El hidrógeno verde (I) - Un nuevo vector energético

Instalación para almacenamiento de hidrógeno verde

Durante décadas, la generación de electricidad ha sido la principal fuente de emisiones de efecto invernadero en España. Las grandes centrales térmicas de carbón, con sus enormes columnas de humo y vapor de agua representaban, mejor que cualquier otra imagen, el daño que el ser humano estaba causando a la atmósfera. Sin embargo, en los últimos años la situación ha cambiado drásticamente; las energías renovables se han consolidado, impulsadas por el espectacular crecimiento de la generación eólica y solar fotovoltaica, así como por el descenso de la demanda de energía eléctrica. En lo que llevamos de 2023, la energía renovable ronda el 50% de la producción total, y las centrales de carbón prácticamente han desaparecido. España es uno de los líderes en el impulso de la energía renovable a nivel mundial, y la mayoría de países de nuestro entorno están siguiendo una hoja de ruta de transformación renovable similar a la nuestra.

Estructura de la generación eléctrica en España en 2023, actualizada en el mes de agosto. Fuente: Red Eléctrica Española

Las sociedades modernas están consiguiendo generar energía eléctrica de forma limpia, y esto supone un gran avance para los objetivos de descarbonización comprometidos en el Acuerdo de París de 2015. Por el contrario, hay sectores, como el transporte, la industria o el ámbito doméstico en los que las emisiones se mantienen estables, o incluso crecen, por su gran dependencia de los combustibles fósiles. Por tanto, en muchos ámbitos la estrategia de reducción de emisiones debe pasar por la electrificación de los sistemas que requieren uso de energía. Es, claramente, el caso de la movilidad y el de las calefacciones, para los cuales el vehículo eléctrico y las bombas de calor basadas en aerotermia o geotermia, respectivamente, representan grandes oportunidades.

Instalación eólica en Aragón. La gran disponibilidad de terrenos yermos y vacíos en España representan una oportunidad para el despliegue de instalaciones eólicas y fotovoltaicas. El despliegue de los últimos años ha sido tan enorme que ha generado rechazo en determinadas áreas rurales donde se ubican

Lo cierto es que actualmente existe una preocupante falta de sincronización en los ritmos de transformación tecnológica que puede lastrar la estrategia ante la crisis climática.

Por un lado, la previsión para los próximos años es que continúe imparable el desarrollo de las energías renovables, impulsadas por nuevos proyectos ya presupuestados, y por el auge del autoconsumo fotovoltaico, individual y colectivo, que ha despegado recientemente. Además, las inversiones en eficiencia, la mayor conciencia sobre el valor de la energía, y el propio autoconsumo, hacen prever que que la demanda eléctrica siga con una tendencia constante a la baja, a pesar del crecimiento económico: estamos consolidando el desacople entre demanda energética y crecimiento económico que durante tanto tiempo se ha buscado.

Por otro lado, sin embargo, está resultando mucho más compleja y lenta la electrificación de los sectores mencionados anteriormente: el vehículo eléctrico se abre paso, pero afronta muchas dificultades, como la autonomía, los altos precios o la falta de una red de carga consistente. Algo parecido ocurre con los sistemas de calefacción, que mayormente siguen dependiendo del gasóleo y del gas natural, a pesar de todas las ventajas de los sistemas basados en bombas de calor alimentadas por electricidad.

Cargador de vehículo eléctrico. Gentileza de Jay Uni vía Foter

Como consecuencia del desajuste en los ritmos de transformación tecnológica, en 2023 se está dando una situación paradójica, que sin duda va a ir a más en los próximos años. En determinados períodos de tiempo, estamos desconectando fuentes de energía renovables del sistema, sobre todo generadores eólicos, porque no hay demanda suficiente para tanta producción renovable. Esto ocurre, sobre todo, en los meses de primavera y otoño, cuando las condiciones para las renovables son más propicias (combinación de solar, eólica e hidráulica) y la demanda de energía es menor al ser las temperaturas más templadas que en invierno y en verano. Paramos molinos porque no podemos consumir ni almacenar la energía que producirían.

A diferencia de los combustibles fósiles, la energía renovable es difícil de gestionar, dado que su disponibilidad no está garantizada al depender de los ciclos del sol, del agua y de las condiciones meteorológicas. Hacen falta sistemas de almacenamiento consistentes para poder disponer de ella en los momentos y la cantidad que realmente se necesita. También aquí se detecta un desajuste entre la gran inversión en sistemas renovables, y la carencia de proyectos ambiciosos de almacenamiento de energía eléctrica o de redes sólidas de intercambio de energía eléctrica entre países vecinos. El almacenamiento no pude basarse únicamente en baterías, ya que estas son caras, pesadas y tienen un impacto ambiental grande por la extracción de los metales necesarios para su fabricación. Por ello, es muy interesante la tecnología de centrales hidroeléctricas de bombeo, o reversibles; el concepto es sencillo, se trata de aprovechar los excedentes de energía eléctrica cuando haya mucha producción renovable para bombear agua desde debajo de una presa hasta el embalse de la parte superior, de manera que se incremente la capacidad hidroeléctrica en períodos de mayor demanda y baja producción renovable. También hay proyectos interesantes para aumentar la capacidad de intercambio reversible de energía entre Francia y España a través de los Pirineos o del Golfo de Vizcaya, pero en los que hay que mirar con lupa los potenciales impactos ambientales que puedan causar.

Central de bombeo de La Muela, en Valencia

En definitiva, electrificar todos los sectores que sea posible, y aumentar la capacidad de almacenamiento e intercambio para poder gestionar mejor la energía renovable son tan importantes como la propia generación eólica y solar. El acompasamiento de todo ello será la clave para avanzar en los objetivos de descarbonización a la velocidad adecuada.

Aunque, a decir verdad, el desafío climático es tan enorme, que ni siquiera esto será suficiente. Por mucho que consigamos electrificar nuevos sectores con éxito, alcanzar un mix energético 100% renovable, y ajustar la oferta y la demanda, aún nos quedaría al menos un 30% de la demanda energética de la sociedad que no es posible electrificar. Es lo que, en términos de ingeniería, se conoce como sectores “difíciles de abatir”. Entre ellos se incluyen la industria pesada basada en altos hornos (siderurgia, metalurgia, cemento), algunas industrias químicas, el transporte pesado (principalmente el marítimo) y la aviación. Son motores económicos que sólo encuentran solución a sus demandas energéticas en los combustibles fósiles. Definitivamente, para conseguir los objetivos de descarbonización total de la energía, hace falta un nuevo vector energético alternativo al del petróleo, el gas natural y la electricidad. La buena noticia es que el ser humano, después de muchos intentos fracasados, parece haberlo encontrado, se llama hidrógeno verde.

(Continuará)