Entre los geniales vaticinios de Julio Verne sobresale el de anticipar que “el agua será el carbón del futuro”. En La isla misteriosa (1874) sostuvo: “La electricidad ha permitido descomponer el agua en sus elementos primitivos, lo cual hará que se convierta en una fuerza poderosa y manejable (…) ¡Sí, amigos míos!, creo que algún día se empleará el agua como combustible, que el hidrógeno y el oxígeno de los que está formada, usados por separado o de forma conjunta, proporcionarán una fuente inagotable de luz y calor, de una intensidad de la que el carbón no es capaz (…)”
En efecto, el hidrógeno, uno de los elementos del agua y el más abundante en el Universo, cobra protagonismo de nuevo y se posiciona como una de las grandes promesas energéticas para salvar y echar andar al planeta: por supuesto, hablamos del hidrógeno verde, fuente no hostil con el medio ambiente porque no depende de hidrocarburos como el gas natural o el carbón para su obtención.
Cabe recordar que la producción de este energético consiste en separar el hidrógeno del oxígeno que hay en el agua mediante el proceso químico conocido como electrólisis, que requiere de energía eléctrica originada mediante energía eólica o solar, en este caso renovable, con lo que se evita la emisión de dióxido de carbono a la atmósfera, como sí ocurre con el hidrógeno gris, que proviene del petróleo, o el azul, que se obtiene del gas natural.
Lo cierto es que el mundo voltea a ver a este elemento químico ante el desafío del agotamiento inminente de los combustibles fósiles y la necedad del cuidado del medio ambiente. El hidrógeno verde se perfila como una fuente alternativa de energía. Lo mismo como combustible en la aplicación de motores o como generador de energía eléctrica a través de celdas de combustible.
El entusiasmo de algunos científicos por el hidrógeno verde los ha llevado a proponer esta tecnología en sistemas de transporte utilizando celdas de combustible para generación de electricidad, además de métodos para la generación de este recurso, lo cual implica la utilización de algún tipo de energía sustentable.
De tal proporción es el cambio de paradigma, que no solo se trata de la generación de hidrógeno limpio y algunas aplicaciones. El verdadero propósito es una transición energética completamente libre de CO2.
En muchos países del mundo ya se realizan esfuerzos por implementar planes a largo plazo que impliquen el reemplazo de energías convencionales por hidrógeno, los cuales involucran acuerdos, forma de obtención y capacidades instaladas.
México enfrenta un rezago de hasta 15 años frente a países como Alemania, Estados Unidos y Chile, los cuales se apresuran a ser los líderes de esta tecnología, con estrategias nacionales para detonar proyectos e industrias.
En medio de este escenario, Valeria Juárez Casildo, estudiante de posgrado del Instituto Politécnico Nacional (IPN), estudia la viabilidad de nuestro país para producir hidrógeno verde. Concretamente ha creado un innovador mapa de ruta de toda la República Mexicana, en el que se consigna el cálculo objetivo sobre el potencial que tiene México como productor de hidrógeno a partir de la energía solar.
La futura doctora en Energía dice a Vértigo que el propósito del mapa-estudio consiste en sentar las bases para la producción, distribución y uso del hidrógeno renovable en diversas aplicaciones a nivel nacional.
Uno de los retos que enfrenta el hidrógeno verde es el consumo de agua, un recurso limitado en México, cuya infraestructura para su acceso puede ser un obstáculo considerable frente a agricultores locales y uso doméstico para poblaciones remotas en situación de pobreza.
Potencial
Sin embargo, al analizar la disponibilidad de agua de lluvia como materia prima para la producción de hidrógeno se encontró que 26 de los 32 estados del país ocuparían menos de 12% del agua pluvial de un año para transformar la energía solar a este vector energético y a nivel nacional solo requeriría 6 por ciento.
Si nuestro país tuviera un plan para desarrollar esta energía limpia, determinó el estudio, el potencial de producción de hidrógeno solar de México podría cubrir diez veces la demanda mundial de este elemento para 2030.
La alumna del Centro de Investigación en Ciencia Avanzada configuró el mapa de disponibilidad para la cosecha de hidrógeno solar mediante el procesamiento de datos climatológicos medidos por estaciones de meteorología ubicadas estratégicamente en todo el país. Así se consiguió un estimado de la energía disponible para cosechar y transformar el hidrógeno verde, producido a partir de energías renovables y electrólisis de agua.
De acuerdo con el estudio de Juárez Casildo el país podría producir hidrógeno solar en gran escala con precios competitivos a nivel internacional mediante el establecimiento de una red de distribución que aprovechara los ductos petrolíferos y gasoductos existentes.
Además, nuestro país tiene regiones desérticas con un gran potencial en la generación de energía solar y también importantes recursos hidrológicos.
Dice la especialista que no podemos quedarnos atrás. “El que no se suba a esto quedará retrasado en las nuevas tecnologías. Por eso es superimportante que México lo considere para su economía y hacerlo lo antes posible”.
Para la joven politécnica es muy importante pensar en planes para sustituir combustibles fósiles por renovables como el hidrógeno solar, el cual puede ser producido por cualquier país, aunque tendrán ventajas competitivas aquellos que tengan infraestructura energética como la eólica, la solar o la hidroeléctrica.
Si bien la producción y distribución de hidrógeno, en particular el verde, no es rentable en este momento ante otros combustibles fósiles como el petróleo o el gas, “lo cierto es que las tecnologías avanzan tan rápido, que los precios de los electrolizadores y la tecnología asociada disminuyen rápidamente. Se prevé que en 2030 el hidrógeno verde sería ya competitivo con la energía no renovable”, dice Juárez.
Según su prospectiva, si México lograra producir hidrógeno solar con tecnología propia el costo nivelado de producción podría variar entre 3.15 y 5.27 USD/kg cuando se produce con electrólisis alcalina y entre 4.41 y 7.48 USD/kg si se hace con electrólisis PEM (Proton Exchange Membrane).
La oportunidad de que México pueda desarrollarse en el mundo del hidrógeno verde es posible ya porque tiene recursos humanos y podría contar con los recursos tecnológicos para que se produzcan electrolizadores, celdas de combustible y se pueda incursionar en el almacenamiento de hidrógeno.
“Todavía estamos a tiempo de que en México se empiecen a desarrollar las cuatro etapas (I+D, Visión, Mapa de ruta y Estrategia Nacional) para lograr la implementación de las tecnologías del hidrógeno verde”, dice.
Apoyada en su acuciosa investigación sobre la incursión del país en esta prometedora energía, propone a nuestros gobernantes tener la visión estratégica de las potencias de Europa y Asia que no solo buscan el ansiado combustible limpio, sino además ser competidores en el mercado energético del futuro.
Hidrógeno solar
Su valor se mide en millones de toneladas por año (MTon/año). La producción de estos estados representa 59% de la producción nacional, que equivale a dos mil 366 MTon/año.