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EL HIDROGENO VERDE – NO ES TAN VERDE COMO LO PINTAN

Carlos Bonifetti Dietert

Ingeniero C. Mecánico UdeC. Ambientalista.

El hidrógeno fue descubierto por Henry Cavendish en la década de 1700 componente de la molécula de agua (H2O). Hoy sabemos que el hidrógeno es el elemento más abundante del universo y el principal componente de las estrellas.

Ugo Bardi ha analizado desde los puntos de vista tecnológico y económico el uso de hidrógeno como combustible, que no es una idea actual como pareciera, por estar en los titulares de la prensa mundial, sino una idea bastantea antigua. Fue Cavendish quien también descubrió que el hidrógeno puede arder. [1]

Nos dice Bardi: “La idea de que el hidrógeno podría usarse como forma de almacenamiento de energía probablemente sea tan antigua como la «pila de combustible», desarrollada por William Grove a principios del siglo XIX. En las décadas de los ‘50 y ‘60, el sueño de una «energía demasiado barata para medir» asociado a las tecnologías nucleares hizo posible pensar en el hidrógeno como un vector energético capaz de llevar energía a los puntos de uso, incluso a los vehículos, desde un número limitado de grandes plantas nucleares. La primera mención explícita del concepto de «economía del hidrógeno» fue hecha por John Bockris en 1970. La promesa nuclear nunca se materializó, pero el concepto de economía del hidrógeno se vinculó más tarde a las energías renovables”. De ahí viene eso que estemos escuchando hablar del ‘hidrógeno verde’.

Continúa Bardi: “La idea de la economía del hidrógeno ganó mucha fuerza con el libro de Jeremy Rifkin, 2002, titulado «La economía del hidrógeno». Se realizaron conferencias, se adjudicaron contratos de investigación y se construyeron prototipos. Vimos panfletos profusamente ilustrados del mundo del futuro basado en el hidrógeno, a menudo representado como algo que recuerda la ciencia ficción de la década de 1950, excepto que era más tranquilo y más verde. Luego, volvió a desvanecerse cuando quedó claro que las promesas de una prosperidad limpia no podían mantenerse excepto a precios estelares que nadie estaba dispuesto a pagar. Hoy, podemos estar viendo una «tercera ola» de interés en la economía del hidrógeno. Pero, ¿es una posibilidad real o todavía permanece en el dominio de los sueños?”

“Hoy, 50 años después de la primera mención del concepto de economía del hidrógeno, y 20 años después del libro de Rifkin, ni una sola aplicación del concepto de usar el hidrógeno como combustible está presente en la economía mundial. El “automóvil de hidrógeno”, eje de la idea, encontró una encarnación reciente en la forma del Toyota Mirai, pero ese no es el tipo de coche que sustituirá a los convencionales o que funcionan con baterías. Después de 6 años en el mercado mundial, tal vez haya unos 10.000 Mirais funcionando hoy en el mundo contra unos 10 millones de autos eléctricos. No es una buena actuación para algo que se promocionó para cambiar la forma en que las personas se moverían en el mundo”.

También se ha sabido que la cosa no ha andado mejor para otras caras de la economía del hidrógeno. De todos los prototipos de autobuses que habrían utilizado hidrógeno como combustible, la mayoría se puede encontrar hoy en museos o se han desechado con solo unos pocos que pueden estar aún operativos. Ahora bien, la idea de utilizar hidrógeno como sistema de almacenamiento a gran escala para la energía intermitente generada por las tecnologías renovables, es demasiado cara para que tenga sentido. Podemos decir entonces que no existe, así de simple. Se carece de una red de estaciones de distribución de hidrógeno, obviamente una necesidad. Tal vez pudiese haber unas cien de ellas en Japón. En el resto del mundo, poseer un Mirai no es una buena idea. Tampoco ha sucedido nada con la gran idea de Rifkin de que se transportaría hidrógeno a través de tuberías, así como se intercambian datos entre personas mediante cables de fibra óptica.

En resumidas cuentas, la economía del hidrógeno resultó ser 20 o 50 años de exageración o fantasía, pero en nada cooperó para resolver los problemas que enfrenta la humanidad en la desesperada necesidad que tiene de des-carbonizar la generación de energía. En el mejor de los casos, fue una idea ingenua o ‘wishful thinking’, según las investigaciones de serios analistas por los altos costos.

Y se pregunta Ugo Bardi: “Entonces, ¿qué salió mal? Un montón de cosas. Quizás lo principal fue un malentendido básico en la forma en que se presentó la idea al conocimiento público. El hidrógeno libre no es una fuente de energía; es un portador de energía. El hidrógeno libre no existe en este planeta, por lo que para crear hidrógeno libre debemos romper el enlace de hidrógeno en las moléculas de agua. Eso se puede hacer utilizando una tecnología de electrólisis transportada. Funciona, pero no es muy eficiente; siempre supondrá una pérdida de energía que depende de varios factores, pero que suele rondar el 30%. Entonces, el hidrógeno es un combustible, pero no es gratis. Debes pagar por ello y no tan poco. En la práctica, todo el hidrógeno comercial que se compra hoy proviene de la descomposición del gas natural, otro proceso de eficiencia limitada. ¡Y eso no puede ayudarnos mucho a deshacernos de los combustibles fósiles ya que comienzas con un combustible fósil!”

Veamos el tema del almacenamiento de hidrógeno. Es posible pero caro. Los tanques de acero convencionales para almacenar hidrógeno gaseoso tiene el problema de la fragilidad: los átomos de hidrógeno son tan pequeños que se difunden en el acero, haciéndolo frágil. Se necesita, por tanto, otros materiales y más caros. Por otro lado, el hidrógeno a alta presión no es una buena idea como para su almacenamiento, especialmente en vehículos. El tanque sería enorme, caro y peligroso. Podría usarse hidrógeno licuado criogénico que aún requeriría un tanque de combustible de un tamaño cuatro veces el de un tanque de gasolina. En otras palabras, un tanque de gasolina de 30 litros equivaldría a un tanque de hidrógeno de 120 litros. A todo ello debemos considerar, además, la energía necesaria para comprimir y licuar el hidrógeno, por no hablar de la inevitable pérdida gradual de vida útil del tanque y del peligro que representa. El hidrógeno puede filtrarse de cualquier recipiente, sin importar qué tan bien sellado esté. Y el hidrógeno líquido se evaporaría a una tasa de alrededor del 2% por día.

Finalmente, hay un problema con el lado final del ciclo: la conversión del hidrógeno nuevamente en agua y energía. Puede hacerse quemando hidrógeno en un motor térmico convencional, pero eso es tan ineficiente que no tendría sentido. De hecho, la idea inicial fue utilizar «pilas de combustible», dispositivos electroquímicos que convierten los combustibles en energía eléctrica. Las “pilas de combustible” son normalmente más eficientes que los motores térmicos, pero su eficiencia sigue siendo limitada, mucho menor que la de las baterías. Y las “pilas de combustible” son caras, el modelo estándar que funciona a temperatura ambiente (PEM) necesita platino como catalizador en los electrodos. El platino es un elemento raro, no solo caro, que sería imposible de producir en cantidades suficientes para reemplazar incluso una fracción del parque actual de vehículos.

Todas estas dificultades, entregadas en apretada síntesis, nos alejan enormemente de las ensoñaciones con una economía basada en el hidrógeno próspera y no contaminante, como la que se propuso a principios de la década 2000.

En el tema energético seguimos, y seguiremos, con enormes dificultades. El consumo desenfrenado de petróleo en el mundo lleva al agotamiento de los yacimientos “económicos” y ello hace que la extracción de combustibles fósiles desde los yacimientos sea cada vez más difícil y cara. Al mismo tiempo, la necesidad de des-carbonizar la matriz energética es imperiosa, antes de que sea demasiado tarde (tememos que ya lo es) para evitar una crisis con cambio climáticos desastrosos.

La panacea del petróleo obtenido del calentamiento y licuefacción de esquistos bituminosos (principalmente de los yacimientos de Alberta, Canadá) se está convirtiendo en una falacia; debemos considerar los desastres ambientales que se provocan con su explotación y transporte.

En resumidas cuentas, el hidrógeno no es una buena idea para el mundo actual. Estamos llegando al final de una era que nos hizo creer que todos los problemas de la humanidad iban a ser resueltos con más tecnología e innovaciones. Los desastres ambientales del mundo y la contaminación nos están sobrepasando largamente. Debemos movernos en dirección de un menor consumo de energía  a la mayor brevedad posible, sin esperar panaceas tecnológicas, y además, avanzar hacia  un desarrollo a escala humana, con decrecimiento para llegar pronto a un crecimiento cero, pues los bienes naturales los estamos agotando y lo poco que nos va quedando, o se derrite (los glaciares) o lo estamos destruyendo (las fuentes naturales de agua, los suelos fértiles y la vida en el mar).

Referencias:

[1]  https://cassandralegacy.blogspot.com/2021/01/the-hydrogen-based-economy-is-it-enough.html?utm_source=feedburner&utm_medium=email&utm_campaign=Feed%3A+blogspot%2FXuxAQb+%28+Cassandra%27s+Legacy%29

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