Hidrógeno verde: innovaciones y startups para un futuro sostenible

El hidrógeno verde (o renovable) es parte de la solución para lograr la neutralidad climática –net zero– y desarrollar una economía sostenible. Así se desprende del análisis que hicimos en nuestro artículo Hidrógeno verde: ¿el combustible del futuro?, donde se apuntan las ventajas y retos de este prometedor vector energético. 

En 2050, el 50% de toda la energía que se consuma en el mundo será eléctrica. Lo dice el informe World Energy Transitions Outlook: 1.5°C Pathway elaborado por la Agencia Internacional de Energías Renovables (IRENA por sus siglas en inglés). Para ello, además de grandes infraestructuras para la generación sostenible de electricidad, será necesario disponer de métodos de almacenamiento de dicha electricidad. Aquí es donde el hidrógeno puede jugar un papel clave. De hecho, en ese mismo informe, se estima que un 12% de toda la energía que se consuma en el mundo en 2050, será procedente del hidrógeno. 

La idea general es la siguiente: durante horas valle de demanda eléctrica se genera hidrógeno y durante horas pico de demanda eléctrica, se consume hidrógeno. Este consumo puede ser en forma de energía eléctrica que se vuelca a la red o en forma de pila de combustible que genera electricidad para mover todo tipo de vehículos o maquinaria. 

La guerra en Ucrania y la actual coyuntura geopolítica, con urgencia por evitar dependencias energéticas, han acelerado el proceso de inversión, innovación y desarrollo de soluciones alrededor del hidrógeno verde. Iniciativas como REPowerEU de la Unión Europea lo demuestran. Las inversiones acumuladas en hidrógeno verde en Europa podrían ascender a entre 180 y 470 mil millones de euros de aquí a 2050. 

El informe Geopolitics of the Energy Transformation: The Hydrogen Factor, resalta que el negocio del hidrógeno será más competitivo y menos lucrativo que el del petróleo y el gas. Ya que es un negocio de conversión, no de extracción, y tiene el potencial de producirse de forma competitiva en muchos lugares. 

Además, a medida que bajen los costes del hidrógeno verde, entrarán en el mercado nuevos actores. Lo que hará que aumente aún más la competitividad del hidrógeno. 

A continuación, se exponen algunas de las iniciativas más innovadoras alrededor del hidrógeno verde. 

Iniciativas innovadoras alrededor del hidrógeno verde

Nuevos electrolizadores de hidrógeno:  

La startup sevillana H2B2 desarrolla electrolizadores escalables para uso residencial e industrial. El mayor electrolizador que construyen, es capaz de producir casi 1.300 kg de hidrógeno al día. Han desarrollado tecnología propia para el desarrollo de electrolizadores PEM. Su objetivo es ser uno de los pocos proveedores en todo el mundo en tener pilas que lleguen a potencias del orden de mega vatios. Su fundador, Javier Brey, tiene más de 15 años de experiencia en el mundo del hidrógeno, y es Presidente de la Asociación Española del Hidrógeno.  

La startup norteamericana Alchemr está desarrollando electrolizadores de agua de intercambio con aniones a escala industrial. Se trata de electrolizadores similares a los PEM, pero que serán mucho más baratos de construir y de mantener.  

Quizás una de las tecnologías más prometedoras en cuanto electrolizadores es la desarrollada por la startup australiana Hysata, spin-off de la Universidad de Wollongong. La investigación publicada en Nature Communications confirma que la innovación creada por Hysata, una nueva forma de electrólisis del agua con lo que han denominado célula de electrólisis alimentada por capilares (CFE – capillary-fed electrolysis), puede producir hidrógeno verde a partir del agua con una eficiencia energética del 98%. 

Generación de hidrógeno a partir de residuos: Wildfire Energy es una startup australiana que transforma los residuos en hidrógeno. Su tecnología permite generar gas sintético e hidrógeno a partir de basura orgánica y residuos vegetales. El método desarrollado y patentado, que denominan MIHG (siglas en inglés de gasificación horizontal de inyección móvil) proporciona emisiones netas negativas de gases de efecto invernadero cuando usa como combustible desechos orgánicos de vertederos. Además, puede combinarse con servicios de recuperación de materiales para mejorar el reciclaje de residuos. 

Wildfire Energy se centra en desarrollar proyectos distribuidos de conversión de residuos en energía e hidrógeno a pequeña escala. Actualmente se están realizando pruebas en una planta piloto situada en Brisbane (Australia) antes de comercializar la tecnología y escalar el negocio. 

Nuevas formas de conservar y transportar hidrógeno

Como veíamos en el artículo Hidrógeno verde: ¿el combustible del futuro?, debido a que se trata de un gas de bajísima densidad, muy inflamable y que debilita al acero, se está innovando en nuevas formas de almacenarlo y trasportarlo. 

Así, una de las tecnologías más prometedoras es la basada en estructuras metal-orgánicas o MOF (metal-organic frameworks). Las MOF suelen estar formadas por iones metálicos con carga positiva rodeados de moléculas orgánicas. Esto hace que puedan almacenar más hidrógeno a una presión determinada porque las moléculas de hidrógeno se adsorben a la superficie de las MOF. 

La startup británica de nanotecnología, MOF Technologies está trabajando en soluciones que permitan almacenar y suministrar grandes volúmenes de hidrógeno de forma segura a presiones considerablemente más bajas. Esto supone un cambio en el transporte de hidrógeno y la ampliación de la autonomía de los vehículos alimentados con este combustible. 

Por su parte, la startup canadiense H2Heat propone un innovador sistema de almacenamiento de hidrógeno de gran capacidad, bajo coste y baja presión. Su desarrollo se basa en almacenar una gran cantidad de átomos de hidrógeno en un nanocompuesto de estado sólido basado en aleaciones metálicas complejas mediante un sistema de enlace atómico y transferencia de micro calor.  

A su vez, la también británica H2GO Power, ha desarrollado un reactor que funciona almacenando el hidrógeno en estado sólido. Esta startup cubre desde el desarrollo de los nanomateriales hasta la ingeniería necesaria para la creación de los depósitos y pilas de hidrógeno. Incluso, una serie de herramientas de inteligencia artificial (IA) para la gestión optimizada del ciclo del hidrógeno. Han desarrollado algoritmos predictivos de IA que optimizan el funcionamiento de los sistemas de almacenamiento. Respondiendo a la demanda de los usuarios y prediciendo el coste de la energía.  

Es una spin-off de la Universidad de Cambridge, liderada por Enass Abo-Hamed, doctora en química por la Universidad de Cambridge e investigadora del Imperial College. Enass fue incluida en la lista Innovators Under 35 Europe elaborada por MIT Technology Review. 

Además de la sevillana H2B2, ¿qué se está haciendo en España? 

Proyectos sobre hidrógeno verde en España

La Hoja de Ruta del Hidrógeno, editada por el Ministerio para la Transición Ecológica y el Reto Demográfico (MITERD), en la que han participado agentes económicos, administraciones y ciudadanos, apunta que “España tiene la oportunidad de posicionase como referente tecnológico en la producción y aprovechamiento del hidrógeno renovable, liderando un proyecto país hacia una economía descarbonizada, a través del impulso de la cadena de valor del hidrógeno mediante la creación de clústers tecnológicos y proyectos piloto a escala regional, el fomento de la innovación industrial, el apoyo a las zonas de transición justa y la disponibilidad de energía renovable a precios competitivos.” 

Por otro lado, la Estrategia Española de Ciencia, Tecnología e Innovación 2021-2027, incluye entre sus líneas estratégicas de I+D+i nacional la aplicación del hidrógeno renovable en la industria y como recurso para el cambio climático y la descarbonización. 

En este marco regulatorio, son muchas las iniciativas y proyectos de investigación, desarrollo e innovación que se están poniendo en marcha. De hecho, en lo que va de año 2022, España ha presentado el 20% de los nuevos proyectos de hidrógeno presentados en todo el mundo, sólo por detrás de EE.UU., que tiene un 51%.  

Una de las iniciativas más interesantes es la de HyDeal Ambition, un hub internacional de hidrógeno renovable. En 2021 anunció su proyecto para crear un ecosistema industrial para la descarbonización de nuestro tejido productivo en base a la producción, transporte y consumo de hidrógeno renovable. España ha sido elegida para realizar la primera implementación industrial de esta plataforma, que se convertirá en el mayor giga-proyecto de hidrógeno renovable a escala mundial. 

Para conocer otras iniciativas y proyectos que se están llevando a cabo en España, puedes hacerlo en la página del Centro Nacional del Hidrógeno. 

Todas las iniciativas y proyectos recogidos aquí, ilustran un sector en plena expansión, impulsado por importantes innovaciones científicas y tecnológicas y con una fuerte apuesta inversora. El futuro del hidrógeno es prometedor. Seas estudiante, emprendedor, inversor o, sencillamente, una persona interesada en las tendencias más innovadoras que pueden ayudarnos a proteger el planeta, es un tema al que seguir de cerca.