Mucho se habla de si la energía solar es útil solo cuando es de día, como mencionó un conocido político recientemente, o si hay que mirar más allá. El quid de la cuestión está en el aprovechamiento de la energía del sol cuando efectivamente sus rayos ya no inciden. Sí, hay formas de aprovecharlo, tal y como han demostrado las compañías Heliogen y Bloom Energy y no, no hacen falta baterías para ello.
Con la tecnología de ambas empresas se ha logrado producir hidrógeno verde a partir de energía solar, y la combinación es operativa prácticamente 24 horas, incluso cuando no incide un solo rayo de luz en las instalaciones. Se trata de un sistema que combina energía termosolar -que no fotovoltaica- para producir calor y así ayudar al electrolizador diseñado por Bloom Energy, mucho más eficiente para producir hidrógeno a partir del agua.
Heliogen es conocida por su sistema de producción termosolar. Puede acumular mucha temperatura, más de 1.000 ºC
Respecto a los métodos tradicionales -y disponibles a nivel comercial- para conseguir hidrógeno verde, que son la membrana de intercambio de protones (PEM) y los electrolizadores alcalinos, el sistema propietario de Bloom Energy necesita hasta un 45% menos de energía eléctrica con gran aporte de calor, y un 15% menos sin él. Para que el hidrógeno verde sea una realidad no basta con que sea ecológico, también ha de ser económico.
La energía termosolar convencional aprovecha el calor del astro rey concentrando sus rayos en una tubería de agua para producir vapor y mover una turbina eléctrica. El sistema de Heliogen es diferente, ajusta mediante movimiento sutiles de los espejos, se dirige un haz muy concentrado de luz y calor hasta la parte superior de la torre, que produce vapor y lo dirige hacia unas rocas que mantienen el calor concentrado durante horas. Considerémoslo una batería, a los efectos. No se mueve una turbina de vapor directamente.
La temperatura -que alcanza los 1.000 ºC- se aprovecha en un intercambiador que produce energía eléctrica, y con esa energía se alimenta el electrolizador. Este electrolizador aprovecha el calor para facilitar la ruptura de las moléculas de agua (H2O) en moléculas de hidrógeno (H2). Ahí radica la principal ventaja respecto a la producción de hidrógeno mediante energía eléctrica de origen fotovoltaico, el aumento de temperatura al captar calor y electricidad, no solo esta última, y durante más horas.
Cuando se produce hidrógeno a partir de electrólisis, el 80% del coste corresponde al gasto de energía eléctrica. Explicadas estas dos cosas, la conclusión cae por su propio peso, si se usa casi la mitad de energía eléctrica, se baja el precio del hidrógeno verde producido. El aporte de energía eléctrica externo, que sigue siendo necesario, puede ser intermitente -de origen renovable-. La instalación no es completamente autosuficiente.
Otra ventaja evidente es que puede funcionar mucho más tiempo cada día, con y sin luz solar, lo que se denomina factor de capacidad. En el gráfico vemos una comparativa entre el coste de producción y el factor de capacidad. La fotovoltaica sin baterías de respaldo es económica, pero con un factor de capacidad bajo. Usando baterías suben las dos cosas.
Si se quiere prescindir totalmente de energías fósiles, hace falta un aporte constante de electricidad de origen renovable. Solo así el hidrógeno verde es realmente verde
En un término medio entre factor de capacidad (40-50% diario) y la economía está el uso de energía eólica, quedando el kilo de hidrógeno a 2,93-4,3 dólares. La solución propuesta de Heliogen y Bloom Energy podría producir en 2026 el kilo de hidrógeno a menos de 2 dólares, y con un factor de capacidad insuperable por las otras tecnologías, en torno al 85%. Que alguien se lo diga a Pablo Casado, aunque hablemos de estimaciones.
La producción de hidrógeno a nivel mundial (de cualquier «color») se espera que crezca desde las actuales 115 millones de toneladas a un abanico entre 500 y 800 millones de toneladas para 2050, lo que representará el 15-20% del consumo global de energía para esa fecha. La consultora McKinsey & Company calcula que los proyectos de hidrógeno ya anunciado suponen una inversión de 300.000 millones de dólares, de los cuales al menos la mitad se emplean solo en la producción de hidrógeno.
Heliogen, antes conocida como Edisun, cuenta con el apoyo del fondo de inversión Breakthrough Energy Ventures, más conocido por ser el fondo de las mayores fortunas del mundo, incluyendo al archiconocido Bill Gates. Bloom Energy anunció su electrolizador de alta eficiencia en julio y la colaboración de ambas empresas se anunció en agosto, así que han sido muy rápidos.
Si se logra producir hidrógeno verde a gran escala con esta tecnología, cobra mucho más sentido la utilización de pilas de combustible e incluso reemplazar la gasolina con hidrógeno. El proceso entero es más eficiente, por lo cual es más viable en cuanto a ecología y economía. El destino ideal de los excedentes de producción energética es la generación de hidrógeno.
