Descarbonización,  HIDRÓGENO,  Producción

Hidrógeno, gestor y almacén de energía

En diciembre de 2015, 195 países firmaron el primer acuerdo vinculante mundial sobre el clima, en la conocida como COP21 (Conferencia de París sobre el Clima).

El objetivo a largo plazo de este acuerdo es mantener muy por debajo de 2 °C el aumento de la temperatura media mundial, comparado con los niveles pre-industriales; más aún, la idea es limitar este aumento a 1’5 °C, para reducir, al máximo, tanto los riesgos como el impacto del cambio climático, sobre el planeta y sobre la humanidad.

Con la mente puesta en esta reducción en el aumento de la temperatura, se acuerda que las emisiones globales deben frenarse de inmediato, y reducirse al máximo posible, aplicando para ello las medidas que sean necesarias. A partir de la firma de este acuerdo, los países firmantes, y la Unión Europea, presentaban sus planes de acción para el clima.

Por ejemplo, y en concreto, la Comisión Europea presentaba, el pasado 28 de noviembre de 2018 (poco antes de la COP24 celebrada en diciembre del mismo año en Polonia), su visión estratégica a largo plazo para una economía neutra en lo referente al cambio climático.

La Unión Europea destaca en su visión que es necesario transformar la manera en la que se genera, distribuye, almacena y consume la energía. Señala que es necesario poseer un sistema de generación de energía de emisiones cero, que es necesario aumentar la eficiencia energética y que es necesaria la descarbonización de los sectores del transporte, la energía, la industria y residencial.

Dentro del marco de todos estos acuerdos y estrategias, España remitía el pasado viernes 22 de febrero a Bruselas el borrador del Plan Nacional Integrado de Energía y Clima (PNIEC) 2021-2030.

Este plan, recoge objetivos tanto para 2030 como para 2050. En este sentido, para el año 2030, establece que las emisiones de CO2 deben ser reducidas un 21% con respecto a 1990; que las energías renovables deben suponer un 42% sobre consumo total de energía, y que el 74% de la generación eléctrica debe de efectuarse a través de energías renovables

Pero los objetivos para el año 2050 son mucho más ambiciosos; para ese año, se establece la neutralidad climática, es decir, un sistema eléctrico 100% renovable, y reducir en un 90% con respecto a 1990 las emisiones de CO2.

Los objetivos de España no distan mucho de los que se están planteando otros países firmantes del acuerdo de París: aumentar progresivamente las energías renovables hasta el 100% del mix energético (mezcla de diferentes sistemas de generación), y descarbonización de los diferentes sectores (transporte, energía, industria, y residencial).

Sin embargo, la aplicación real de ambos objetivos requiere de aproximaciones distintas a las que se han efectuado hasta la fecha. Para empezar, porque un sistema de generación de energía eléctrica cuyo mix conlleve una aportación de energías renovables (solar y eólica, principalmente) superiores a un 40-50%, necesita de una gestión de la energía, una manera de almacenarla, que permita ajustar la oferta y la demanda.

Por otra parte, la descarbonización de sectores tan dispares hace necesario el uso de nuevos vectores energéticos. Más aún, hace necesaria la aparición nuevas tecnologías, y de soluciones de acoplamiento entre sectores.

Si queremos aumentar el tiempo y la energía, tenemos la posibilidad de emplear aire comprimido. Más allá, tenemos la hidroeléctrica de bombeo, muy empleada hasta la actualidad. Pero, ¿qué ocurre necesitamos más capacidad de almacenamiento? ¿Qué ocurre si queremos almacenar más energía (más de un GWh) o durante más tiempo (varios meses, por ejemplo)? Tenemos entonces la necesidad de almacenar una gran cantidad energía durante dos o más meses; lo que se denomina “almacenamiento estacional”.

Es entonces cuando aparece el hidrógeno como una solución para el almacenamiento estacional de energía, para la gestión completa de la energía. A partir de las decenas de GWh, y a partir de las horas, días, o incluso meses de almacenamiento, puede utilizarse el hidrógeno (almacenado en tanques, o en cavernas de sal) como una manera de almacenar la energía excedentaria. Esta energía puede ser utilizada cuando se desee, incluso, como vemos, en una estación del año distinta.

La gráfica también destaca que este hidrógeno puede ser convertido en metano (metanación), produciéndose así gas natural sintético; este gas puede emplearse en la actual infraestructura de gas natural existente en los diferentes países, por lo que sus capacidades de almacenamiento energético son aún mayores.

El almacenamiento energético en forma de hidrógeno (considerando un sistema completo que comprende la producción de hidrógeno mediante electrólisis, el almacenamiento de hidrógeno en cavernas de sal y la producción de energía eléctrica mediante una turbina), cuando se trata de almacenar decenas de GWh durante meses, para resolver necesidades de almacenamiento estacional, presenta un coste (Levelized Cost of Storage o LCOS) cien veces menor que el equivalente en baterías.

Pero, más aún, el hidrógeno producido desde fuentes de energía renovable, aparte de servirnos para almacenar la energía, puede ser empleado para la descarbonización los sectores que se citaban antes; puede ser empleado para descarbonización del transporte, como fuente para el calor industrial, como materia prima libre de CO2 empleada en la industria y para las necesidades energéticas del ámbito doméstico.