Decodificando el arcoíris del hidrógeno: ¿qué es y para qué sirve?
El hidrógeno desempeña un papel importante en la descarbonización mientras el mundo se esfuerza por limitar el calentamiento global. Con la creciente atención sobre esta importante fuente de energía limpia, términos coloridos como hidrógeno verde, hidrógeno azul e hidrógeno gris han entrado en el léxico cada vez más complejo de las palabras de moda sobre sostenibilidad. Pero, ¿qué significa este sistema de codificación por colores y por qué es útil?
El hidrógeno se utiliza como combustible desde hace más de dos siglos. Aunque hoy en día miles de vehículos y máquinas en todo el mundo funcionan con pilas de combustible de hidrógeno, las complejidades y el costo de la producción de hidrógeno han obstaculizado su adopción a gran escala en el pasado.
El hidrógeno es el elemento más abundante en el universo, pero no se produce de forma natural por sí solo. El hidrógeno debe producirse separándolo de otros elementos, como el agua o los combustibles fósiles. Hay diversas formas de hacerlo, y cada uno de esos procesos utiliza diferentes cantidades de energía y produce diferentes emisiones de gases de efecto invernadero.
Como fuente de energía limpia, es importante diferenciar el hidrógeno según el método de producción utilizado para comprender el panorama completo de su impacto ambiental. Por eso se creó el arcoíris del hidrógeno.
¿Por qué un arcoíris?
El arco iris del hidrógeno es una forma sencilla para que las personas que no trabajan o no están familiarizadas con la industria de la energía limpia comprendan las opciones en torno a esta interesante solución energética. Vale la pena señalar que todo el hidrógeno es un gas invisible e incoloro. Desafortunadamente, ningún hidrógeno es realmente rosa, amarillo o turquesa en color visible.
En cambio, los colores son una herramienta útil para clasificar y recordar los tipos de hidrógeno.
Los colores –aunque no reflejan propiedades científicas– utilizados para etiquetar los métodos de producción son significativos en algunos casos y arbitrarios en otros. El hidrógeno verde, como era de esperar, es la opción más sostenible y con el menor impacto medioambiental. Mientras que el hidrógeno turquesa recibe su nombre porque su proceso de producción se sitúa entre el verde y el azul. El arco iris del hidrógeno continúa expandiéndose a medida que se introducen nuevas formas innovadoras de producir hidrógeno.
Analicemos la escala completa del arco iris y observemos las diferentes formas en que se produce el hidrógeno.
Hidrógeno verde
El hidrógeno verde no tiene emisiones de carbono y se crea utilizando fuentes de energía renovables como la solar, la eólica y la hidroeléctrica para electrolizar el agua. Los electrolizadores utilizan una reacción electroquímica. dividir el agua en sus componentes de hidrógeno y oxígeno.
El hidrógeno verde es el único hidrógeno que no emite emisiones nocivas durante su producción. Si bien los beneficios del hidrógeno verde son importantes, su producción es más cara y representa un porcentaje muy pequeño de la producción de hidrógeno. A medida que se realicen nuevos avances e innovaciones en el hidrógeno verde, los precios bajarán y el uso aumentará.
El hidrógeno verde es el enfoque principal de las tecnologías de electrolizadores Accelera™ de Cummins. Con tecnología alcalina y de membrana de intercambio de protones (PEM) en su cartera, los electrolizadores Accelera™ PEM están produciendo activamente hidrógeno verde en Bécancour, Canadá, con una Sistema de 90 megavatios (MW) y Sistema de 35 MW oficial.
hidrógeno amarillo
Un subconjunto del hidrógeno verde, el hidrógeno amarillo, se produce mediante electrólisis generada por energía solar.
Hidrógeno gris
El hidrógeno gris se crea a partir de gas natural (normalmente metano) mediante un proceso llamado reformado de metano con vapor (SMR). La forma más común de producción de hidrógeno, el hidrógeno gris, representa el 95% de la producción de hidrógeno en los Estados Unidos y tiene el costo más bajo. Los gases de efecto invernadero generados en el proceso no se capturan.
Hidrógeno azul
Al igual que el hidrógeno gris, el hidrógeno azul se basa en el proceso convencional de SMR.
La diferencia clave es el uso de captura y almacenamiento de carbono (CSS). CSS atrapa el dióxido de carbono del proceso de reformado y lo secuestra bajo tierra. Esto técnicamente reduce el umbral de emisiones, pero las fugas directas de metano e hidrógeno de las bolsas de carbono almacenadas son motivo de preocupación.
Al hidrógeno azul se le ha llamado bajo en carbono debido al CSS, pero todavía existe un debate sobre si el uso de SRM con CSS realmente puede considerarse un proceso "bajo en carbono".
Hidrógeno turquesa
Uno de los colores más nuevos que se une al espectro del hidrógeno es el hidrógeno turquesa. La turquesa, que se encuentra entre el hidrógeno verde y el azul, se produce mediante un proceso llamado pirólisis de metano. Se trata de un proceso de alta temperatura que convierte el metano en gas hidrógeno y carbono sólido (como carbón o biomasa) en presencia de un catalizador. No se crean emisiones de monóxido de carbono o dióxido de carbono.
Si bien el hidrógeno turquesa aún no tiene un impacto comprobado a escala, tiene potencial como solución de bajas emisiones si los científicos pueden encontrar formas de impulsar el proceso térmico con energía renovable y utilizar o almacenar adecuadamente el subproducto de carbono.
Hidrógeno rosa
El hidrógeno rosa aprovecha la energía nuclear para alimentar la electrólisis necesaria para producirlo. Las altas temperaturas de los reactores nucleares brindan un beneficio adicional: el calor extremo produce vapor que puede usarse para electrólisis o reformado de metano con vapor a base de gases fósiles en otras formas de producción de hidrógeno.
Hidrógeno marrón y negro.
El hidrógeno negro y marrón representa el proceso tradicional de producción de hidrógeno: la gasificación del carbón. El carbón negro (antracita y hulla bituminosa) libera menos CO2 por unidad de energía producida en comparación con el lignito (lignito), pero eso no significa que la gasificación del carbón negro sea deseable. Sigue siendo el proceso de producción de hidrógeno más perjudicial para el medio ambiente.
Hidrógeno blanco
El hidrógeno blanco es un hidrógeno geológico natural que se encuentra en depósitos subterráneos. El potencial de este hidrógeno y el impacto de su extracción están siendo explorados por universidades, empresas y organizaciones de investigación y políticas.
El hidrógeno natural también ha sido llamado hidrógeno “oro”, pero el hidrógeno oro podría terminar pronto en su propia categoría. Si bien todavía hay debate al respecto, el hidrógeno dorado es la extracción de hidrógeno de microbios fermentadores que se encuentran en pozos petroleros agotados.
El impacto del arcoíris
El hidrógeno puede proporcionar una fuente limpia de combustible y calor para los hogares, el transporte y la industria. Pero sus credenciales ecológicas varían según cómo se produzca. Aunque el arcoíris ha sido criticado en algunos lugares por simplificar demasiado los matices de los procesos de producción, sin duda ha ayudado a la gente a conocer las opciones y sus ventajas y desventajas. Los colores han hecho que sea más fácil recordar estos mensajes potencialmente complejos, qué opciones son las mejores y comprender mejor una nueva e interesante solución de energía limpia.
