En la búsqueda por reducir las emisiones de CO₂ y cumplir con los objetivos de sostenibilidad, el hidrógeno verde emerge como uno de los pilares para descarbonizar sectores industriales. A diferencia del hidrógeno gris o azul, producido a partir de gas natural o con captura de carbono, el hidrógeno verde se obtiene a través de un proceso sin emisiones directas de carbono llamado electrólisis. Aquí te contamos qué es la electrólisis, cómo se aplica para producir hidrógeno y sus usos estratégicos para descarbonizar sectores clave.
¿Qué es la electrólisis?
La electrólisis es un proceso electroquímico en el que el agua (H₂O) se descompone en sus componentes básicos, hidrógeno (H₂) y oxígeno (O₂), utilizando electricidad. Este procedimiento tiene lugar en un dispositivo llamado electrolizador, que cuenta con dos electrodos (ánodo y cátodo) sumergidos en agua. Cuando se aplica una corriente eléctrica al agua, las moléculas de H₂O se dividen en gas hidrógeno y gas oxígeno:
- Cátodo (electrodo negativo): en esta parte, el agua se reduce, liberando hidrógeno en forma de gas (H₂).
- Ánodo (electrodo positivo): aquí, el agua se oxida, produciendo oxígeno (O₂).
La electricidad necesaria para este proceso es la clave para definir la sostenibilidad de la producción de hidrógeno. Cuando se emplea energía renovable, como la solar o eólica, la electrólisis produce hidrógeno sin emisiones de carbono, dando lugar al hidrógeno «verde».
Hidrógeno: un combustible limpio para la industria
Una de las ventajas más destacadas del hidrógeno es su versatilidad como vector energético. No solo puede usarse como combustible limpio, sino también como materia prima y agente reductor en procesos industriales donde reducir el carbono es especialmente complicado. Estos son algunos de los sectores donde el hidrógeno tiene un papel transformador:
- Industria del acero: La producción de acero es responsable de alrededor del 7-9% de las emisiones globales de CO₂. Tradicionalmente, se usa carbón o gas natural para obtener hierro de su mineral (hierro primario), en un proceso de alta emisión de carbono. El hidrógeno verde permite sustituir estos combustibles fósiles, actuando como agente reductor en el proceso, donde el H₂ reacciona con el mineral para producir hierro y vapor de agua en lugar de CO₂. Empresas en Europa y Japón están desarrollando proyectos para integrar hidrógeno en sus plantas siderúrgicas, apostando a una producción de acero más limpia.
- Sector químico: La industria química requiere hidrógeno como materia prima, especialmente en la producción de amoníaco y metanol. El amoníaco, por ejemplo, es fundamental para la fabricación de fertilizantes, un sector con una alta demanda energética y dependiente de hidrógeno. En lugar de recurrir al hidrógeno gris, derivado del gas natural, el hidrógeno verde puede reducir significativamente la huella de carbono de estos productos básicos para la agricultura.
- Rafinerías y petroquímica: En las refinerías de petróleo, el hidrógeno se usa para eliminar impurezas como el azufre en los combustibles fósiles. Aunque la demanda de estos productos disminuirá con la transición energética, en el corto y mediano plazo se seguirá necesitando hidrógeno en este sector. Aquí el hidrógeno verde podría sustituir al hidrógeno gris, evitando la emisión de CO₂ en el proceso de refinado.
- Transporte de larga distancia: Aunque este ámbito es más de infraestructura y logística que de manufactura industrial, la producción y el transporte de hidrógeno verde pueden reducir las emisiones del transporte pesado. Esto incluye camiones de larga distancia, barcos y, en el futuro, aviones que puedan funcionar con hidrógeno, ya sea en celdas de combustible o como combustible directo en motores adaptados.
Beneficios y desafíos del hidrógeno en la industria
La adopción de hidrógeno verde en la industria tiene grandes beneficios: puede contribuir a reducir drásticamente las emisiones de sectores difíciles de descarbonizar. También es esencial para mejorar la seguridad energética al reducir la dependencia de combustibles fósiles. Además, puede integrarse en economías de escala en aquellas industrias que necesitan hidrógeno en grandes cantidades, haciendo más viable su producción y distribución.
Sin embargo, la producción de hidrógeno mediante electrólisis enfrenta retos significativos. La infraestructura para generar y almacenar hidrógeno a gran escala aún está en fases tempranas de desarrollo, y los costes de la electrólisis siguen siendo altos en comparación con los métodos tradicionales de producción de hidrógeno. La clave para la competitividad del hidrógeno radica en la disponibilidad de electricidad renovable a bajo coste y en la inversión en tecnología de electrolizadores más eficientes.
La electrólisis de agua representa una de las rutas más limpias para producir hidrógeno, y con la integración de energías renovables, este proceso tiene el potencial de revolucionar varios sectores industriales. El hidrógeno no solo puede reemplazar a los combustibles fósiles en industrias intensivas en carbono, sino también impulsar una transición hacia una economía baja en carbono. Con la aceleración de los avances tecnológicos y el apoyo de políticas adecuadas, el hidrógeno podría consolidarse como uno de los pilares para descarbonizar la industria global en las próximas décadas.
