Las fugas de hidrógeno pueden ser 11 veces más perjudiciales que el CO2

El hidrógeno no es tan inocuo como se pensaba. Si bien es cierto que será uno de los vectores energéticos imprescindibles para mitigar el aumento del cambio climático, su expansión requiere de un riguroso control y monitorización a gran y pequeña escala. Así lo destaca el informe del Gobierno Británico, en colaboración con un gran consorcio de expertos, universidades y empresas, 'Atmospheric implications of increased Hydrogen use', el cual alerta de que el hidrógeno puede ser hasta 11 veces más perjudicial para la atmósfera que el dióxido de carbono (CO₂).

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Siendo un vector energético, generado a través de electricidad procedente de fuentes renovables y conocido como hidrógeno verde, produce solamente agua como subproducto residual. Es una de las tecnologías más prometedoras, sobre todo para sectores de alta demanda energética que son de difícil electrificación, como es el caso de la gran industria de acererías, cementeras y siderurgias, entre otros.

Alto potencial de calentamiento

La principal conclusión del informe es preocupante. Y es que el hidrógeno, de producirse fugas a lo largo de su cadena, tiene una capacidad y efectos sobre el calentamiento global muy superiores a las del CO₂ durante un periodo de duración de 100 años. La inocuidad del hidrógeno cambia si se libera directamente a la atmósfera, bien por fugas en su combustión, bien por deficiencias en las redes o los sistemas de almacenamiento.

Los expertos que han elaborado el informe lo consideran como un gas de efecto invernadero "indirecto". El principal motivo subyace en que, aún sin ser un gran absorbente de radiación infrarroja, reacciona con suma facilidad con los radicales hidroxilos (OH) y los agota. Como tales radicales eliminan el metano, una fuga de hidrógeno los extingue del ambiente y aumenta el periodo de vida en la atmósfera del metano y, por ende, su impacto. Cabe recordar que el metano tiene una capacidad de absorción de calor 80 veces superior, con un peso equivalente, que el CO₂ durante sus primeros 20 años.

Según sus cálculos, dentro del escenario y la hipótesis planteada en el estudio, prevén una emisión total entre las 114 y 174 kilotoneladas (kt) de hidrógeno anuales. Con un consumo estipulado de 476 TWh de hidrógeno (12.000 kt al año), se correspondería a unas fugas entre el 0,96% y 1,5% del total.

Evitar las fugas, una obligación

El informe analiza paso a paso su procesado; desde la obtención hasta el consumo final. Primero existen fugas durante la producción de hidrógeno en los electrolizadores, identificando como la más significativa el purgado operativo del producto (siendo de hasta el 10%). Así mismo, entienden que existe una fácil solución mediante un cruce de agua durante tal conversión, sin haberse desarrollado todavía la tecnología precisada para ello.

Sobre su inyección a la red de transporte y distribución, han realizado una predicción reconvirtiendo y extrapolando las actuales fugas de gas natural en hidrógeno. Aun así, han encontrado una alta tasa de incertidumbre sobre su capacidad de escape durante el transporte. También han analizado su uso para el transporte por carretera, demostrándose bajas en comparación con el hidrógeno almacenado en pilas de combustible. Pese a ello, destacan que "se prevé que la mayor emisión esté predominada por el transporte y en la red de distribución".

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Las pilas de combustible aplicadas en el transporte aéreo tendrían un nivel de emisión cercano a la de los electrolizadores, con una solución similar. Si se empleara para la calefacción de los hogares -pese a ser fácilmente electrificables- y en las turbinas de gas, han hallado indicios de una más que probable emisión de hidrógeno durante su encendido y apagado, al no quemarse directamente. No obstante, sería una proporción baja en comparación con otros gases (un 0,5% del hidrógeno utilizado).

La investigación acaba de empezar

Al ser un campo de investigación incipiente, los expertos plantean la "necesidad de seguir trabajando para reducir las incertidumbres y evitar o aminorar el mayor volumen de fugas". Entre los puntos de riesgo destacan explorar los mecanismos de fuga durante el proceso de generación, evitando su quema en antorcha por los escapes que se podrían producir, así como analizar más en profundidad su pérdida a través del almacenamiento y en su fase de compresión.

También es necesario "evaluar la eficacia de las tecnologías a incorporar en los electrolizadores para recombinar el hidrógeno que se purga con agua", con un análisis de costes e intentando reducir el mantenimiento para evitar pérdidas a la atmósfera. Conjuntamente, valoran la necesidad de hacer estudios experimentales con las fugas de hidrógeno para comprender mejor sus patrones de flujo en las canalizaciones.

Como señalan, "estos estudios podrían incluir caracterización de los materiales de las vías de fuga (tamaños y formas de los agujeros) en tuberías representativas". Inciden en "investigar si existen mecanismos de fuga lenta, aún no identificados, dentro de las tuberías que no se hayan tenido en cuenta en los trabajos realizados hasta la fecha".

Finalmente, es necesario, según el informe, mejorar la monitorización actual de fugas de gas natural en todo el sistema de conductos, tanto domésticos como comerciales e industriales, para poder extrapolarlos mejor al hidrógeno. Con ello se podría ayudar también a mejorar el conocimiento y prevención de las fugas de gas, desconocidas y poco ponderables en la actualidad.