L'hidrogen verd és una de les grans promeses de la transició energètica, ja que ofereix una manera d'emmagatzemar i utilitzar energia sense emissions de carboni. Aquest tipus d'hidrogen es produeix a través d'un procés anomenat electròlisi de l'aigua, que separa l'hidrogen i l'oxigen mitjançant electricitat generada per fonts renovables com la solar i l'eòlica. Tot i els seus beneficis, l'hidrogen verd enfronta una sèrie de desafiaments que hem de conèixer per valorar el seu potencial com a autèntica alternativa als combustibles fòssils.
En aquest article, explorem els problemes clau que afecten el desenvolupament de l'hidrogen verd, juntament amb les seves característiques, els avantatges i els inconvenients, per tenir una visió completa del que realment ofereix aquesta tecnologia.
Producció de l'hidrogen verd
L'hidrogen no sol trobar-se de manera aïllada a la natura, sinó que sol estar associat a altres molècules, com l'aigua. A l'electròlisi, apliquem un corrent elèctric per trencar les molècules d'aigua (H2O) en hidrogen (H2) I oxigen (O2). Aquest procés només és sostenible si lelectricitat utilitzada prové de fonts netes, com lenergia solar o eòlica. Per això l'hidrogen produït mitjançant aquesta tècnica rebi l'apel·latiu de hidrogen verd.
En contrast, la major part de l'hidrogen que es produeix actualment prové de combustibles fòssils, com el gas natural o el petroli. Aquest tipus, conegut com a hidrogen gris, és molt utilitzat en la indústria química i en les refineries. Tot i això, la seva producció genera grans quantitats de diòxid de carboni (CO2), cosa que ho fa insostenible des del punt de vista mediambiental.
Tot i que s'ha aconseguit avançar molt en la producció d'hidrogen verd, encara és una tecnologia relativament nova i és lluny de ser escalable. Al món, el 99% de l'hidrogen que s'utilitza encara prové de matèries primeres fòssils, cosa que resulta en unes emissions globals anuals de 900 milions de tones de CO2.
Acumulador d'energia
Una de les característiques més importants de l'hidrogen verd és la seva capacitat per emmagatzemar energia. Les energies renovables, com ara la solar i l'eòlica, són intermitents, el que significa que de vegades generen més energia de la que es pot consumir i altres vegades no generen prou.
L'hidrogen pot solucionar-lo actuant com a acumulador. Quan hi ha excedents d'electricitat renovable, es pot fer servir per produir hidrogen a través de l'electròlisi. Posteriorment, aquest hidrogen pot utilitzar-se com a combustible en motors, maquinària o fins i tot com a matèria primera en processos industrials. D'aquesta manera, l'hidrogen verd pot ajudar a emmagatzemar energia renovable excedent i fer-la servir quan els recursos renovables són escassos.
A més d'actuar com a acumulador d'energia, l'hidrogen verd no produeix emissions de gasos d'efecte hivernacle quan s'utilitza, cosa que el converteix en una peça clau per a la descarbonització de sectors industrials, de transport i energia.
Problemes de l'hidrogen verd
El principal inconvenient de l'hidrogen verd és el cost de producció elevat. Tot i que l'hidrogen és l'element més abundant de l'univers, el procés de la seva obtenció a partir de l'aigua és car pel consum energètic que requereix l'electròlisi. Fins i tot amb electricitat procedent de fonts renovables, el cost continua sent elevat.
Un altre problema que enfronta l'hidrogen verd és la baixa eficiència energètica dels actuals mètodes de producció i transport. Segons estudis, aproximadament un 80% de lenergia emprada en el procés de producció dhidrogen verd es perd. Aquesta ineficiència energètica suposa una gran barrera per a la seva adopció a gran escala.
A més, el transport i l'emmagatzematge de l'hidrogen també són complicats. Aquest gas té una baixa densitat energètica en comparació amb altres combustibles, el que significa que per emmagatzemar i transportar la mateixa quantitat denergia es necessiten dipòsits i canonades molt més grans. També és altament inflamable, cosa que augmenta els riscos de seguretat.
Un altre repte important és el risc de s’escapa. Les molècules d'hidrogen són extremadament petites, molt més que les del metà o el gas natural, cosa que les fa més difícils de contenir. Si l'hidrogen es filtra a l'atmosfera, podria afectar el clima de manera similar als gasos d'efecte hivernacle, ja que podria influir als nivells de metà i altres compostos atmosfèrics.
Quant costa produir hidrogen?
Una de les barreres més destacades per a l'expansió de l'hidrogen verd n'és el cost. Un estudi recent estima que la producció d'hidrogen verd mitjançant electròlisi pot ser rendible a partir de 3,23 € per quilogram si es fan servir fonts d'energia renovables. Algunes previsions optimistes suggereixen que en pocs anys els costos es podrien reduir a 2,5€ per quilogram.
Tot i això, aquestes xifres depenen en gran mesura de diversos factors, com el preu de l'electricitat i el cost dels electrolitzadors, que per ara segueix sent considerable. Actualment, produir hidrogen verd és significativament més car que produir hidrogen gris o blau, cosa que fa que moltes indústries segueixin triant aquestes alternatives.
El hidrogen gris és el més comú i barat, però la seva producció implica la crema de combustibles fòssils, cosa que el converteix en una opció ambientalment insostenible. D'altra banda, el hidrogen blau, que s'obté del gas natural però captura i emmagatzema el CO2 emès, és una opció que redueix les emissions, tot i que encara és menys sostenible que l'hidrogen verd.
Avantatges
L'hidrogen verd en té diverses avantatges clau que el converteixen en una alternativa molt atractiva per descarbonitzar sectors difícils d'electrificar:
- Reducció d'emissions: La seva producció i ús no emeten gasos contaminants ni defecte hivernacle. És un combustible completament net quan s'obté mitjançant energies renovables.
- Emmagatzematge d'energia: Actua com una solució per emmagatzemar l'energia excedent de fonts renovables i alliberar-la quan la demanda ho exigeixi, ampliant la capacitat de les renovables.
- Àmplies aplicacions: Funciona com a combustible en el transport, com a intermediari en la generació d'energia i com a matèria primera a la indústria química.
- Descarbonització de sectors industrials: Sectors com el transport aeri, marítim i la indústria pesant depenen de combustibles d'alta densitat energètica que només l'hidrogen pot oferir.
Desavantatges
Tot i els avantatges de l'hidrogen verd, també hem de tenir en compte les desavantatges que presenta:
- Elevat cost de producció: El procés d'electròlisi continua sent costós, especialment en comparació de l'hidrogen gris.
- Dificultat de transport i emmagatzematge: L'hidrogen requereix infraestructures específiques per ser emmagatzemat i transportat de forma segura, cosa que afegeix costos addicionals.
- Riscos de seguretat: L'hidrogen és altament inflamable i el transport pot generar riscos si no es maneja adequadament.
- Baixa eficiència energètica: Una gran part de l'energia invertida en la producció d'hidrogen verd es perd en els processos de producció i transport.
En resum, l'hidrogen verd representa una de les tecnologies més prometedores per a la transició energètica i la descarbonització de sectors que no tenen una alternativa clara mitjançant l'electrificació directa. No obstant això, el seu èxit dependrà en gran mesura de reduir-ne el cost de producció, millorar-ne l'eficiència i desenvolupar la infraestructura necessària per emmagatzemar-lo i transportar-lo.