Herbert Contreras: El hidrógeno verde y la transición energética
Por Doris Balvín. Pressenza.com. Medio Ambiente
Pressenza dialogó con Herbert Contreras*, ingeniero ambiental de Costa Rica investigador en la aplicación del Hidrógeno como fuente de energía alternativa hacia la transición energética. Herbert Contreras es parte de la Red internacional de Ecología Social, Economía y Cambio Climático, una iniciativa humanista y dentro de la red, la persona más conocedora de esta alternativa para la transición energética, por lo que le agradecemos la presente entrevista.
En la Red de Ecología Social venimos reflexionando sobre el extractivismo y las relaciones norte-sur y en cómo cuidar nuestra casa, el planeta tierra. Somos conscientes que ello implica un cambio en los patrones de consumo de los grandes productores de CO2 y los países del sur, que producimos menos CO2, y que recibimos muchos de los efectos de esta crisis climática, que al final, como sabemos, es una crisis ecológica y climática.
Pressenza: Herbert, queremos que nos cuentes un poco cómo es esta tecnología ¿Cuáles son sus implicancias en la transición energética y cuáles son los impactos negativos al ambiente? ¿Depende de la escala?
Herbert Contreras: Sí, muchas gracias por el espacio que me brindan, realmente no soy un experto, digamos que soy un aficionado y un ciudadano interesado en el tema del cambio climático y el impacto que tiene la sustitución del consumo de energía por energías limpias.
Actualmente el asunto del hidrógeno es de un interés generalizado entre los que quieren la transición energética, pero en muchos aspectos todavía estamos en pasos iniciales, todavía es incipiente, porque uno de los problemas más delicados es su almacenamiento y transportabilidad, por ser un gas de alta concentración energética. También hay otro problema que acompaña la tecnología actual del hidrógeno, para producirlo hay que consumir un 40% de energía, o sea, del 100% de energía que liberamos del hidrógeno, un 40% fue consumido en su producción.
Llamamos hidrógeno verde, a todos aquellos procesos de hidrólisis de la molécula de agua que se pueden realizar utilizando energía eléctrica limpia, llámense solar, eólica, geotérmica, hidroeléctrica, biomásica, etcétera, o sea, sólo podemos llamar hidrógeno verde al que se produce consumiendo electricidad de fuentes no contaminantes. Se transporta el hidrógeno como amoníaco -ya hay una larga experiencia con el amoníaco-, debidamente manejado no debería representar problemas, pero digamos sí tiene sus dificultades técnicas, sobre todo en las normativas de seguridad, la prevención de accidentes, pero para transportarlo es relativamente más seguro que el hidrógeno comprimido o el hidrógeno en estado líquido que requiere también, nuevamente, gran consumo de energía para comprensión, refrigerado y licuado; requiere de tanques presurizados de alta resistencia para poder mantener el hidrógeno o comprimido o en el extremo en estado líquido que también requiere de sistemas de aislamiento térmico y de funcionamiento de intercambiadores de calor, sistemas de compresión, refrigeración.
Yo me atrevería a decir que el manejo del amoníaco no debe ser más riesgoso que lo que tenemos actualmente con los combustibles, llámese gasolina o gas licuado, estamos dentro de un estadio tecnológico donde los riesgos son calculables, porque ya tenemos más de un siglo de manejar hidrocarburos; h an habido accidentes, pero no lo hemos demarcado como combustibles de muy elevada peligrosidad, ya nos hemos acostumbrado a trasladarlos, a consumirlos y a mantener las pautas, los protocolos de seguridad adecuados.
Pressenza: Te cuento que se va a instalar una planta de hidrógeno verde en el sur del Perú, en La Joya, no sabemos qué van a hacer con el hidrógeno. El único trascendido es que lo van a convertir en amoníaco para sacarlo fuera del país ¿Cómo ves este proyecto?
H.C.: Cuando se produce el hidrógeno verde, tiene que ser verde, me imagino como en el caso que están haciendo en La Joya, que van a instalar una gran planta de energía solar y básicamente solar y creo que también algo de eólica, entonces con esa producción energética van a producir el hidrógeno, entonces ahí tendríamos un interfaz para confirmar que se trata de un hidrógeno verde. La Joya, entiendo que es una zona de desierto entonces ¿De dónde van a sacar el agua?
Pressenza: Lo que están planteando, entiendo, es que van a desalinizar agua de mar para hacer ese proceso. En ese caso ¿También cumpliría un estándar de producción limpia?
H.C.: Es muy buena pregunta. El problema de la desalinización es que la salmuera, es altamente contaminante, hay que ver cómo piensan disponer de ella, porque se podría utilizar para procesos industriales, o sea como un insumo, una materia prima, pero es bastante difícil porque tal vez los volúmenes de esa salmuera que se generen sean muchísimo más altos que el consumo local, regional o nacional. La demanda que haya de esa salmuera, entonces ese es un detalle bastante interesante.
En el X Simposio Internacional del Centro Mundial de Estudios Humanistas “Utopías en marcha” comentaba que los chinos encontraron una forma de utilizar el agua de mar, pero usando unos catalizadores. Así pueden obtener el hidrógeno directamente del agua de mar. Digamos, si esas energías eléctricas para la hidrólisis de la molécula de agua se colocaran en sitios apropiados dentro del mar, las corrientes estarían barriendo la sal de una manera adecuada, pero obviamente que sí requiere un estudio muy muy minucioso, muy detallado, muy responsable de ver dónde se pondrían estas plantas de producción de hidrógeno; que el producto de la salmuera que se libera de la hidrólisis de la molécula, no vaya a afectar los ecosistemas marinos. Pero me parece que es viable, que puede que hayan sitios donde se pueda realizar esto con impacto ambiental manejable, digamos relativamente seguro para evitar el daño por exceso de salmuera.
Aquí en Costa Rica, nosotros tenemos estuarios, manglares, y si esas plantas se colocarían ahí, pues estaríamos destruyendo todo el ecosistema. Esas aguas tienen su equilibrio, y ese punto de equilibrio es crítico, estamos hablando a veces de fracciones de un 1%, que alterados, puede llegar a afectar a gran cantidad de organismos.
Pressenza: ¿Cuál sería el otro punto de cuidado? Tú decías que ya hemos convivido con los combustibles fósiles y así como que se transporta la gasolina, el petróleo, se puede transportar la producción de hidrógeno verde convertida en amoníaco. Entonces, quiere decir que va a haber otra planta en otro lado donde van a usar ese hidrógeno verde, ¿no? Para transformar el amoníaco en hidrógeno nuevamente ¿Es correcto?
H.C.: Sí, es correcto. El amoníaco es NH4, son cuatro átomos de hidrógeno por uno de nitrógeno, y el nitrógeno no es tóxico, es el componente principal del aire en la atmósfera, no es tóxico. El amoníaco tampoco es tóxico, pero tiene un problema, es irritante y en una fuga desplaza el aire atmosférico y uno puede sufrir asfixia y quemaduras a nivel respiratorio por la absorción del amoníaco.
Las plantas de fertilizantes se produce amoníaco para luego usarlo en la producción de ácido nítrico para producir el nitrato. El nitrato es fundamental en los fertilizantes químicos. El nitrato es muy básico en los fertilizantes químicos.
Cualquier actividad que vayamos a emprender definitivamente hay un riesgo, pero en cuanto, lo que son los hidrolizadores en el ámbito de canalizadores para producir la separación de los componentes de la molécula del agua, están en vía de investigación, se está trabajando mucho, pero sí me llama la atención que en el proyecto de ustedes se habla de obtener agua por condensación, agua destilada, y eso va a elevar los costos de producción.
Las plantas de producción de agua destilada tendrían que colocarse dentro del océano o muy cerca del océano para usar el agua marina, porque necesita intercambiadores de calor, pero también eleva mucho los costos.
En mi propuesta tecnológica, el objetivo es obtener energía calórica del hidrógeno, el residuo es vapor de agua, y ese vapor de agua, la idea es condensarlo para luego llevarse el agua destilada a cuatro fines distintos. En la propuesta de La Joya están hablando al revés, destilar agua para producir hidrógeno, vamos en sentido contrario. Recordemos que los procesos químicos son reversibles, mucho se puede mover en una dirección y luego en la otra. Aquí van a producir agua destilada para obtener hidrógeno, en mi proyecto yo obtengo el hidrógeno y el subproducto es el agua destilada.
Pressenza: Claro, porque yo me acuerdo de que en tu proyecto se propone producir el hidrógeno en el mar ¿Cierto?
H.C.: Se produce en plataformas marinas, totalmente dentro del mar, porque digamos ahí en el desierto ustedes van a utilizar paneles solares, fotoeléctricos, y eventualmente se habla de turbinas eólicas, pero digamos, mar adentro, incluso yo no he considerado las fotoceldas, ahí estoy hablando de producir la energía eléctrica por medio de usinas mareomotrices, usinas hundeomotrices y generadores eólicos pero de eje vertical, y si quisieran, pues se pueden agregar fotoceldas, pero considero que no es necesario porque la propia potencia marina es gigantesca.
Pressenza: ¿Podríamos decir que un proyecto de esta envergadura como el de La Joya mantendría el tipo de relaciones Norte – Sur? Relaciones en las cuales los países como los nuestros producen, en este caso el amoníaco, y en otros países se va a utilizar ese hidrógeno verde, y ¿Para qué se usa? ¿Cómo combustible de los vehículos?
H.C.: Se está en la línea de uso para motores de combustión, incluso se están diseñando aviones que serían movidos netamente por hidrógeno, locomotoras que funcionan con hidrógeno, automóviles que funcionen con hidrógeno. No hay mucho convencimiento, y más bien se piensa en unas celdas que hacen una combinación entre la generación eléctrica y la producción de hidrógeno, utilizando ambas fuentes.
En el consumo del amoníaco, sí hay una alta demanda internacional, y por las nuevas tendencias de consideración ambiental, obviamente el amoníaco verde derivado de hidrógeno verde tiene una excelente demanda.
Pressenza: Si se produce amoníaco para hacer fertilizantes ¿Por qué yo le tendría que llamar mi proyecto hidrógeno verde, para después usar ese amoníaco en fertilizantes?
H.C.: Sí, correcto. Es muy importante indagar cuál es el uso que se le va a dar al amoníaco.
Porque si es uso industrial, uso energético, excelente. Pero si es para el sector agrícola, continuamos con los mismos vicios que nos tienen al borde del colapso global. Claro, es muy bueno tu punto. Muy, muy bueno, porque ese es lo mismo que me surgió a mí.
Y claro, los proyectos para desarrollar aviones que vuelen consumiendo hidrógeno, locomotoras también que consumen hidrógeno, y barcos de carga que consuman hidrógeno, en este momento aún están en piloto.
Pressenza: ¿En el futuro, tú le tienes “fe” a esta tecnología? ¿Qué tanto ayudaría a los países como los nuestros? Coméntanos un poquito tu proyecto, por ejemplo.
H.C.: Sí, claro, el proyecto yo lo tengo fraccionado en varias etapas. La primera, así muy optimistamente, es desarrollar la tecnología a nivel de laboratorio, usando modelos de escala y simulación en un lapso de un año. Pero luego hay un plan piloto.
Después la siguiente escala sería local, le llamo escala 1 en 10. Y ahí pasaríamos a una escala real. Una escala real es donde yo podría tener turbinas de vertical que exceden los centenares de metros.
Y después esas turbinas podrían dar energía eléctrica, podrían ser para motores de combustión que den energía eléctrica. Todos estos sistemas, digamos, propiamente la turbina eólica produce electricidad. La energía de las olas también produce electricidad y la energía de las corrientes marinas también produciría electricidad.
Pero estamos necesitando el asunto energético. Por ejemplo, en Costa Rica, aquí nos jactamos de que producimos el 98% de energías limpias. Ustedes lo han escuchado alrededor del mundo. Nuestra institución estrella, el Instituto Costarricense de Electricidad, que ha venido a menos por estas políticas que están dominando el mundo.
Es muy cierto que cerca del 98% de nuestra energía viene de origen eólico, solar, geomásico, hidroeléctrico y geotérmico. Eso es absolutamente cierto. Pero dentro de la matriz energética, el consumo de energía nacional, la electricidad solo representa el 30%.
El 70% restante es de consumo industrial, térmico y de transporte, que son los hidrocarburos. A pesar de que tenemos energía limpia, a un porcentaje más que idóneo, pero seguimos siendo contaminantes en el 70% general de consumo energético. Ese es el problema.
Y ahí es donde el hidrógeno podría empezar a jugar su fase, sus cartas de transformación y mitigación a lo que se llama la “transición energética”. En lo industrial y en lo geotérmico y en lo industrial, directamente, el consumo de energía y el transporte, que no es térmica, es directamente hidrocarburos.
(*) Herbert E. Contreras Vásquez, posee título en Ingeniería Civil y un posgrado en Ingeniería Ambiental, además de su Licenciatura en Docencia. El M. Sc. Contreras se caracteriza por ser un “pensador polifacético”, educador de oficio, diseñador de vocación e investigador. Desde mediados de los años setenta realiza investigaciones independientes en Geometría, Morfología y Modelaje Matemático para aplicaciones en Diseño Industrial, Diseño Estructural, Tecnología de la Construcción y sobre todo en el área de Energía Limpias; sus posibles aplicaciones tienen una gran valor y utilidad aún no aprovechados.
Doris Balvín
Nota original en: PRESSENZA.COM
