La economía de hidrógeno

Cuando al final del siglo XIX e inicio del siglo XX nació la industria de los automóviles, los vehículos eléctricos competían de manera efectiva con los de combustión interna. Como sabemos, la competencia fue ganada por los automóviles de gasolina, a pesar de que su versión eléctrica era mecánicamente más simple y más atractiva por lo silencioso de su operación. Los automóviles eléctricos tenían, sin embargo, una desventaja: su reducida autonomía de desplazamiento por la limitada capacidad de almacenamiento de energía de sus baterías eléctricas. Los automóviles con motores de combustión interna, en cambio, se beneficiaron con la alta densidad de energía contenida en la gasolina.

Así, a lo largo de siglo XX y lo que va del presente, el número de automóviles de gasolina se ha incrementado de manera incontenible. Y con esto se han constituido en una amenaza al medio ambiente, lo que ha motivado que los automóviles eléctricos, con baterías renovadas, hayan vuelto a la escena como una opción menos contaminante para sustituir a los automóviles de gasolina.

Una segunda opción para este propósito son los automóviles de hidrógeno, en los que se quema hidrógeno y se genera calor y agua como residuo. En otra versión de este automóvil, el hidrógeno reacciona con el oxígeno en una pila de combustible, generando electricidad y también agua como residuo. Así, la operación de un automóvil de hidrógeno no genera residuos contaminantes.

Más allá de su uso en la industria de los automóviles, el hidrógeno se concibe como el combustible de una economía de hidrógeno en la que este gas se convierte en un sustituto no contaminante de los combustibles fósiles en un rango amplio de aplicaciones. Para esto, el hidrógeno debe obtenerse empleando medios que produzcan bajos niveles de gases de invernadero. En este sentido, el hidrógeno se obtendría descomponiendo el agua en hidrógeno y oxígeno por medio del proceso de electrólisis. La electricidad necesaria para llevar a cabo este proceso se obtendría de una fuente limpia de energía, ya sea solar o eólica. Además de lo anterior, en una economía de hidrógeno se emplearía el hidrógeno obtenido por electrólisis para las diversas aplicaciones que actualmente se le da al hidrógeno, incluyendo la producción de amoniaco para fertilizantes y de otras sustancias químicas.

Para investigar la generación de hidrógeno en un contexto de economía de hidrógeno, un grupo de investigadores encabezado por Davide Tonelli de la Universidad Católica de Lovaina, Bélgica, se dio a la tarea de investigar los límites para la producción de hidrógeno electrolítico a nivel global. Los resultados de esta investigación aparecieron el pasado 8 de septiembre en la revista “Nature Communications”.

De manera específica, Tonelli y colaboradores investigaron la disponibilidad de áreas territoriales, tanto a nivel global como en diferentes países, para establecer los generadores eólicos o paneles solares para la electrólisis del agua en una economía de hidrógeno. Encuentran que, si bien sería necesario usar menos del uno por ciento del agua disponible a nivel global para generar el hidrógeno que se necesitaría en el año 2050, el agua no es un recurso que esté uniformemente distribuido entre todos los países. De este modo, algunos países encontrarían problemas de escasez de agua para satisfacer sus necesidades de hidrógeno. De la misma manera, mientras que algunos países cuentan con grandes extensiones territoriales, otros tendrían problemas para encontrar lugares para la instalación de los paneles solares o los aerogeneradores que serían necesarios, y se convertirían en importadores de hidrógeno.

A partir de su análisis, Tonelli y colaboradores encuentran que países como Canadá y Australia, Argentina, Bolivia y Paraguay, así como países en el sur y centro de África, cuentan con suficientes recursos para convertirse en exportadores de hidrógeno. En contraste, otros países como Japón, Corea del Sur, República Dominicana, y países de Europa Occidental, tendrán problemas para satisfacer sus necesidades de hidrógeno. México, en ese sentido, está en una posición intermedia.

Así, a cien años del surgimiento del petróleo como combustible, el mundo está forzado a buscar combustibles menos contaminantes. En particular, el tráfico de automóviles ha crecido a un grado tal que se ha convertido en una especie de plaga que atenta contra el medio ambiente -al igual que contra nuestra tranquilidad urbana-. ¿Será la economía de hidrógeno una solución al problema? Nos lo dirán las décadas por venir.