Inversión en hidrógeno
Aunque abunda en la Tierra como elemento, el hidrógeno se encuentra casi siempre como parte de otro compuesto, como el agua (H2O) o el metano (CH4), y debe separarse en hidrógeno puro (H2) para su uso en vehículos eléctricos de pila de combustible. El combustible de hidrógeno se combina con el oxígeno del aire a través de una pila de combustible, creando electricidad y agua mediante un proceso electroquímico.
Los principales estados productores de hidrógeno son California, Luisiana y Texas. En la actualidad, casi todo el hidrógeno producido en Estados Unidos se utiliza para refinar petróleo, tratar metales, producir fertilizantes y procesar alimentos.
El principal reto de la producción de hidrógeno es reducir el coste de las tecnologías de producción para que el hidrógeno resultante sea competitivo con los combustibles convencionales para el transporte. Los proyectos de investigación y desarrollo del gobierno y la industria están reduciendo el coste y el impacto medioambiental de las tecnologías de producción de hidrógeno. Más información sobre la producción de hidrógeno en la Oficina de Tecnologías del Hidrógeno y las Pilas de Combustible.
Hidrógeno verde
A petición del gobierno de Japón en el marco de su presidencia del G20, la Agencia Internacional de la Energía elaboró este informe histórico para analizar la situación actual del hidrógeno y ofrecer orientaciones sobre su desarrollo futuro.
El informe concluye que el hidrógeno limpio goza en la actualidad de un impulso político y empresarial sin precedentes, con un número de políticas y proyectos en todo el mundo en rápida expansión. Concluye que ahora es el momento de ampliar las tecnologías y reducir los costes para permitir que el hidrógeno se utilice de forma generalizada. Las recomendaciones pragmáticas y prácticas que se ofrecen a los gobiernos y a la industria permitirán aprovechar al máximo este creciente impulso.
El hidrógeno y la energía tienen una larga historia común: desde los primeros motores de combustión interna, hace más de 200 años, hasta la integración en la industria moderna del refinado. Es ligero, almacenable, de gran densidad energética y no produce emisiones directas de contaminantes o gases de efecto invernadero. Sin embargo, para que el hidrógeno contribuya de forma significativa a la transición hacia una energía limpia, es necesario que se adopte en sectores en los que está casi ausente, como el transporte, los edificios y la generación de energía.El Futuro del Hidrógeno ofrece un estudio exhaustivo e independiente del hidrógeno que expone la situación actual; las formas en que el hidrógeno puede contribuir a lograr un futuro energético limpio, seguro y asequible; y cómo podemos hacer realidad su potencial.
¿Es el hidrógeno el futuro?
Las tecnologías del hidrógeno han experimentado ciclos de expectativas excesivas seguidas de desilusión. Sin embargo, cada vez hay más pruebas que sugieren que estas tecnologías constituyen una opción atractiva para la profunda descarbonización de los sistemas energéticos mundiales, y que las recientes mejoras en su coste y rendimiento apuntan también a la viabilidad económica. Este documento es una revisión exhaustiva del papel potencial que podría desempeñar el hidrógeno en el suministro de electricidad, calor, industria, transporte y almacenamiento de energía en un sistema energético con bajas emisiones de carbono, y una evaluación de la situación del hidrógeno para poder cumplir con ese potencial. El panorama que se dibuja es prometedor: el hidrógeno está bien establecido en ciertos nichos, como las carretillas elevadoras, mientras que las aplicaciones principales son ya inminentes. Los vehículos de hidrógeno están disponibles comercialmente en varios países y se han vendido 225.000 sistemas de calefacción doméstica con pilas de combustible. Esto supone un cambio radical respecto a la situación de hace sólo cinco años. Esta revisión muestra que siguen existiendo retos en torno al coste y el rendimiento, y que aún se necesitan mejoras considerables para que el hidrógeno sea realmente competitivo. Pero esa competitividad en el futuro a medio plazo ya no parece una perspectiva irreal, lo que justifica plenamente el creciente interés y el apoyo político a estas tecnologías en todo el mundo.
Producción de hidrógeno
Los procesos térmicos para la producción de hidrógeno suelen implicar el reformado con vapor, un proceso a alta temperatura en el que el vapor reacciona con un combustible de hidrocarburo para producir hidrógeno. Muchos combustibles de hidrocarburos pueden reformarse para producir hidrógeno, como el gas natural, el gasóleo, los combustibles líquidos renovables, el carbón gasificado o la biomasa gasificada. En la actualidad, cerca del 95% del hidrógeno se produce a partir del reformado de vapor del gas natural:
Los procesos impulsados por la energía solar utilizan la luz como agente para la producción de hidrógeno. Existen algunos procesos impulsados por la energía solar, como los fotobiológicos, los fotoelectroquímicos y los termoquímicos. Los procesos fotobiológicos utilizan la actividad fotosintética natural de las bacterias y las algas verdes para producir hidrógeno. Los procesos fotoelectroquímicos utilizan semiconductores especializados para separar el agua en hidrógeno y oxígeno. La producción de hidrógeno mediante energía solar termoquímica utiliza la energía solar concentrada para impulsar las reacciones de división del agua, a menudo junto con otras especies como los óxidos metálicos.