El hidrógeno para una transición energética efectiva. Su baja densidad volumétrica requiere soluciones de almacenamiento eficientes.
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Muchos consideran el hidrógeno como el combustible del futuro debido a su altísima densidad energética, tres veces superior a la de la gasolina o el diésel, y a que su uso produce únicamente agua en lugar de gases de efecto invernadero y otros contaminantes. Además, el uso de gasolina y diésel en motores de combustión desperdicia al menos dos tercios de la energía del combustible, mientras que el hidrógeno puede utilizarse en pilas de combustible, que son aproximadamente el doble de eficientes, por lo que se aprovecha mucha más energía del combustible y se necesita menos combustible.
Sin embargo, el hidrógeno no es una fuente de energía, sino un portador de energía; es una forma útil de transportar energía de fuentes renovables como el sol, el viento y el agua a aplicaciones útiles como un automóvil. Muchos tipos de microbios pueden convertir fuentes de energía renovables en hidrógeno.
El hidrógeno es ampliamente reconocido como un vector energético clave en la transición hacia un sistema energético sostenible y bajo en carbono. Su potencial para el almacenamiento de energía y como fuente de combustible limpio es particularmente prometedor en el contexto de la descarbonización de sectores como el transporte, la industria y la generación de electricidad. Sin embargo, a pesar de su potencial, persisten varios desafíos técnicos, económicos y de infraestructura que dificultan la adopción generalizada de las tecnologías del hidrógeno. La Unión Europea (UE) ha esbozado una ambiciosa Estrategia del Hidrógeno para una Europa Climáticamente Neutral (2020), que sitúa al hidrógeno en el centro de sus planes de transición energética. La alta densidad energética del hidrógeno (alto poder calorífico) y su perfil de cero emisiones lo convierten en un actor vital en la búsqueda de la UE para alcanzar sus objetivos de neutralidad climática para 2050.
La producción de hidrógeno mediante electrólisis, impulsada por energías renovables, ofrece una vía prometedora para la descarbonización, pero conlleva altos costes de producción y barreras tecnológicas. Una barrera significativa para la adopción del hidrógeno es su almacenamiento y transporte. El hidrógeno tiene una baja densidad energética volumétrica (kJ/m3), lo que dificulta y encarece su almacenamiento y transporte en grandes cantidades, lo que lo hace menos ideal para su uso marítimo y aeronáutico. Se requiere una alta compresión o licuefacción para un almacenamiento eficiente, lo que demanda tecnologías avanzadas e infraestructura especializada. Además, la necesidad de sistemas de transporte de hidrógeno a gran escala, como tuberías, añade complejidad y coste a su integración en la red eléctrica.
La producción de hidrógeno mediante electrólisis está mejorando a medida que las innovaciones se centran en mejorar la eficiencia energética y la durabilidad de los componentes. La disminución del coste de las energías renovables respalda aún más el potencial del hidrógeno verde para la competitividad en costes. Sin embargo, la implementación a gran escala depende de una infraestructura robusta, como plantas de producción de hidrógeno y redes de distribución, junto con un sólido apoyo político y asociaciones público/privadas. De cara al futuro, la reducción de costos, el aumento de la eficiencia y la expansión de la infraestructura son esenciales para ampliar las tecnologías del hidrógeno.
Asumiendo la ecuación de equilibrio químico:
Con productos y reactivos a sus presiones parciales:
