Las estrategias “Electricidad hacia X” y “Gas Natural hacia X”

Roberto Dobles roberto.dobles@gmail.com | Lunes 25 octubre, 2021

Estas dos estrategias tienen como objetivo producir hidrógeno con procesos carbono neutro para sus usos directos energéticos y no energéticos, pero también para producir luego, con este hidrógeno, muchos otros productos carbono neutro, tanto energéticos como no energéticos.

Entre los productos energéticos que se pueden producir posteriormente se encuentran los combustibles sintéticos líquidos y gaseosos, como la gasolina, el diésel, el queroseno y el gas natural carbono neutros.

1. El hidrógeno no existe en estado libre en el planeta Tierra

El hidrógeno es el elemento más abundante en el Universo, es el más ligero de la tabla periódica y es y será un elemento cada vez más importante en muchos sectores en el futuro.

Sin embargo, en nuestro planeta el hidrógeno no existe en estado libre y se encuentra asociado a otros elementos en muchos compuestos (gaseosos, líquidos y sólidos), incluyendo el agua, el gas natural, el petróleo, el carbón y la biomasa (leña, etc.), entre otras fuentes.

En sus usos energéticos, y debido a lo anterior, el hidrógeno no es una fuente de energía primaria. Es una fuente secundaria que se obtiene a través de diversos procesos industriales que permiten extraerlo (separarlo) de los otros elementos en los diversos compuestos donde se encuentra asociado.

Como bien lo señala la International Energy Agency (IEA), en su estudio titulado Technology Roadmap, Hydrogen and Fuel Cells, “el hidrógeno es un portador de energía (‘energy carrier’) flexible que puede ser producido a partir de cualquier fuente primaria regionalmente prevalente”.

Los procesos industriales requeridos para producir hidrógeno varían mucho en costos y, en gran medida, éstos dependen de la fuente de energía que se use en el proceso industrial de separación y de la materia prima que se utilice para obtener el hidrógeno (agua, gas natural, petróleo, carbón, leña, etc.).

El hidrógeno es un elemento muy importante con un abanico muy amplio de aplicaciones, tanto energéticas como no energéticas.

Entre sus múltiples usos actuales se encuentran los siguientes: tratamiento de metales, industria química, industria de vidrio, industria electrónica, producción de fertilizantes, hidrogenación de aceites orgánicos comestibles, procesamiento de alimentos, síntesis de sorbitol, alcoholes, fibras sintéticas, producción de amoníaco, refinación de petróleo, entre muchos otros. Las refinerías de petróleo utilizan el hidrógeno para reducir el contenido de azufre de los combustibles.

2. Resumen de la estrategia “Electricidad hacia X”

En las dos columnas anteriores se explicaron los principales elementos de la estrategia de “Electricidad hacia X”, la cual busca producir hidrógeno (H2) con un proceso carbono neutro, a través de la tecnología de electrólisis del agua (H2O).

Se utiliza electricidad generada con fuentes renovables de energía y de bajo costo para abaratar el proceso de producción (particularmente solar y eólica que son las más baratas en este momento).

Al hidrógeno producido de esta manera se le llama hidrógeno “verde” por su origen de energías renovables, no por su color, ya que el hidrógeno no tiene color.

Al igual que el gas natural, el hidrógeno producido con cualquier fuente y cualquier tecnología es inodoro, incoloro, no tiene sabor y no es tóxico, lo que lo hace indetectable para los sentidos humanos.

Además de los usos directos del hidrógeno, la estrategia “Electricidad hacia X” busca también usar el hidrógeno para producir combustibles sintéticos carbono neutro llamados electrocombustibles (como la e-gasolina, el e-diésel, el e-queroseno y el e-gas natural) y múltiples productos no energéticos industriales.

3. “Gas Natural hacia X”

El gas natural (CH4), que tiene cuatro átomos de hidrógeno, es actualmente la principal materia prima para producir hidrógeno en el mundo por tener el costo de producción más bajo del mundo.

De acuerdo con datos publicados por el Ministerio de Energía de los EE.UU., “hoy en día, el 95% del hidrógeno producido en los Estados Unidos se obtiene mediante el reformado del gas natural con vapor de agua”.

Los países con grandes reservas de gas natural están ahora ampliando la estrategia de “Gas Natural hacia X” para producir también hidrógeno carbono neutral con gas natural.

Al hidrógeno que se produciría con esta estrategia se le llama hidrógeno “azul” por su origen (gas natural con un proceso carbono neutral). Como se indicó anteriormente, este hidrógeno no es de color azul ya que el hidrógeno (H2) no tiene color, no importa su proveniencia.

Para producir hidrógeno carbono neutro (hidrógeno “azul”) mediante el reformado del gas natural con vapor de agua, se le agrega un proceso adicional aplicando las tecnologías de Captura y Almacenamiento de Carbono, CAC (del inglés Carbon Capture and Storage, con las siglas CCS).

El CO₂ que se liberaría en el proceso reformado del gas natural con vapor de agua sería capturado y luego sería almacenado en el subsuelo utilizando las técnicas CAC y así el CO2 no se liberaría a la atmósfera.

Con esta estrategia, los países buscan que sus cuantiosas reservas de gas natural se valoricen más en el futuro, lo que hará crecer aún más esta gran riqueza nacional.

De acuerdo con estos países, el hidrógeno “azul” competiría con el hidrógeno “verde” en todas sus aplicaciones, pero también lo complementaría, ya sea en las aplicaciones directas como en todas las aplicaciones “X” (como la producción de combustibles sintéticos líquidos y gaseosos, incluyendo el gas natural sintético carbono neutro que podría producirse, y muchos otros productos que se pueden producir con el hidrógeno).

Una vez producido el hidrógeno “azul” carbono neutro con gas natural, el resto de la estrategia es igual a la estrategia “Electricidad hacia X”, la cual implica la producción hidrógeno “verde” y muchos otros productos energéticos y no energéticos.

La única diferencia entre las estrategias “Electricidad hacia X” y “Gas Natural hacia X” es el origen de las fuentes usadas para producir el hidrógeno carbono neutro; el resto (“hacia X”) es igual.

Muchos de los países que tienen grandes reservas de gas natural tienen también un gran potencial para implementar simultáneamente la estrategia “Electricidad hacia X” (con energía solar o eólica de bajo costo o ambas), lo que los pone en una situación privilegiada para producir simultáneamente hidrógeno “verde” y “azul”.

Un artículo de GasTerra, titulado “Hydrogen and CCS: a smart combination”, señala lo que muchas otras organizaciones han indicado también: el hidrógeno “azul” podría allanar el camino para el hidrógeno “verde” ya que también se complementan en varios aspectos.

No solamente porque el hidrógeno “verde” y el “azul” son exactamente el mismo hidrógeno (H2), sino porque el segundo puede apoyar fuertemente el desarrollo del mercado del hidrógeno y de la infraestructura para su transporte y distribución (conversión de los gasoductos existentes de gas natural, tuberías nuevas para transportar hidrógeno, almacenamiento, hidrolinieras ubicadas en estaciones de servicio, etc.).

Entre muchos otros países, Colombia también está siguiendo la estrategia anterior de producción inicial de hidrogeno “azul” y luego de hidrógeno “verde”.

Un artículo titulado “Ecopetrol de Colombia contempla 18 proyectos de hidrógeno”, publicado por World Energy Trade, señala lo siguiente:

• “Colombia empezará por aprovechar los recursos de carbón y gas natural del país para la producción de hidrógeno azul antes de pasar a la variedad verde derivada de las energías renovables en la próxima década”.

• “El hidrógeno azul serviría de base para empezar a ampliar la cadena de valor del hidrógeno en Colombia hasta el desarrollo competitivo a gran escala del hidrógeno verde”.

• “La hoja de ruta contempla la demanda de hidrógeno en los mercados nacionales de refinado de petróleo, productos químicos y fertilizantes a corto plazo, con una previsión de inversión de entre $2.500 y $5.500 millones, principalmente del sector privado, en proyectos de hidrógeno para el 2030”.

• “El hidrógeno azul y el verde coexistirían en el mercado”.

Para los efectos de la infraestructura de transporte y distribución y de los equipos de consumo, el origen del hidrógeno que se utilice es irrelevante (ya sea “verde”, “azul” o ambos) porque es el mismo hidrógeno (H2), sea éste para su uso directo o para la producción de electrocombustibles y gasocombustibles y otros productos carbono neutro.

La estrategia de Colombia, como la de muchos países del mundo, es muy clara con una visión de futuro y se apalanca sobre su riqueza energética nacional y las inversiones del sector privado en un proceso de evolución continua.

4. Energía solar, energía eólica y gas natural: las tres fuentes de energía líderes mundiales en la transición energética y en la descarbonización

Contrario a lo que está ocurriendo en Costa Rica, las tres fuentes de energía que más están creciendo en el mundo y que están impulsando el liderazgo en esta etapa de la transición energética y de la descarbonización son la energía solar y la eólica (para generar electricidad) y el gas natural, el cual tiene un ámbito de usos mucho más amplio, tanto como fuente de energía como en sus múltiples usos no energéticos (por ejemplo, en la producción de fertilizantes de bajo costo).

Estas tres fuentes de energía primaria son también las que van a intensificar complementariamente, junto con otras, la transición energética y la descarbonización en el futuro con sus nuevas y más amplias aplicaciones, tanto directas como indirectas (en el uso directo del hidrógeno y en la conversión del hidrógeno en combustibles sintéticos líquidos y gaseosos carbono neutro, entre muchos otros usos).

Entre muchas otras cosas, contrario a lo que está ocurriendo en el mundo, aquí se busca prohibir el gas natural por ley de la República, se obstaculiza y frena el desarrollo de la energía solar y la eólica, se favorece las fuentes de energía de alto costo y se busca que la inversión energética actual y futura sea hecha por instituciones del Estado.

La generación eléctrica con energía solar representa en el país apenas el 0,2% de la generación eléctrica total, a pesar de ser la fuente de energía más barata actualmente en el mundo. La generación con energía eólica se mantiene con un tope sin ningún crecimiento, a pesar de ser la segunda fuente de energía más barata, detrás de la energía solar.

Esta es una de las muchas razones por las cuales Costa Rica tiene costos de la energía muy altos, lo cual obstaculiza el desarrollo económico y social del país, así como la calidad de vida y el bienestar de los habitantes.

La situación del país se empeorará en el futuro si se aprobaran varias leyes inéditas y ajenas a la cruda realidad energética que el Gobierno y un grupo de diputados buscan aprobar.

Las estrategias “Electricidad hacia X” y “Gas Natural hacia X”

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