{"id":135329,"date":"2023-02-20T10:47:19","date_gmt":"2023-02-20T09:47:19","guid":{"rendered":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/?p=135329"},"modified":"2023-02-20T10:47:19","modified_gmt":"2023-02-20T09:47:19","slug":"perspectivas-para-el-hidrogeno-como-actor-de-la-descarbonizacion-del-sector-energetico","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/2023\/02\/20\/135329","title":{"rendered":"Perspectivas para el hidr\u00f3geno como actor de la descarbonizaci\u00f3n del sector energ\u00e9tico"},"content":{"rendered":"

Autores: Alberto Ab\u00e1nades-Velasco, Javier Mu\u00f1oz-Ant\u00f3n. Grupo de Investigaciones Termoenerg\u00e9ticas, Universidad Polit\u00e9cnica de Madrid<\/em><\/strong><\/p>\n

Resumen<\/strong><\/span><\/p>\n

La humanidad tiene una necesidad urgente de reducir las emisiones de di\u00f3xido de carbono. Tal desaf\u00edo requiere una transformaci\u00f3n profunda y sist\u00e9mica del sistema energ\u00e9tico actual. Lograr este objetivo ha otorgado un papel sin precedentes a los vectores energ\u00e9ticos descarbonizados. La electricidad es el m\u00e1s consolidado de estos vectores, y un vector molecular est\u00e1 en la agenda para contribuir en el futuro a aquellos usos finales que son dif\u00edciles de electrificar. Adem\u00e1s, el almacenamiento de energ\u00eda es un tema cr\u00edtico para ambos vectores de energ\u00eda.<\/span><\/p>\n

Abstract<\/strong><\/span><\/p>\n

Humankind has an urgent need to reduce carbon dioxide emissions. Such a challenge requires deep, systemic transformation of the current energy system in our society. Achieving this goal has given an unprecedented role to decarbonized energy vectors. Electricity is the most consolidated of such vectors, and a molecular vector is in the agenda to contribute in the future to those end uses that are difficult to electrify. Additionally, energy storage is a critical issue for both energy vectors.<\/span><\/p>\n

Art\u00edculo de difusi\u00f3n<\/strong><\/span><\/p>\n

El suministro seguro, sostenible y con garant\u00edas de energ\u00eda es un problema complejo al que se le a\u00f1ade actualmente el objetivo de descarbonizaci\u00f3n, lo que implica la necesidad de una integraci\u00f3n profunda de todos los sistemas en una econom\u00eda circular y requerir\u00e1 una fuerte capacidad de adaptaci\u00f3n, hibridaci\u00f3n y flexibilidad para todas las tecnolog\u00edas involucradas, incluso acoplando e interrelacionando sectores hasta ahora completamente separados, como el qu\u00edmico, materiales, etc.<\/span><\/p>\n

El desarrollo de las tecnolog\u00edas del Hidr\u00f3geno ha encontrado una segunda juventud como vector energ\u00e9tico que puede cumplir con los requisitos necesarios para esa transici\u00f3n energ\u00e9tica. No obstante, ese desarrollo se enfrenta a una serie de riesgos. Una r\u00e1pida implantaci\u00f3n de la tecnolog\u00eda del hidr\u00f3geno en la sociedad puede derivar a la concentraci\u00f3n de todos los esfuerzos en un n\u00famero limitado de opciones tecnol\u00f3gicas que ya se han probado a peque\u00f1a escala, impidiendo el crecimiento de otras alternativas que podr\u00edan ser tambi\u00e9n aplicables a largo plazo, con las que ser\u00eda conveniente contar para lograr los objetivos finales de sostenibilidad. A modo de ejemplo, desde el punto de vista de la generaci\u00f3n de hidr\u00f3geno, la mayor\u00eda de los esfuerzos comerciales se centran en el despliegue de la electr\u00f3lisis del agua como t\u00e9cnica dominante para la producci\u00f3n de hidr\u00f3geno descarbonizado a gran escala. En el lado opuesto de la cadena de valor del hidr\u00f3geno, las pilas de combustible parecen ser la tecnolog\u00eda dominante para la utilizaci\u00f3n del hidr\u00f3geno.<\/span><\/p>\n

Ambas tecnolog\u00edas son perfectamente v\u00e1lidas, y est\u00e1n alcanzando un nivel de desarrollo tecnol\u00f3gico que las ha llevado a ser las principales candidatas a la primera implementaci\u00f3n a gran escala de una econom\u00eda de hidr\u00f3geno descarbonizado (con el permiso de tecnolog\u00edas de hidr\u00f3geno basadas en f\u00f3siles, como reformado con vapor de gas natural, lo que requiere una implementaci\u00f3n profunda de captura y secuestro de carbono, pero ese es otro debate).<\/span><\/p>\n

Confiar toda la responsabilidad de la generaci\u00f3n y uso de hidr\u00f3geno a unas pocas tecnolog\u00edas es arriesgado. Las tecnolog\u00edas electroqu\u00edmicas se enfrentan a algunas amenazas y riesgos, como la disponibilidad de materias primas que a menudo se clasifican como cr\u00edticas [1-3]. Algunas voces ya advierten sobre el posible impacto geopol\u00edtico de tales circunstancias, acentuado actualmente por la crisis global inducida por eventos como la pandemia de COVID y la guerra Ucrania-Rusia. No resulta despreciable considerar como elevado el riesgo de que se desequilibre la disponibilidad de dichos materiales, aumentando su coste, lo que impactar\u00eda en la viabilidad de la implantaci\u00f3n de la producci\u00f3n de hidr\u00f3geno. El otro problema limitante es la disponibilidad de la principal fuente de hidr\u00f3geno, el agua, que se espera que sea escasa en el futuro en muchos lugares y requiera el desarrollo de t\u00e9cnicas espec\u00edficas de recuperaci\u00f3n o purificaci\u00f3n [4], lo que reduce la eficiencia global de la producci\u00f3n de hidr\u00f3geno y su competitividad en relaci\u00f3n con su uso como vector energ\u00e9tico.<\/span><\/p>\n

En la carrera por la descarbonizaci\u00f3n, no habr\u00e1 posibilidad de rebobinar ya que el calentamiento global se est\u00e1 volviendo casi cr\u00edtico. Otras tecnolog\u00edas, como la pir\u00f3lisis [5-7] para producci\u00f3n o la oxidaci\u00f3n termoqu\u00edmica de hidr\u00f3geno para su aprovechamiento, merecen la oportunidad de desarrollo, ya que pueden reducir la demanda energ\u00e9tica para la producci\u00f3n de hidr\u00f3geno, la utilizaci\u00f3n de materias primas y su huella h\u00eddrica. En este sentido, la clasificaci\u00f3n popularmente utilizada del hidr\u00f3geno en funci\u00f3n de su tecnolog\u00eda y fuentes en funci\u00f3n de los colores (verde, azul, turquesa, etc.) no est\u00e1 contribuyendo a un enfoque tecnol\u00f3gicamente neutro de la transici\u00f3n energ\u00e9tica, especialmente si dicha clasificaci\u00f3n se utiliza en la regulaci\u00f3n, que afectan a la inversi\u00f3n, investigaci\u00f3n y la innovaci\u00f3n. Dichos enfoques deben centrarse en la contribuci\u00f3n efectiva a la descarbonizaci\u00f3n y la sostenibilidad, por ejemplo, mejorando y aplicando est\u00e1ndares reconocidos para las evaluaciones del ciclo de vida, como la norma ISO 14044 [8]. Ese es el caso de otros sectores, donde el etiquetado se basa en la eficiencia. Dicha clasificaci\u00f3n debe proporcionar una visi\u00f3n tecnol\u00f3gicamente neutra sobre umbrales claros de indicadores ambientales y de sostenibilidad que est\u00e9n claramente regulados para todas las tecnolog\u00edas presentes y futuras (Figura 1).<\/span><\/p>\n

\"\"<\/a><\/p>\n

Figura 1. Clasificaci\u00f3n del hidr\u00f3geno basada en los impactos en lugar de las tecnolog\u00edas.<\/span><\/em><\/p>\n

La descarbonizaci\u00f3n de la actividad humana en la atm\u00f3sfera es uno de nuestros principales objetivos, ya que el impacto antropog\u00e9nico en el clima de la Tierra amenaza el futuro de la misma. El hidr\u00f3geno est\u00e1 llamado a contribuir a lograr tal objetivo, integrado en un sistema con otras piezas, como las fuentes renovables y la circularidad material. Incluso si el impacto pr\u00e1ctico del hidr\u00f3geno en nuestra sociedad es limitado ahora, se depositan grandes expectativas y esperanzas en el tema.<\/span><\/p>\n

Nosotros (como sociedad) tenemos que convertir esas expectativas y esperanzas en realidad, identificando las debilidades y las amenazas de ese camino: a corto plazo el almacenamiento y la distribuci\u00f3n de hidr\u00f3geno y energ\u00eda, el reducido n\u00famero de alternativas tecnol\u00f3gicas, la reconversi\u00f3n educativa y sus aspectos normativos y de regulaci\u00f3n. El hidr\u00f3geno tiene muchas fortalezas e implica muchas oportunidades para abordar el reto global de la transici\u00f3n energ\u00e9tica. El futuro tiene un lugar para el hidr\u00f3geno, puede ser como actualmente se viene utilizando o como compuesto hidrogenado (tal y como hace la naturaleza, en donde es muy extra\u00f1o encontrar mol\u00e9culas de hidr\u00f3geno libre).<\/span><\/p>\n

Basado y con m\u00e1s reflexiones de [9]<\/span><\/p>\n

Referencias<\/strong><\/p>\n

1. Kiemel, S.; Smolinka, T.; Lehner, F.; Full, J.; Sauer, A.; Miehe, R. Critical materials for water electrolysers at the example of the energy transition in Germany. Int. J. Energy Res. 2021, 45, 9914\u20139935.<\/p>\n

2. Hofmann, M.; Hofmann, H.; Hagel\u00fcken, C.; Hool, A. Critical raw materials: A perspective from the materials science community. Sustain. Mater. Technol. 2018, 17, e00074.<\/p>\n

3. Lotri\u02c7c, A.; Sekav\u02c7cnik, M.; Ku\u0161trin, I.; Mori, M. Life-cycle assessment of hydrogen technologies with the focus on EU critical raw materials and end-of-life strategies. Int. J. Hydrog. Energy 2021, 46, 10143\u201310160.<\/p>\n

4. Woods, P.; Bustamante, H.; Aguey-Zinsou, K.-F. The hydrogen economy\u2014Where is the water? Energy Nexus 2022, 7, 100123.<\/p>\n

5. Fulcheri, L. From methane to hydrogen, carbon black and water. Int. J. Hydrogen Energy 1995, 20, 197\u2013202.<\/p>\n

6. Clarke, R.; Ab\u00e1nades, A. Briefing: Pyrolysis of natural gas to hydrogen: A key energy transition tool. Proc. Inst. Civ. Eng. Energy 2021, 174, 98\u2013102.<\/p>\n

7. Muradov, N. Hydrogen via methane decomposition: An application for decarbonization of fossil fuels. Int. J. Hydrogen Energy 2001, 26, 1165\u20131175.<\/p>\n

8. UNE-EN ISO 14044:2006 Environmental management – Life cycle assessment – Requirements and guidelines<\/p>\n

9. Ab\u00e1nades, A. Perspectives on Hydrogen. Energies 2023, 16, 437. https:\/\/doi.org\/10.3390\/en16010437<\/p>\n

Contacto<\/strong><\/p>\n

Javier Mu\u00f1oz, Investigador Responsable del grupo UPM-GIT del Programa ACES2030-CM<\/a>.
\nCoordina ACES2030-CM<\/a>: Manuel Romero \u00c1lvarez. IMDEA Energ\u00eda.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Autores: Alberto Ab\u00e1nades-Velasco, Javier Mu\u00f1oz-Ant\u00f3n. Grupo de Investigaciones Termoenerg\u00e9ticas, Universidad Polit\u00e9cnica de Madrid Resumen La humanidad tiene una necesidad urgente de reducir las emisiones de di\u00f3xido de carbono. Tal desaf\u00edo requiere una transformaci\u00f3n profunda y sist\u00e9mica del sistema energ\u00e9tico actual. Lograr este objetivo ha otorgado un papel sin precedentes a los vectores energ\u00e9ticos descarbonizados. La electricidad es el m\u00e1s consolidado de estos vectores, y un vector molecular est\u00e1 en la agenda para contribuir en el futuro a aquellos usos finales que son dif\u00edciles de electrificar. Adem\u00e1s, el almacenamiento de energ\u00eda es un tema cr\u00edtico para ambos vectores de energ\u00eda. Abstract\u2026<\/p>\n","protected":false},"author":29,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"ngg_post_thumbnail":0},"categories":[1,546],"tags":[],"blocksy_meta":{"styles_descriptor":{"styles":{"desktop":"","tablet":"","mobile":""},"google_fonts":[],"version":4}},"aioseo_notices":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/135329"}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/users\/29"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=135329"}],"version-history":[{"count":4,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/135329\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":135335,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/135329\/revisions\/135335"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=135329"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=135329"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=135329"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}