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ENERGIA DEL HIDRÓGENO, MITOS Y REALIDADES

Se ha propagado la idea de que el hidrógeno será la nueva fuente primaria de energía que sustituirá a los hidrocarburos dentro de poco tiempo. Sin embargo, es una fuente secundaria de energía y, para obtener grandes volúmenes de hidrógeno, se suele quemar grandes cantidades de hidrocarburos. Pese a todo, el hidrógeno tiene ventajas.

JOSÉ FELIPE OCAMPO TORREA*

Recientemente, en diversas publicaciones y foros, se ha expuesto el tema de utilizar la energía del hidrógeno. Desgraciadamente, a la opinión pública se le da la impresión que el hidrógeno será una nueva fuente primaria de energía que va a sustituir a los hidrocarburos, al carbón, a la energía atómica o a fuentes alternativas como fuentes primarias. No es así. El discurso sobre el hidrógeno como el energético del futuro genera desinformación y alienta falsas expectativas. El objeto de este breve artículo es resaltar las bondades y limitaciones del uso de hidrógeno.
Estimo que se debe de iniciar este análisis, con la definición de que el hidrógeno no es una fuente de energía primaria. El hidrógeno no existe en forma de hidrógeno libre en el planeta tierra y debe obtenerse a partir del agua. Para esto es necesario disociar el agua en sus componentes: hidrógeno y oxigeno. Se requiere utilizar energía para hacerlo. Una vez obtenido el hidrógeno, éste puede, a su vez, ser convertido en agua y energía combinándolo nuevamente con oxigeno del aire.
La energía que se requiere para obtener hidrógeno del agua, en un ciclo ideal, es igual a la energía que se obtiene al recombinar el hidrógeno con oxigeno para producir agua. Este hecho se sintetiza en el enunciado científico: nada se crea (ni materia ni energía) ni nada se destruye, todo se transforma.
En un ciclo real, en cada uno de los pasos necesarios para completar este ciclo, parte de la energía se degrada y se desperdicia en forma de energía no recuperable para producir un trabajo útil. (perdidas de calor en los equipos, eficiencia de los mismos, perdidas por fricción etc.). Esta ley de la termodinámica se denomina ley de la entropía, y es tan universal y cierta como la ley de la gravitación universal o de la “gravedad”.

Por tanto, en un ciclo real, la energía consumida en producir hidrógeno es siempre mayor que la que se obtiene al utilizar el hidrógeno como combustible en cualquier tipo de maquina. Las maquinas o procesos para obtener hidrógeno o utilizarlo como combustible no pueden tener eficiencias mayores de 100%. Si existiera una máquina o proceso con una eficiencia mayor de 100%, se estaría creando energía de la nada. Esto es contrario a todas las leyes científicas y solo es aceptado en las teorías religiosas para explicar la creación del universo.
Actualmente, hay sólo dos tipos de procesos para producir hidrógeno utilizados y probados a escala industrial, cuyas eficiencias ciertamente pueden mejorarse, pero nunca llegar al 100%. Los métodos son: electrólisis del agua y transformación de hidrocarburos, incluido el carbón.

El primer método es utilizado ampliamente en las plantas productoras de cloro y sosa y el segundo en los procesos de refinación instalados en casi todas las refinerías o en las plantas petroquímicas, especialmente en la producción de amoniaco. En México existen plantas de los dos tipos. Ambos procesos requieren de energía primaria diferente del hidrógeno.

Entonces ¿cuáles son las verdaderas ventajas de la utilización del hidrógeno como combustible? ¿Es real que se disminuye la contaminación? Desgraciadamente, la respuesta es no. La contaminación que se genera al producir hidrógeno, con cualquiera de las fuentes primarias, se continuará generando. La ventaja es que podemos producir hidrógeno en localidades menos sensibles a la contaminación y utilizarlo en localidades más sensibles. Aunque la contaminación total es mayor, el uso de hidrógeno permite crearla y “repartirla” en diferentes localidades.
El uso de hidrógeno tiene también la ventaja de que es una forma de almacenar energía, permitiendo el uso más racional de energías primarias y especialmente de algunas de las renovables. Por ejemplo, se puede generar energía eléctrica con energía solar, solamente durante el lapso del día en que las condiciones lo permiten. La energía así producida puede parcialmente enviarse a la red de distribución y parcialmente ser utilizada para producir hidrógeno, mismo que serviría como combustible para producir energía eléctrica en el periodo que no se reciba energía solar, es decir, durante la noche.

El hidrógeno también tiene la ventaja de que puede almacenarse y transportarse. La energía eléctrica no puede almacenarse. Con la posibilidad de almacenar el hidrógeno, y con mecanismos de producción de energía eléctrica que ya están desarrolladas, el hidrógeno puede ser utilizado como combustible para automóviles.
El tema, desde luego, no se puede tratar exhaustivamente en este espacio. El objetivo de este artículo es simplemente alertar al publico de que el hidrógeno no es una fuente primaria de energía; que la energía para producirlo, a partir de fuentes primarias, es mayor que la energía útil obtenida al usarlo como combustible y que, a pesar de estas desventajas, su uso abre oportunidades benéficas.
Definitivamente, el hidrógeno es una fuente secundaria de energía que tiene sus grandes ventajas y, desgraciadamente, sus grandes limitaciones. No es una panacea ni resuelve el problema energético mundial. Ni siquiera es un sustituto absoluto de los hidrocarburos o el carbón (ya que, en un método, se obtiene a partir de ellos). Para resolver los grandes problemas de producción y provisión de la energía en nuestro planeta, es necesario investigar otras fuentes primarias de energía. El hidrógeno no es la solución a estos problemas.

*Laboró durante 32 años desde pasante hasta niveles gerenciales en las áreas industrial y de proyectos de ingeniería de Petróleos Mexicanos (Pemex). Representó a Pemex en Europa y Estados Unidos. Es miembro del Grupo de Ingenieros Pemex Constitución del 17 (ocampotorrea@terra.com.mx).