Por Omara Aziz
En el cambio hacia un futuro más ecológico, observamos un aumento en la innovación de productos que promueven el uso del hidrógeno verde. Estos incluyen electrolizadores de alta eficiencia, electrónica de potencia avanzada para la gestión energética y sistemas de células de combustible que convierten el hidrógeno en electricidad, especialmente para sectores como el transporte y el almacenamiento de energía. Se espera que el mercado mundial del hidrógeno, que ascendió a 1,14 mil millones de USD en 2021, se dispare a 15,1 mil millones de USD para el año 2026.
En este artículo, analizaremos las complejidades de la obtención de hidrógeno verde usando electrónica de potencia, y estudiaremos los últimos avances, los beneficios que brinda y el posible impacto en diversas industrias. Únase a nosotros mientras exploramos esta fascinante frontera tecnológica y liberamos el inmenso potencial del hidrógeno verde como piedra angular de nuestro futuro energético sustentable.
Las variantes en los colores del hidrógeno: comprender el gris, el azul y el verde
El hidrógeno, que también se conoce como el combustible del futuro, se presenta en distintos colores de acuerdo con el proceso de obtención y el impacto ambiental asociado. Analicemos las características del hidrógeno gris, azul y verde, destacando los métodos de obtención y las implicaciones ambientales.
Hidrógeno gris:
El hidrógeno gris, que es la forma más producida, se obtiene del gas natural mediante un proceso denominado reformado de metano con vapor (SMR, steam methane reforming). Lamentablemente, este método produce grandes cantidades de dióxido de carbono (CO₂), lo cual incrementa las emisiones de gases que provocan el efecto invernadero. A pesar de su uso generalizado, también se considera el menos respetuoso con el medio ambiente debido a las emisiones de carbono que genera.
Hidrógeno azul:
El hidrógeno azul, también obtenido mediante el proceso de reformado de metano con vapor, integra tecnología de captura y almacenamiento de carbono (CCS, carbon capture and storage). Consiste en capturar las emisiones de CO₂ y almacenarlas bajo tierra o utilizarlas en otros procesos industriales, lo que disminuye las emisiones totales. El objetivo del hidrógeno azul es mitigar la huella de carbono asociada a la obtención de hidrógeno. Sin embargo, aún se está investigando y debatiendo activamente la eficacia de la CCS y la posibilidad de fugas.
Hidrógeno verde:
El hidrógeno, un gas ampliamente utilizado en los sectores de la industria y el transporte, se ha obtenido tradicionalmente mediante combustibles fósiles, un método que genera grandes emisiones de CO2. El proceso de obtención genera emisiones de aproximadamente 10 kilogramos de CO2 por cada kilogramo de hidrógeno producido. Sin embargo, hay una demanda creciente de una opción que sea más sustentable y respetuosa con el medio ambiente: el hidrógeno verde.
El hidrógeno verde se obtiene usando fuentes de energía renovable, tales como la energía eólica, solar o hidroeléctrica, mediante un proceso llamado electrólisis. Cuando se aplica electricidad al agua (H2O), la electrólisis la separa en hidrógeno (H2) y oxígeno (O2), y da como resultado cero emisiones directas. Se necesitan corrientes continuas (CC) muy altas en el proceso de electrólisis. Por lo tanto, la corriente alterna (CA) suministrada por la red eléctrica primero debe convertirse en corriente continua (CC) para el proceso de rectificación. Se necesitan dispositivos semiconductores de alta potencia para realizar la conversión de CA/CC. Cuando la potencia de entrada del proceso de electrólisis se genera mediante paneles solares, las entradas de CC de los sistemas fotovoltaicos o de almacenamiento de energía también deben convertirse a niveles de tensión de CC apropiados.
Mientras la sociedad avanza hacia un futuro más sustentable con bajas emisiones de carbono, se espera que la demanda de hidrógeno verde aumente de manera constante. Los avances y esfuerzos continuos para reducir costos están liberando el inmenso potencial del hidrógeno verde como una solución energética limpia para diversos sectores, tales como el transporte, la industria y el almacenamiento de energía.
A pesar de sus ventajas, la obtención de hidrógeno verde mediante electrólisis representa actualmente solo el 5 % de la producción mundial de hidrógeno. La mayor parte, más del 70 %, aún se obtiene mediante gas natural, que perpetúa las emisiones de CO2. Esto destaca la urgente necesidad de acelerar la adopción de la electrólisis y las fuentes de energía renovable para la obtención de hidrógeno con el fin de potenciar al hidrógeno verde e impulsar la descarbonización de diversas industrias.
Diagrama de bloques de la obtención de hidrógeno
En resumen, gracias a los avances y esfuerzos continuos para reducir costos, el hidrógeno verde tiene un inmenso potencial como solución energética limpia para diversos sectores. Es posible que el creciente enfoque en la descarbonización y las energías renovables impulse la adopción acelerada del hidrógeno verde en los próximos años, lo que dará lugar a su integración generalizada y a mayores reducciones de costos.