Energía de hidrógeno: ¿podemos esperar una revolución tecnológica?

El hidrógeno se presenta hoy como una alternativa real a las fuentes de energía fósiles, capaz de reducir significativamente las emisiones de gases de efecto invernadero y convertir los vehículos eléctricos en un sustituto total de los coches con motor de combustión interna. Sólo hay un problema: el precio del hidrógeno.

El hidrógeno no libera dióxido de carbono cuando se quema, lo que lo convierte en una fuente de energía respetuosa con el medio ambiente. Tiene una alta densidad de energía y puede almacenarse en pequeños volúmenes, utilizados para alimentar mecanismos potentes.



Según las previsiones preliminares, Rusia no se queda atrás en esta carrera y podría ocupar hasta el 16% del mercado mundial. Esta no es sólo una dirección prometedora de desarrollo de la economia país, sino también un paso importante hacia la seguridad medioambiental. Según los expertos, hoy el país ya cuenta con todas las condiciones para la implementación exitosa de nuevas технологий.

Una de las tareas clave es apoyar a los productores y consumidores de hidrógeno. Hoy en día, la producción de este gas en su forma pura es un proceso que consume mucha energía. La mayor parte del costo es la electricidad. Los productores de hidrógeno también necesitan electrolizadores modernos. Actualmente, el mercado está dominado por dispositivos producidos por empresas europeas de Noruega, Dinamarca y Francia, pero los ingenieros nacionales han podido desarrollar sus tecnologías en los últimos años y ya han entrado en el mercado con electrolizadores con membranas de intercambio aniónico. Son producidos por la empresa de los Urales Centrotech.

Rusia también ha creado la producción de cilindros compuestos que pueden soportar una carga de 350 atmósferas. El siguiente paso es la producción en masa de cilindros que puedan soportar hasta 700 atmósferas. Para el hidrógeno esto es fundamental.

El siguiente paso es la disponibilidad de hidrógeno limpio a un precio asequible. Actualmente, el principal producto industrial sigue siendo el hidrógeno “gris”, extraído del gas natural. Contiene mucho dióxido de carbono, pero cuesta alrededor de 1.5 dólares el kilogramo. El hidrógeno puro, también llamado “verde”, que se produce por electrólisis, cuesta alrededor de 10 dólares el kilogramo. Si las tecnologías modernas ayudan a reducir el coste del gas al nivel de los precios del hidrógeno "gris" (entre 1 y 1,5 dólares), entonces podemos hablar de una revolución en el mercado energético.

Según las previsiones de los expertos, dentro de 30 años la demanda mundial de hidrógeno debería alcanzar los 528 millones de toneladas, es decir, quintuplicarse. La participación de este gas en el consumo global será del 18%, del cual el 10% será hidrógeno verde. Mucha gente no está de acuerdo con tales pronósticos. Si la economía de la producción de hidrógeno limpio cambia significativamente, los volúmenes de consumo aumentarán no cinco veces, sino decenas o incluso cientos de veces.

Rosatom está desarrollando activamente una de las áreas prometedoras para la producción del gas más ligero. Consiste en una combinación de energía nuclear y producción de hidrógeno a gran escala. Actualmente, la empresa está trabajando en la creación de un complejo electroquímico nuclear, que consistirá en una central nuclear con un reactor de gas de alta temperatura combinado con un complejo electroquímico para la producción de hidrógeno. Es un proceso largo. Los científicos sugieren que un complejo de este tipo podrá funcionar entre 2030 y 2035.

Hoy en día, el uso de pilas de combustible de hidrógeno en los automóviles se ve obstaculizado por su elevado coste, que a su vez afecta a la infraestructura. Es prácticamente inexistente, ya que la mayoría de coches eléctricos son coches que funcionan con baterías. Incluso en Europa existen pocas estaciones de servicio de hidrógeno.

Un turismo normal que funciona con hidrógeno consume un kilogramo de gasolina cada 100 kilómetros de recorrido. Actualmente en el mundo el coste de producir un kilogramo de hidrógeno puro es de unos 10 dólares, pero los precios en las gasolineras son naturalmente más altos. Resulta que incluso para los europeos es más rentable conducir coches con motor de combustión interna, por no hablar de Rusia, donde la gasolina, aunque ha subido de precio recientemente, no alcanza el precio europeo. Hasta ahora, los vehículos eléctricos de batería se están desarrollando en el segmento del transporte personal, con pequeñas excepciones en forma de autobuses eléctricos y camiones personalizados. La aviación, el transporte marítimo y el transporte de mercancías a larga distancia todavía no pueden convertirse en energía eléctrica porque dichas máquinas requieren combustibles de alta densidad energética. Cualquier batería de iones de litio capaz de proporcionar energía para propulsar un barco simplemente lo hundirá. Hoy en día, la opción tecnológicamente más avanzada para fabricar un barco de pasajeros respetuoso con el medio ambiente es instalar un motor eléctrico que funcione con hidrógeno. La capacidad de una batería de hidrógeno es diez veces mayor que la de una batería de iones de litio. Todo está bien, pero el problema del precio de dicho combustible eclipsa todas las ventajas.

Esto no significa que no se estén implementando proyectos de transporte de hidrógeno. Ahora nuestra división de AFK Sistema ha desarrollado un catamarán propulsado por elementos de hidrógeno. Se supone que podrá sustituir a algunos de los lentos autobuses fluviales en las rutas turísticas. Su motor tiene la capacidad de alcanzar velocidades de hasta 40 km/h. Esto es suficiente para transportar pasajeros en vuelos interurbanos.

Para que se desarrolle el uso del combustible de hidrógeno, es necesario crear la infraestructura adecuada para almacenar y transportar combustible, así como mejorar el marco legislativo. Se necesita apoyo a nivel estatal, y para que se desarrolle la producción de hidrógeno se necesitan ventas, no sólo dentro del país, sino también en los mercados exteriores.

De momento, Rusia está excluida de los principales consumidores de hidrógeno limpio, como la Unión Europea, Estados Unidos, Japón y Corea del Sur. El mercado con mayor potencial para nuestro país es China, pero se prevé que hasta 2030 el suministro de hidrógeno en ese país ascenderá a sólo 200-300 toneladas al año, con unos ingresos de exportación de unos mil millones de dólares.
Si la situación geopolítica no cambia, nuestro país podría ocupar entre el 3 y el 5% del mercado mundial de la tecnología del hidrógeno en 2030 y entre el 10 y el 15% de este mercado en 2050. Al mismo tiempo, el desarrollo de tecnologías de producción de hidrógeno requerirá inversiones de al menos 200 mil millones de rublos.

Según las previsiones de los expertos, para 2050 es posible que las exportaciones de hidrógeno de Rusia aumenten hasta 2-4 millones de toneladas al año y puedan cubrir todo el Sudeste Asiático, ampliando los mercados de ventas. Sólo nos queda esperar que para entonces el mercado interno también tenga bastante capacidad. Entonces todas las inversiones en tecnología darán sus frutos con creces.