El potencial del hidrógeno como combustible limpio

Los dos principales usos del hidrógeno –por ahora- son la pila de combustible para producir electricidad y los motores de combustión interna, que queman hidrógeno para mover vehículos y cohetes espaciales.

Si se sustituye la batería de un coche eléctrico convencional por la pila de combustible que proporciona mayor potencia por unidad de peso y un sistema de recarga más rápido, el vehículo es alimentado directamente por H2 y genera una reacción no contaminante.

Por eso es tema de gran interés para químicos y ecologistas, porque debido a su alta eficiencia y a que sus emisiones son prácticamente nulas promete reducir la emisión de gases de invernadero en muchas aplicaciones. Un análisis financiado por Departamento de Energía de Estados Unidos muestra la reducción de emisiones que se puede lograr con las pilas de combustible:

• Vehículos ligeros: permiten una reducción de más de 50% a más de 90% frente a las emisiones actuales de los vehículos nafteros.
• Vehículos especiales: reducción de emisiones superior a 35% contra los actuales camiones a gasoil.
• Autobuses de tránsito: muestra una economía de combustible mayor a una vez y media frente a la de los autobuses con motor a gasoil y dos veces superior a la de los que tienen motor a gas.
• Sistemas de calor y energía combinados: reducción de 35% a más de 50% en las emisiones comparado con fuentes convencionales de calor y energía. Y si en la pila de combustible se usa biogas o hidrógeno obtenido de fuentes con carbono cero la reducción es de 80%.

El mayor desafío para la producción de hidrógeno, especialmente el que se extrae de recursos renovables, es ofrecerlo a bajo costo. Para las pilas de combustible que usa el transporte, el hidrógeno debe tener un costo competitivo con los combustibles convencionales. Esto significa que su costo– cualquiera sea la tecnología de producción — debe ser inferior a US$ 4 por galón del equivalente en nafta. Para reducir el costo total, la investigación se centra en mejorar la eficiencia de las tecnologías de producción y en reducir el costo del equipamiento, de las operaciones y del mantenimiento.

El uso actual está dominado por la industria, más específicamente: refinación de petróleo, producción de amoníaco, producción de metanol y producción de acero. Prácticamente todo ese hidrógeno es ofrecido usando combustibles fósiles, por eso hay muchas posibilidades de reducir las emisiones usando hidrógeno limpio.

En transporte, la competitividad de los autos con baterías de hidrógeno depende del costo de las pilas de combustible y de las estaciones de reaprovisionamiento. Para el caso de los camiones, la prioridad es reducir el precio del hidrógeno. La industria naviera y la aviación disponen de pocas opciones de combustible bajo en carbono y representan una gran oportunidad para los combustibles a base de hidrógeno.

En edificios, el hidrógeno podría ser incorporado a las redes actuales de gas natural. Tiene gran potencial para los edificios comerciales y multi-familiares, especialmente en ciudades con gran densidad de población. En una perspectiva a largo plazo se podría pensar en el uso directo de hidrógeno en calderas o pilas de combustible.