Franklin Chang-Díaz sube a su auto, enciende la radio y escucha la noticia de otro aumento en el precio de la gasolina. Pero parte sabiendo que su viaje no será más caro: su tanque está lleno de hidrógeno. Su automóvil toma ese elemento y lo combina con oxígeno en una celda de combustible que funciona como una pequeña planta de energía, creando energía, que va a una batería para alimentar el automóvil, y vapor de agua. El viaje de Chang-Díaz no solo costará menos que ayer, sino que también contaminará mucho menos que un automóvil tradicional a gasolina.
A Chang-Díaz le gustaría tener una estación pública de hidrógeno cerca cada vez que necesite llenar su tanque, pero eso aún no es posible, ni en su natal Costa Rica ni en ningún otro país de América Latina. En cambio, termina en la estación de hidrógeno que él mismo construyó, como parte de un proyecto destinado a demostrar que el hidrógeno generado con fuentes de energía renovables, el hidrógeno verde, es el presente, no el futuro.
Físico, exastronauta de la NASA y director ejecutivo de Ad Astra Rocket Company, Chang-Díaz tiene una visión clara. Él cree que el hidrógeno verde es un actor fundamental para reducir las emisiones del transporte y convertir regiones que importan combustibles fósiles, como su pequeño país centroamericano, en exportadores de energía limpia, clave para evitar los efectos catastróficos del calentamiento global.
Según datos del Banco Interamericano de Desarrollo, los sectores más contaminantes de América Latina a los que se les podría aplicar la tecnología del hidrógeno limpio son el transporte (que genera el 40 por ciento del CO2 de la región).2 emisiones) y electricidad y energía (36 por ciento de las emisiones). Y Chang-Díaz no está solo en su creencia en la promesa. El transporte de hidrógeno a gran escala será parte del futuro, dice Nilay Shah, ingeniero químico del Imperial College London. «Para 2050, el hidrógeno podría proporcionar el 18 % del suministro mundial de energía… el 28 % del cual estaría destinado al sector del transporte», señalan él y sus colegas en un artículo sobre la aplicación del hidrógeno en tecnologías de movilidad en la Revisión anual de 2022 de Ingeniería Química y Biomolecular.
Pero para que el hidrógeno verde se convierta en un jugador importante en los recursos energéticos del mundo, las tecnologías para obtenerlo deberán desarrollarse a gran escala. Latinoamérica quiere ser parte de ese futuro y ya se está preparando, con proyectos en toda la región.
No todo el hidrógeno es igual
El hidrógeno es el elemento químico más ligero: su núcleo tiene un solo protón, orbitado por un electrón. También es el más común: se cree que hasta el 90 por ciento de los átomos del universo son átomos de hidrógeno. En su estado gaseoso (H2), es insípido, incoloro e inodoro. En el ambiente terrestre, generalmente se encuentra en compuestos más complejos, como dos átomos de hidrógeno unidos a un átomo de oxígeno para formar una molécula de agua (H2O), o cuatro átomos de hidrógeno unidos a un átomo de carbono para formar metano (CH4). Si necesitamos los átomos de hidrógeno solos, debemos desacoplarlos de estos compuestos.
El uso del hidrógeno como fuente de energía no es nuevo. Durante décadas, la NASA mezcló H2 gas con oxígeno para generar la energía necesaria para levantar cientos de toneladas y enviar sus transbordadores al espacio. El Departamento de Energía de EE. UU. lo cataloga como un combustible más seguro que los combustibles fósiles porque no es tóxico y se disipa rápidamente en caso de fuga, ya que es más liviano que el aire.
En la actualidad, el hidrógeno como fuente de energía se utiliza principalmente en la producción de derivados del petróleo, acero, amoníaco y metanol. Según datos de la Agencia Internacional de Energía (AIE), en 2020 la población mundial consumió alrededor de 90 millones de toneladas de hidrógeno, lo que equivale a solo el 2,5 por ciento del consumo mundial de energía. América Latina utiliza solo el 5 por ciento de este hidrógeno, principalmente en países como Trinidad y Tobago, México, Brasil, Argentina, Venezuela, Colombia y Chile. Se trata en su mayoría de hidrógeno sucio, que contamina el planeta debido a los procesos que se utilizan para obtenerlo.
Dependiendo de cómo se derive, el hidrógeno se puede clasificar como gris, azul, verde o incluso negro. El hidrógeno gris se genera a partir de combustibles fósiles, especialmente gas natural, en el caso de América Latina. En un proceso llamado reformado con vapor, el monóxido de carbono (CO) y el vapor de agua (H2O) se someten a altas temperaturas, presión moderada y un catalizador, produciendo dióxido de carbono (CO2) e hidrógeno (H2). Si se usa carbón en lugar de gas para generar el calor necesario para el reformado con vapor, el hidrógeno se considera negro, lo peor de todo, desde el punto de vista ambiental.
El hidrógeno azul usa gas o carbón en el mismo proceso de reformado con vapor, pero en este caso, del 80 al 90 por ciento de las emisiones de carbono terminan bajo tierra a través de un proceso llamado captura y almacenamiento de carbono industrial (CSS). Finalmente, el hidrógeno verde —también llamado hidrógeno limpio— utiliza energía eléctrica generada por fuentes renovables, como la solar y la eólica, para separar la molécula de agua en sus dos elementos, hidrógeno y oxígeno, por medio de un ánodo y un cátodo en un proceso llamado electrólisis.
Actualmente, menos del 0,4 por ciento del hidrógeno utilizado en América Latina es verde; el resto está vinculado a los combustibles fósiles. De hecho, en 2019 la producción de hidrógeno para la región requirió más gas natural que todo el gas consumido en Chile, un país de 19 millones de habitantes. Y generó más emisiones contaminantes que las que producen en un año todos los autos en Colombia, una nación con unos 7 millones de vehículos.
A nivel mundial, el 4 por ciento de la producción de hidrógeno ya es resultado de la electrólisis, pero el 96 por ciento restante aún requiere gas, carbón o derivados del petróleo.