidrógeno azul ha ganado mucho interés en el Reino Unido, Noruega y los Países Bajos, dice Martin Lambert, investigador principal del Instituto de Estudios Energéticos de Oxford. “Pero, en algunos países como Alemania, la idea de capturar y almacenar carbono sigue siendo bastante impopular”, señala Lambert. Además, el hidrógeno azul no ayudará a disminuir la dependencia de Europa del gas extranjero, ya que el gas natural es la fuente de la mayor parte del hidrógeno azul.
Eso nos lleva al hidrógeno verde, el niño del cartel del movimiento del hidrógeno. Bhavnagri explica que el hidrógeno verde es producido por electrolizadores, grandes máquinas que esencialmente separan tanques de agua en oxígeno puro e hidrógeno puro al pasar una corriente eléctrica a través de ellos. Para el hidrógeno verdaderamente verde, los electrolizadores en sí mismos funcionan con fuentes de energía renovables como paneles solares o turbinas eólicas, de modo que todo el proceso tiene cero emisiones netas de carbono.
La mayoría de las propuestas europeas de hidrógeno se han centrado específicamente en el hidrógeno verde, principalmente mediante la asignación de fondos para la construcción de electrolizadores. Eso incluye la histórica «estrategia de hidrógeno» de la UE aprobada en 2020, que busca construir seis gigavatios de capacidad de electrolizadores en toda la UE para 2024 y 40 gigavatios para 2030. Parece poco probable que la UE pueda alcanzar esos objetivos; un análisis de 2021 dice que Europa solo está en camino de alcanzar los 2,7 gigavatios de capacidad de electrolizadores para 2025.
Pero, ¿la expansión de la producción de hidrógeno verde puede ayudar directamente a Europa a deshacerse de su adicción al gas natural? Ciertamente hay razones para creer que podría.
Primero, dado que tanto el hidrógeno como el gas natural son formas gaseosas de energía, varias propuestas han considerado reutilizar las tuberías de transporte de gas natural existentes para acomodar el hidrógeno. Dado que el hidrógeno y el gas natural no son químicamente idénticos, eso podría requerir algo de ingeniería, dice Bhavnagri, pero podría funcionar. “Como mínimo, es probable que deba reemplazar algunas partes de la infraestructura, como bombas, medidores y válvulas”, dice.
En relación con esto, Lambert señala que se ha descubierto que el gas de hidrógeno hace que las tuberías de metal sean más frágiles y propensas a agrietarse, pero las tuberías de plástico tienden a funcionar bien.
En lugar de reemplazar el gas natural con hidrógeno, algunos expertos han abogado por mezclar hidrógeno y gas natural. Lambert dice que las pruebas de mezcla han sido particularmente exitosas en el Reino Unido. Ahora, se informa que la red de gas de Gran Bretaña está lista para acomodar una mezcla del 20% de hidrógeno a partir de 2023.
Pero «no tiene mucho sentido» una mezcla de gases con un 20% de hidrógeno, dice Will McDowall, profesor asociado del Instituto de Recursos Sostenibles del University College London. McDowall señala que mezclar hidrógeno verde en la red de gas natural a una tasa del 20 % no reduciría las emisiones de carbono en un 20 %, sino solo en un 7 %. Esto se debe a que el hidrógeno es menos denso que el gas natural, por lo que será necesario consumir más mezcla para satisfacer la misma demanda de energía.
Además, Bhavnagri dice que la electricidad es generalmente una mejor opción que el hidrógeno. “En casi todas las circunstancias, la electricidad, si puedes usarla, es la mejor solución”, dice. “Es el más barato y el más eficiente”.
Bhavnagri señala el ejemplo de la calefacción del hogar. En lugar de cambiar las casas con calefacción de gas natural a hidrógeno, Bhavnagri sugiere que la transición a la calefacción eléctrica es la opción más barata y limpia, siempre que la electricidad provenga de fuentes ecológicas como la solar o la eólica.
Sin embargo, en el lado del consumidor, el hidrógeno tiene un beneficio sobre la electricidad: los ciudadanos no necesitarían cambiar sus electrodomésticos que funcionan con gas por otros eléctricos, dice McDowall. Además, Bhavnagri señala que el hidrógeno es mucho más fácil de almacenar que la electricidad; las baterías son caras, mientras que los botes de hidrógeno no lo son.
Pero, en última instancia, el verdadero poder del hidrógeno brilla cuando se trata de industrias que no pueden electrificarse fácilmente. El mejor ejemplo, la mayoría está de acuerdo, es la fabricación de acero. En este momento, la producción de acero está impulsada en gran medida por el carbón y causa la friolera de 9% de las emisiones globales de CO2.
Los sistemas de alta temperatura del proceso de fabricación de acero no se pueden electrificar fácilmente, pero se pueden cambiar a hidrógeno. Como resultado, muchas empresas siderúrgicas han comenzado a considerar una transición al hidrógeno, dice Bhavnagri. De hecho, el llamado “acero verde” producido por hidrógeno ya se vende en Suecia. Si el mayor impacto del hidrógeno está en la industria del acero, entonces puede resultar que el hidrógeno sea un reemplazo más adecuado para el carbón que el gas natural.
Hoy en día, la producción europea de hidrógeno está muy por detrás de los objetivos de la UE. Hay algunas razones para eso, dice Lambert, pero la más importante es que el hidrógeno verde (con sus electrolizadores de gran presupuesto) sigue siendo bastante caro.
Sin embargo, el costo del hidrógeno verde ha disminuido constantemente, señala Bhavnagri. A medida que las fuentes de energía renovables como la solar y la eólica se han abaratado, también lo ha hecho el hidrógeno producido de forma renovable. Mientras tanto, la guerra de Rusia contra Ucrania ha disparado el precio del gas natural.
Debido a desarrollos como estos, Bhavnagri se siente optimista sobre las perspectivas del hidrógeno. “Si me hubieras preguntado hace dos años, no tenía ese optimismo”, dice. “Pero, en todo el mundo, los formuladores de políticas están respaldando el hidrógeno, presentando estrategias y poniendo mucho dinero a trabajar”.
Aún así, hay un revés potencial más: se prevé que la producción europea de hidrógeno sea demasiado pequeña para satisfacer las demandas de hidrógeno del continente, en alrededor del 50%. Por lo tanto, incluso si el gas natural se sustituyera por hidrógeno, Europa aún podría depender de la energía extranjera.
Dicho esto, Europa tiene una variedad de opciones sobre dónde importar su hidrógeno, opciones que «se inclinan hacia África en lugar de hacia Rusia», dice Bhavnagri. El norte de África, señala, podría convertirse en una fuente importante de hidrógeno barato debido al clima soleado de la región que reduce el costo de la electrólisis con energía solar. Sin embargo, los críticos argumentan que es probable que el plan de Europa para importar hidrógeno del norte de África sea ineficiente desde el punto de vista energético y que la energía africana debería orientarse hacia las necesidades locales. Por ahora, satisfacer la demanda de hidrógeno sigue siendo una pregunta abierta para Europa.
Pero, al final, la invasión rusa de Ucrania ha demostrado que Europa sería mucho más estable si redujera su dependencia del gas natural. El planeta también estaría mejor. El hidrógeno es solo una de las muchas alternativas ecológicas que podrían ayudar.
