La revolución del hidrógeno verde

¿Qué pasa con el hidrógeno? En concreto: ¿Por qué de repente más y más actores en el ámbito energético, industrial y de la movilidad se han puesto a hablar de hidrógeno verde?

La respuesta es simple: hay una revolución acelerada alrededor de un vector energético que va a ser clave en la Unión Europea en estas tres próximas décadas, y de los movimientos que se hagan hoy y las posiciones que se tomen en los meses venideros puede depender el futuro de territorios como el Camp de Tarragona y Terres de l’Ebre.

No solo eso: si aprovecha bien sus activos y trabaja con determinación y ambición, la Catalunya Sud tiene serias opciones de liderar el ‘hub’ de hidrógeno verde más importante del sur de Europa, convirtiéndose en uno de los referentes europeos en la transición energética.

Eso son empleos cualificados, mantenimiento de la industria, atracción y retención de talento, I+D+i, generación de un ecosistema emprendedor de startups ‘Energy Tech’... La oportunidad es ahora, y la Catalunya Sud ha decidido, por primera vez en muchos años, juntar talento y esfuerzos para no dejarla escapar.

Todo empieza con el nuevo mandato de la Comisión Europea (CE), con Ursula von der Leyen como presidenta, donde una de sus primeras iniciativas fue el Pacto Verde Europeo, que ambiciona convertir Europa en el primer continente climáticamente neutro en el año 2050, con los estados miembros de la Unión Europea (UE) liderando este proceso. Es decir, emisiones de gases de efecto invernadero cero (o capacidad para absorber lo que se emita) en el horizonte de 2050.

La Ley Europea del Clima, propuesta por la CE en febrero de este año 2020, integra esta propuesta, a la que el pasado mes de septiembre se añadió la iniciativa (que ya tiene el acuerdo político de los líderes de la UE) de aumentar el objetivo de reducción de emisiones para el año 2030 a un 55% respecto a las emisiones de 1990. 

Pero, recién presentada la Ley Europea del Clima y sus ambiciosos objetivos, estalló la pandemia global de Covid-19. Lejos de dejar aparcado en un cajón el Pacto Verde Europeo, lo que ha sucedido es que la transición energética se ha acelerado.

Tarragona tiene opciones de ser el mayor ´ hub' de hidrógeno verde del sur de Europa

Asumiendo un liderazgo sin precedentes en la trayectoria de la Unión Europea, la Comisión Europea ha acudido a los mercados de financiación por primera vez en su historia, para movilizar un paquete extraordinario de 750.000 millones de euros en forma de créditos y ayudas directas, denominado ‘Next Generation EU’ y de las cuales los estados miembros serán meros gestores.

La transición ecológica, que incluye la eficiencia de recursos y las energías renovables, será el destino de un 37% de estos recursos extraordinarios. Y, en este bloque, el hidrógeno verde se erige como un pilar fundamental para lograr la neutralidad climática en 2050.

El pasado mes de junio, la CE presentó una estrategia en la que el hidrógeno jugará un papel clave en la transformación e integración del sistema energético de la UE, que hoy representa un 75% de nuestras emisiones de gases de efecto invernadero.

En la visión de la CE de un sistema energético integrado, presentada en un documento de la Representación en Barcelona de la Comisión Europea, «el hidrógeno verde puede apoyar la descarbonización de la industria, el transporte, la generación de energía y los edificios de toda Europa. La estrategia del hidrógeno de la UE plantea la forma de transformar este potencial en realidad a través de inversiones, regulación, creación de mercados, investigación e innovación».

El polo petroquímico de Tarragona consume hoy 10 toneladas por hora de hidrógeno en sus procesos. Para que fuese hidrógeno verde se necesitarían 500 MW de electrolizadores.

«El hidrógeno -añade este documento- puede alimentar sectores que no son adecuados para la electrificación y proporcionar almacenamiento para equilibrar los flujos variables de energía renovable, pero esto solo puede conseguirse con una acción coordinada entre el sector público y privado, a nivel de la UE. La prioridad es desarrollar el hidrógeno renovable, producido utilizando principalmente energía eólica y solar. No obstante, a corto y medio plazo, se necesitan otras formas de hidrógeno con un bajo contenido de carbono para reducir rápidamente las emisiones y apoyar el desarrollo de un mercado viable».

Un mensaje claro para quien fuera capaz de ver la oportunidad. La Catalunya Sud, con el polo petroquímico más importante del sur de Europa, centrales nucleares y de ciclo combinado, energía eólica y fotovoltaica, y centros de I+D+i de referencia en Química y Energía, reúne todas las condiciones para ser uno de los ‘Hydrogen Valley’ que la CE quiere impulsar en Europa. Vio la oportunidad, y se puso en marcha. 

Tras meses de intenso trabajo y una suma de complicidades, el pasado 20 de octubre nacía la Plataforma Hidrogen Verd Catalunya Sud, liderada por la Universitat Rovira i Virgili (URV) y con más de 60 agentes implicados, tanto institucionales como del ámbito privado.

Centros de I+D+i (entre ellos el ICIQ, Eurecat o el IREC), cámaras de comercio, asociaciones empresariales como la AEQT y empresas a título individual, ayuntamientos y entes supramunicipales, agencias del Govern de Catalunya, organismos como el Port de Tarragona y el CESDA del aeropuerto de Reus... todos han estado trabajando en propuestas individuales y compartidas, con liderazgos diversos, para postular este territorio ante la Comisión Europea en su apuesta por el hidrógeno verde como gran vector del cambio.

El hidrógeno verde es un pilar para lograr la neutralidad climática de la UE en 2050

En tanto que gestor de los fondos del instrumento Next Generation EU en España, el gobierno español, a través del Ministerio de Transición Ecológica, puso en marcha hace justo un mes una convocatoria para encontrar proyectos relacionados con el hidrógeno que pueda presentar ante la Comisión Europea, y que tras su aprobación por parte de la institución europea, estarán dotados con 1.500 millones de euros de los 72.000 millones que el gobierno español gestionará en nombre de la CE.

La convocatoria venció el pasado 19 de diciembre, con la presentación de una treintena de proyectos liderados por empresas y entidades públicas del Camp de Tarragona y Terres de l’Ebre, que han estado acompañados por una estrategia conjunta de región (una estrategia de Hydrogen Valley europeo) canalizada a través de la Plataforma Hidrogen Verd Catalunya Sud.

Jordi Cartanyà, coordinador de esta plataforma liderada por la Universitat Rovira i Virgili (URV),  explica que «llevamos dos meses trabajando de forma conjunta alrededor del lanzamiento de proyectos concretos para la industria química y la movilidad, que pueden posicionarnos para aplicar a estos fondos europeos, pero también en la visión estratégica de qué queremos ser: es una gran oportunidad y una necesidad para nuestra región jugar en la liga europea del hidrógeno verde».

Para ello, cuenta Jordi Cartanyà, «nos tendremos que familiarizar con el hidrógeno, porque socialmente es un desconocido, y habrá que explicar que será necesario implantar renovables incluso donde la gente no quiere que haya, porque sin un consumo masivo de energías renovables, el hidrógeno verde no será posible».

«Es una gran oportunidad y una necesidad para nuestra región jugar en la liga europea del hidrógeno verde» (Jordi Cartanyà, Plataforma Hidrogen Verd Catalunya Sud)

Hydrogen Valley
Para el coordinador de la Plataforma Hidrogen Verd Catalunya Sud, la clave es alcanzar la condición de Hydrogen Valley, «que es el nombre que ha dado la Comisión Europea para caracterizar a las regiones que quieren jugar en la Champions League del hidrógeno. El gran reto no es si seremos capaces de adquirir tecnología, sino de si somos capaces como territorio de generar tecnología propia y nuevas empresas relacionadas con el hidrógeno verde».

De todo ello depende por ejemplo el futuro del Port de Tarragona y el aeropuerto de Reus, «que en 2030 tienen que ser climáticamente neutros, y aquí tenemos un elemento tractor», pero también del polo petroquímico de Tarragona, un gran consumidor energético que debe afrontar sin dilación su transición hacia una industria climáticamente neutra. «El riesgo de no convertirnos en una región del hidrógeno -explica Cartanyà- es grande. Si la industria petroquímica no se descarboniza, nos jugamos mucho».

Las industrias presentes en el polo petroquímico de Tarragona lo tienen claro. Rubén Folgado, presidente de la Associació Empresarial Química de Tarragona (AEQT), que cuenta con el grupo de trabajo ‘H2 Tarragona’ para explorar las oportunidades del hidrógeno, es directo: «Europa ha decidido claramente que quiere reducir las emisiones de CO2, y la industria química es una de las actividades en las que se produce CO2. Por lo tanto, la industria que no vaya cumpliendo estos objetivos, tiene un reto para su supervivencia».

«Ahora es un momento de gran oportunidad -prosigue Folgado-, porque Europa ha movilizado una cantidad de dinero ingente para un cambio de modelo de sociedad y la industria, como consumidor de combustibles fósiles que es, tiene que estar al frente de ello, es una oportunidad que tenemos que aprovechar».

Constituirse en Hydrogen Valley permitirá transitar hacia una nueva economía

Para ello es una buena fórmula «combinar las necesidades de las grandes multinacionales con la oportunidad del territorio [la Catalunya Sud], que es uno de los que más aporta en electricidad en España, con una industria que tiene el polo petroquímico más importante del sur de Europa, un puerto como el de Tarragona, una universidad como la URV, centros de investigación como el ICIQ y Eurecat...»

«Con la Plataforma Hidrogen Verd Catalunya Sud -explica el presidente de la AEQT- conectaremos los intereses de diversos sectores. El hidrógeno es una oportunidad para la industria, porque es un sustituto de combustibles fósiles y una materia prima para la industria química».

«Lo que hagamos ahora -vaticina Rubén Folgado- marcará el futuro de esta región. Esta propuesta que lidera la URV es muy interesante porque es aglutinadora, y con ella se empieza a hablar de estructura, infraestructuras, proyectos comunes, capacidad de generar energía y consumir hidrógeno... Pero este Hydrogen Valley es más que todo esto».

«Hemos de potenciar -prosigue- un modelo de I+D+i, centros tecnológicos, aportar talento... porque desde la Comisión Europea se tendrá en cuenta la capacidad de estos territorios para ser tractores de una nueva economía».

«Lo que hagamos ahora marcará el futuro de la Catalunya Sud» (Rubén Folgado, Presidente de la Associació Empresarial Química de Tarragona)

«Es un cambio de modelo: ¿Por qué Tarragona no puede tener estas oportunidades? Un Hydrogen Valley hace que toda una zona cambie de hábitos, porque el hidrógeno no solo sirve para la industria química. Implica -añade Rubén Folgado- renovables, almacenes de energía, movilidad de medios de transporte pesados... Tenemos la capacidad de ser el Hydrogen Valley más importante del sur de Europa, y ahora toca hacer esta carrera y acelerar para recibir los fondos».

«Es una gran oportunidad para el territorio -concluye Folgado- y nos va nuestra supervivencia como industria apostar por ello. Es nuestra transformación como región, porque puede ser de las más punteras de Europa si somos capaces de hacer que se vea como una candidata a obtener estos fondos europeos».

Cuatro colores para un mismo vector energético

• Hidrógeno Verde. Electrólisis. El hidrógeno verde se obtiene por electrólisis, una tecnología que separa el hidrógeno del oxígeno cuando se aplica electricidad al agua. Para que sea verde, en ningún momento de este proceso deben emitirse gases de efecto invernadero. La electricidad aplicada debe ser, por lo tanto, generada a partir de fuentes de energía renovables (hidroeléctrica, eólica o fotovoltaica). Aunque la energía nuclear es climáticamente neutra porque no emite CO2, genera residuos y no puede  considerarse aquí ‘verde’.
• Hidrógeno Gris. Reformado. Cuando se calienta gas natural a alta temperatura y presión junto a vapor de agua (proceso de reformado), ambos reaccionan hasta generar hidrógeno y dióxido de carbono (CO2). Este hidrógeno gris es un subproducto habitual en la petroquímica, que lo aprovecha en sus procesos industriales. La denominación de ‘gris’ alude tanto a la tecnología y la materia prima utilizada (de origen fósil) como al destino del CO2, que en este caso ni se captura ni se aprovecha, y que termina como emisión a la atmósfera.
• Hidrógeno Azul. Captura de CO2. El hidrógeno azul parte del hidrógeno gris. Se trata de hidrógeno obtenido a partir de un proceso de reformado con gas natural y vapor de agua, del que se obtiene hidrógeno y CO2. A diferencia del hidrógeno gris, sin embargo, en el caso del hidrógeno azul también se aprovecha el CO2, que se captura antes de su emisión libre a la atmósfera para darle usos industriales de economía circular, por ejemplo como materia prima para la industria alimentaria o la industria química.
• Hidrógeno Turquesa. Biogás. El hidrógeno turquesa puede asemejarse al hidrógeno gris y azul, puesto que también se obtiene a partir de un proceso de reformado (capturando o no el CO2 que se genere), pero con la diferencia de que, en lugar de gas natural (fósil), la materia prima es biogás (esencialmente, metano) procedente de la digestión anaeróbica de residuos o subproductos orgánicos como purines, lodos de depuradoras de agua o residuos sólidos urbanos orgánicos.

Economía del hidrógeno
Por cada kilo de hidrógeno consumido por la industria, el transporte o los sistemas de climatización se calcula que pueden dejar de emitirse entre 8 y 12 kilos de CO2.

El hidrógeno, empleado desde hace décadas como combustible con gran poder energético (los programas espaciales utilizan hidrógeno líquido combinado con oxígeno como propelente para sus cohetes desde tiempos del Saturno V, en la década de 1960) y en procesos industriales, es climáticamente neutro (su combustión no emite gases de efecto invernadero) y un vector energético de primer orden para la transición energética que ambiciona la Unión Europea, que quiere ser climáticamente neutra en el año 2050. 

El proceso

• Paso 1 - Excedente de energía: Cuando las condiciones climáticas y la luz del día son óptimas para la producción de energía renovable se puede producir un excedente debido a que la demanda es inferior a la oferta. Se puede aprovechar para generar hidrógeno.
• Paso 2 - Obtención de hidrógeno de forma sostenible:
  Electrólisis: Cuando la producción eléctrica es muy elevada, parte de la electricidad obtenida se dirige hacia un dispositivo denominado electrolizador que tiene como misión producir hidrógeno a partir de agua y electricidad.
  Reformado: El proceso de reformado es una reacción química para producir hidrógeno a partir del metano y el vapor de agua, calentando el metano para que reaccione con el vapor de agua a alta temperatura y presión, para formar hidrógeno y CO2.
• Paso 3 - Almacenamiento de hidrógeno: El hidrógeno es un gas con una alta densidad energética: con una pequeña cantidad de hidrógeno se puede obtener mucha energía. El mayor inconveniente es que ocupa mucho espacio y es necesario comprimirlo para almacenarlo.
• Paso 4 - Producción de energía:
  Pila de hidrógeno: Es un dispositivo de energía electroquímica que utiliza hidrógeno como combustible para combinarse con el oxígeno del aire y producir electricidad, calor y vapor de agua.
  Ventajas: 
  1-El sistema de almacenamiento con hidrógeno es más económico. 
  2-Utiliza menos metales tóxicos. 
  3-Mayor durabilidad de estas pilas respecto a las otras.

El camino hacia un ecosistema de hidrógeno paso a paso

• Electrolizadores: Hasta el año 2024, la Comisión Europea apoyará la instalación de al menos 6 GW de electrolizadores de hidrógeno renovable en la UE y la producción de hasta 1 millón de toneladas de hidrógeno renovable.
• Integración: Entre 2025 y 2030 el hidrógeno debe convertirse en una parte intrínseca de un sistema energético europeo integrado, con al menos 40 GW de electrolizadores de hidrógeno renovables y la producción de hasta 10 millones de toneladas de hidrógeno renovable en la UE.
• Despliegue a gran escala: A partir de 2030, el hidrógeno renovable se desplegará a gran escala en todos los sectores difíciles de descarbonizar.