El agua, un tema que nadie quiere tocar al hablar del hidrógeno verde

Por Néstor Vidal 

Actualmente se está planificando una capacidad de producción de hidrógeno verde de un gigawatio a dos gigawatios en Europa, Asia, Australia y próximamente en muestras costas de la provincia Rio Negro. Según los defensores de la tecnología, el hidrógeno verde -el tipo producido mediante electrólisis alimentada por energía solar, eólica y otras fuentes de energía renovable- es la mejor manera de descarbonizar las industrias más contaminantes. Se habla mucho de la caída Sin embargo de lo que nadie parece querer hablar es del agua. La electrólisis es el proceso de descomponer el agua en sus elementos constitutivos - hidrógeno y oxígeno - utilizando una corriente eléctrica. El proceso se realiza en una instalación llamada electrolizador. Cuando los defensores del hidrógeno hablan del brillante futuro de esta tecnología, se centran en los costos asociados a la electricidad necesaria para la electrólisis. Pero ésta, además de electricidad, necesita muchísima masa de agua.

Una fuente de la industria señaló que la producción de una tonelada de hidrógeno a través de la electrólisis requería un promedio de nueve toneladas de agua. Pero para obtener estas nueve toneladas de agua, no sería suficiente con desviar un río cercano. El agua que el electrolizador descompone en elementos constituyentes necesita antes ser purificada

El proceso de purificación del agua, por su parte, es bastante derrochador. Según la misma fuente, los sistemas de tratamiento de agua suelen requerir unas dos toneladas de agua impura para producir una tonelada de agua purificada. En otras palabras, una tonelada de hidrógeno en realidad no necesita nueve sino 18 toneladas de agua. Teniendo en cuenta las pérdidas, la proporción es más cercana a las 20 toneladas de agua por cada tonelada de hidrógeno. 

Hablando de la purificación del agua, los químicos orgánicos explican que la forma más simple de hacerlo es destilándola. Este método es barato porque sólo necesita electricidad, pero no es rápido. En cuanto al costo de la electricidad, destilar un litro de agua requiere 2,58 megajoules de energía, lo que se traduce en 0,717 kWh, en promedio.

Alemania es el país con los planes más ambiciosos para el hidrógeno verde. El costo de la electricidad para los usuarios no domésticos en Alemania fue de un promedio de US$0,19/kWh en el último año. A una tasa de consumo de energía de 0,717 kWh, la destilación de un litro de agua, entonces, costaría US$0,14. Para una tonelada de agua, eso sería US$135,14.

Sin embargo, la electrólisis necesita hasta 18 toneladas de agua -sin contar las pérdidas durante el proceso- para producir una tonelada de hidrógeno. Esto significa que el costo de la purificación del agua para la producción de una tonelada de hidrógeno sería de US$2.432. Esto se basa en la suposición de que el agua se purificaría utilizando el método más barato disponible. Hay otros métodos, mucho más rápidos, pero también más costosos, como las resinas de intercambio iónico o los tamices moleculares. Otras alternativas a la destilación, según los químicos, no son fiables en este momento.

Por lo tanto, proporcionar el tipo de agua adecuado para la hidrólisis cuesta dinero, y aunque US$2.400/ tonelada de hidrógeno puede no parecer mucho, el costo de la purificación del agua no es el único gasto relacionado con el agua en la tecnología que busca fabricar hidrógeno a partir de fuentes renovables. Además de ser pura, el agua que se introduce en un electrolizador tiene que ser transportada a él. 

Otro punto es que el transporte de toneladas y toneladas de agua al sitio de un electrolizador significa más gastos para la logística y el trasporte.

 Para reducir estos gastos, tendría sentido elegir un lugar donde el agua sea abundante, como por ejemplo un río o el mar, o, alternativamente, cerca de una instalación de tratamiento de esta. Esto pone un límite a la elección de lugares adecuados para electrolizadores a gran escala. Pero como un electrolizador, para ser "ecológico", necesita ser alimentado por energía renovable, también tendría que estar cerca de un parque solar o eólico. Éstos, como se sabe, no pueden ser construidos en cualquier lugar; los parques solares son más rentables en lugares con mucho sol, y los parques eólicos funcionan mejor en lugares donde hay suficiente viento. 

No hace falta decir que estos lugares no están, por regla general, cerca de vías fluviales, excepto el viento offshore, que parece perfecto para la producción de hidrógeno verde. Lamentablemente, la energía eólica marina es también la forma más costosa de las tres fuentes renovables - solar, viento terrestre y viento marino- que normalmente se mencionan en el contexto de la producción de hidrógeno verde. Según Rystad Energy, los costos de capital de una granja marina son el doble de los de su contraparte en tierra y cuatro veces más altos que los costos de una instalación solar comparable.

No todos los costos asociados a la producción de hidrógeno a partir de fuentes de energía renovable son los costos de éstas. El agua es el bien que el proceso necesita, y es un poco extraño que nadie parezca dispuesto a discutir los costos del agua, incluyendo el Equipo del Pacto Verde de la Comisión Europea.

Tal vez el costo del suministro, almacenamiento y purificación del agua sea insignificante en comparación con otros costos que deben ser abordados primero. Sin embargo, es un presupuesto real que debería añadirse al total cuando se estime cuánto ha avanzado la tecnología de producción de hidrógeno a partir de electricidad renovable y cuán viable se ha vuelto.

 Por ahora, los expertos parecen ser unánimes en cuanto a que no es viable, no sin un apoyo económico estatal y provincial significativo. 

*ANALISTA DEL CENTRO DE INVESTIGACIÓN FORENSE, CIENCIA Y NUEVAS TECNOLOGÍAS