¿Qué es y cómo se genera el Hidrógeno Gris?

En el panorama actual de la transición hacia fuentes de energía más sostenibles, el hidrógeno se erige como un recurso fundamental con el potencial de remodelar significativamente el paradigma energético global. Entre las diversas variantes de producción de hidrógeno, el hidrógeno gris se presenta como un tema de creciente interés e investigación en el ámbito científico y tecnológico. Esta modalidad particular de obtención de hidrógeno presenta desafíos y oportunidades únicas, planteando interrogantes sobre su viabilidad, impacto ambiental y aplicaciones potenciales.

Generalidades del Hidrógeno Gris

El hidrógeno, si bien se encuentra de manera natural en el mundo, hace falta realizar un proceso para captarlo, aislarlo y almacenarlo. Este proceso que consume energía es un nuevo eslabón a tener en cuenta en la cadena de aprovechamiento del hidrógeno. El origen de esta energía va a ser clave para determinar cómo de limpia es la elección del hidrógeno.

El hidrógeno gris se distingue por su método de producción, que implica la utilización de gas natural en un proceso de reformado de vapor. Este enfoque busca minimizar las emisiones de dióxido de carbono asociadas con la producción de hidrógeno, al capturar y almacenar el carbono liberado durante el proceso. En este contexto, surge la necesidad de abordar críticamente los aspectos técnicos, económicos y medioambientales asociados con la producción de hidrógeno gris, a fin de evaluar su papel en la transición hacia una economía baja en carbono.

Tipos de Hidrógeno, según su origen

Existen multitud de formas de obtener hidrógeno, y para cada una de ellas se clasifica asignándole un color propio. Los tipos de hidrógeno de menos ecológicos los detallamos a continuación.

Hidrógeno Gris

Actualmente, esta es la forma más común de producción de hidrógeno. El hidrógeno gris se crea a partir del gas natural, o metano, mediante la reformación del metano con vapor, pero sin capturar los gases de efecto invernadero producidos en el proceso. El hidrógeno gris es esencialmente lo mismo que el hidrógeno azul, pero sin el uso de la captura y almacenamiento de carbono.

Hidrógeno Azul

La producción de hidrógeno azul proviene principalmente del gas natural, utilizando el proceso de reformado con vapor que combina gas natural y agua en forma de vapor. Este proceso genera hidrógeno, pero también produce dióxido de carbono como un subproducto. Por lo tanto, la definición de hidrógeno azul incluye la aplicación de captura y almacenamiento de carbono (CAC) para atrapar y guardar este carbono. Aunque a veces se describe como "hidrógeno bajo en carbono", el proceso de reformado con vapor no impide realmente la generación de gases de efecto invernadero.

Hidrógeno Negro y Marrón

Los hidrógenos negro y marrón se producen utilizando carbón negro o lignito (lignito marrón) en el proceso de fabricación de hidrógeno. Estos tipos de hidrógeno son completamente opuestos al hidrógeno verde en el espectro del hidrógeno y son los más perjudiciales para el medio ambiente. Para complicar aún más las cosas, el hidrógeno obtenido a partir de combustibles fósiles mediante el proceso de "gasificación" a veces se llama hidrógeno negro o marrón de manera intercambiable. Recientemente, Japón y Australia anunciaron un nuevo proyecto para convertir lignito en hidrógeno, utilizando lignito en Australia para producir hidrógeno licuado, que luego se enviará a Japón para su uso con bajas emisiones.

Generación de Hidrógeno Gris

Si cabe remarcar que el método más común para fabricar hidrógeno hoy en día es el reformado con vapor empleando gas natural. Esto significa que el hidrógeno procede del metano. En el reformado, el gas natural se hace reaccionar con vapor a alta presión. Esto crea algo llamado "gas de síntesis". Se trata de una mezcla de hidrógeno, monóxido de carbono y dióxido de carbono. El monóxido de carbono puede volver a reaccionar con agua para producir aún más hidrógeno y dióxido de carbono. Y ese CO₂ y otras impurezas pueden eliminarse del proceso para dejar solo al hidrógeno. La electrólisis que descompone el metano es endotérmica.

Esto significa que es necesario introducir calor en el sistema para que se produzca. Por lo tanto, no solo se utiliza metano como material de partida, sino que es necesario aportar energía al proceso. Y esa energía posiblemente provenga de más combustibles fósiles. Este es, de hecho, el método más barato y eficiente de hacer combustible de hidrógeno en la actualidad. Y, por lo tanto, el más común. Resulta entonces que este tipo de Hidrógeno nos ayuda a tomar perspectiva de la amplitud de las Tecnologías del Hidrógeno.

Porcentaje de la generación mundial de Hidrógeno Gris

Un estudio publicado en 2021 estima que alrededor del 96% se genera a partir de combustibles fósiles, sobre todo del reformado de metano con vapor (SMR) del gas natural, y de la gasificación del carbón. Esto solo desplaza la producción de CO₂ de tu vehículo, hasta la industria productora de H2. La agencia internacional de energía (IEA) estima que la generación de H2 produce 830.000.000 Toneladas de CO₂ cada año.

Esto no significa que la producción de H2 sea igualmente contaminante, pues en un motor de combustión el rendimiento general se ubica en torno al 25%. En cambio, en las plantas de potencia de carbón puede alcanzar un 40% y las plantas de gas natural alcanzan un 60% de rendimiento. Esto es una mejora más que considerable, ya que, empleando la misma cantidad de combustible fósil, obtenemos mucha más energía. La energía siempre se ha de obtener de algún medio, y aunque no hablemos de una energía totalmente limpia, mejorar enormemente la huella de carbono siempre es un gran paso. Así que el resultado no es simplemente desplazar las emisiones del vehículo a la planta, sino que se logra un resultado mucho más eficiente.