Dolores Póliz.

Un breve análisis de la eficiencia de ciclo completo de la economía del hidrógeno verde

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Se denomina hidrógeno verde al que se genera mediante la electrolisis del agua con electricidad que proviene en un 100% de las llamadas energías renovables.

Asumamos la siguiente secuencia:

  1. Una planta solar FV de 1 MWp en el soleado sur de Europa puede generar unos 1.400 MWh al año.
  2. Construir esa planta FV exige energía (generalmente fósil). Asumiendo que la planta va a generar 10 veces más energía que la que cuesta ponerla en marcha, tendríamos una Tasa de Retorno Energético (o TRE) de 10 a 1.

Se espera por tanto que esa planta genere: 1.400 MWh x 25 años de vida útil de la planta = 35.000 MWh.

Es decir, podemos suponer que dispondremos de un crédito energético de 35.000 MWh a lo largo de los próximos 25 años, pero hay que empezar con un débito energético (generalmente en los dos primeros años de vida de la planta), de unos 3.500 MWh.

Partimos de:

Débito energético inicial: -3.500 MWh
Crédito energético (25 años): 35.000 MWh

Observemos ahora el proceso desde la generación del hidrógeno hasta su uso final, estudiando cómo va variando este balance:

  1. Se produce hidrógeno por electrolisis con unas pérdidas promedio de energía del 20-25%. Las pérdidas de energía por desalación (si es agua salada) o por depuración son aun mayores.
    Débito energético inicial: -3.500 MWh
    Crédito energético restante: entre 26.250 y 28.000 MWh
  2. Después se necesita o bien comprimir el gas (750 atmósferas) o bien licuarlo (-253 ºC), con unas pérdidas promedio de energía del 30-40%.
    Débito energético inicial: -3.500 MWh
    Crédito energético restante: entre 17.750 y 19.600 MWh
  3. Después, hay que transportar y almacenar masivamente el hidrógeno (p.ej. las reservas estratégicas y logísticas), también de forma muy comprimida (750 At.) o licuada (-253 ºC) con pérdidas promedio muy variables, pero que oscilarán entre el 15 y el 100%, debido a la rápida fuga del gas y a su tendencia a formar hidruros con los recipientes que lo contienen (embrittlement), dejándolos muy pronto quebradizos e inestables.
    Débito energético inicial: -3.500 MWh
    Crédito energético restante: entre 0 y 16.660 MWh
  4. Uso final:
    • Para usos térmicos del hidrógeno en los que la electricidad no es de aplicación:
      Pérdidas entre el 40 y 60%.
      Débito energético inicial: -3.500 MWh
      Crédito energético restante: entre 0 y 6.664 MWh
    • Para usos eléctricos del hidrógeno (p.ej. para células de combustible para coches): Pérdidas entre el 30 y 50%.
      Débito energético inicial: -3.500 MWh
      Crédito energético restante: entre 0 y 11.662 MWh
Análisis de la eficiencia de la economía del hidrógeno verde
Análisis de la eficiencia de la economía del hidrógeno verde. Fuente: elaboración propia.

Nótese que en este balance energético de ciclo completo, no se han incluido los enormes costes energéticos de fabricar, instalar y mantener todas las infraestructuras existentes.

No obstante, nos sirve perfectamente para explicar la cantidad de energía que se pierde al intentar la economía del hidrógeno verde, hasta el punto de que si no hay una casi perfecta gestión de la logística, del transporte y del almacenamiento (algo prácticamente imposible), esto se traduce en que el hidrógeno virtualmente desaparece.

Sin embargo, recientemente leíamos: “El Gobierno destinará más de 1.500 millones al impulso del hidrógeno renovable hasta 2023 a través del Fondo Europeo de Recuperación“. Lo que no hemos podido saber es quién exactamente en este gobierno ha impulsado la medida de destinar tal cantidad de dinero en apenas dos o tres años, ni por qué lo han hecho ni en qué criterios y asesores científicos se han basado o, en su defecto, a qué voluntades y presiones ajenas a la lógica y a la ciencia se han sometido.

Dolores Póliz.
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Creador y coeditor de CrisisEnergetica.org desde 2003. Miembro del panel de ASPO International desde 2006 y vicepresidente de AEREN (Asociación para el Estudio de los Recursos Energéticos). Algunos de sus ensayos más conocidos son: Kioto o Upsala (Club de Amigos de la UNESCO, 2005), Un cuento de terror-ismo energético (Club de Amigos de la UNESCO, 2003), El libro de la selva. AEREN, 2004. Es coautor junto al profesor Charles A. S. Hall de Spain’s Photovoltaic Revolution: The Energy Return on Investment (Springer, 2013),​ el primer estudio en profundidad de la tasa de retorno energético en sistemas fotovoltaicos de gran escala en un país desarrollado.

5 Comments

  1. También está la red eléctrica, la actual que mantener durante los 25 años de la planta fotovoltaica y la nueva a mayores que construir para las extensiones realizadas. Aquí tenemos una pérdida por efecto Joule que reduce el crédito y aumenta el débito. Y tenemos todo ese débito que aumenta de las infraestructuras que has mencionado particulares del hidrógeno. En el sistema actual a escala mundial entre la energía en bornes de la planta y la que llega al usario final hay unas pérdidas de aproximadamente un 15%. Mantener la red electrica actual puede ser del orden de un 10% del débito directo de la planta fotovoltaica. La fotovoltaica ya tiene una EROI calculada al usuario final presente bastante pequeña sin extensiones de red eléctrica para asumir las renovables variables, por lo que todo lo que sea añadir más piezas a la cadena, como es la del hidrógeno, por las pérdidas en las conversiones y por la energía que requieres para mantener y montar la infraestructura de “hidrogeneras”, conduce obviamente a tasas de retorno menores de 1, es decir, que el débito supera al crédito. La economía del hidrógeno no será tal, ni verde ni azul ni gris, no será. Eso sí, ya está siendo un sumidero de nuestra energía escasa. Creo que esto del hidrógeno es un plan macabro o espúpido para acelerar el colapso.

  2. Ojo, hay algunos supuestos del artículo que ya están desfasados. Está claro que almacenar el H2 es tirar el dinero, por lo que ya casi nadie se lo plantea como un almacenamiento. Las eficiencias de los electrolizadores dependen de la escala (como casi todo en esta industria) por lo que el H2 puede ser una solución viable, siempre y cuando, como dice el artículo, se haga bien (como todo en la vida). Prefiero mil veces el H2 verde a otros combustibles y probablemente para 2050 los haya reemplazado. Aunque el H2 no será todo verde, sino que habrá varias variantes no tan verdes, pero mejores que quemar fósiles: azul, morada, amarilla y gris (esta sí es fósil, pero contamina mucho menos que quemar metano). Veremos que dice el futuro. En todo caso, es buena opción el H2, pero produciéndolo y usándolo con cabeza.

    • Si ve algún aspecto del artículo desfasado, lo mejor es que lo cite con precisión y ofrezca los datos concretos que lo dejan desfasado.

      Porque, por otra parte, parece que tiene claro que almacenar H2 es tirar el dinero y por otra, informa que los electrolizadores de escala pueden ser una solución viable, pero sin ofrecer los datos exactos de cómo mejoran las cosas los electrolizadores de escala (entiendo que los grandes), respecto de los actuales y como se puede obviar el almacenamiento que según usted mismo “es tirar el dinero”

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