Un estudiante de la UVa construye un modelo con cinco escenarios posibles para la implantación del hidrógeno verde en la industria
Actualmente, prácticamente la totalidad del hidrógeno utilizado en la industria se obtiene a partir del gas natural. Pero si se quieren mitigar las emisiones de CO2 y sus consecuencias en el calentamiento global es necesario su obtención con materias menos contaminantes, y en este escenario aparece el hidrógeno verde, que puede generarse a partir de electrolizadores. Estos dispositivos permiten extraer el hidrógeno a través de electrolisis, capaz de separar las moléculas de hidrógeno y oxígeno de las que se compone el agua, usando electricidad. A simple vista, el proceso resulta menos contaminante y más sostenible.
Pero, en realidad ¿se reduce el impacto de las emisiones en el CO2?. Esto es lo que ha querido plantear el graduado en Ingeniería Eléctrica por la Universidad de Valladolid Juan Manuel Campos Rodríguez con un software de simulación “Vensim DSS” con el que ha desarrollado un modelo en el que se establecen cinco escenarios posibles sobre la implantación del hidrógeno verde, un tipo de energía más limpia en la industria, para obtener su papel en la transición energética. Lo que trata este modelo es de presentar lo qué puede ocurrir con su implantación y sus consecuencias para que se puedan tomar medidas políticas más acertadas y rigurosas. “Se trata de hacer un análisis de tendencias, en la que si aplico determinada política qué resultados puedo obtener, y que ayude a la toma de decisiones”.
De hecho, en uno de los escenarios obtenidos por este modelo, en el que se introducen estos electrolizadores de forma acelerada, se llega a la conclusión de que es más contaminante ese hidrógeno verde que el obtenido por gas natural. Hay otros escenarios, como en el caso de la industria del acero, que son más esperanzadores, ya que se consigue mitigar las emisiones de CO2 cuando se obtiene con hidrógeno verde, teniendo en cuenta las emisiones asociadas a esa electricidad para generarlo.
“Si quieres sustituir la demanda actual de hidrógeno (gris), generado por gas natural, por electrolizadores, requiere una capacidad de generación de electricidad a partir de renovables en la región. Y en todos los escenarios, según explica el premiado, la demanda de electricidad es exageradamente alta. Tal es así, que en uno de los escenarios se requería un total 640 teravatios/hora para sustituir el hidrógeno gris por el verde, cuando la generación actual de renovables es 950 teravatios/hora, y a esto habría que añadir el transporte. “No hay certeza de que podamos tener esa capacidad”, concluye Juan Manuel Campos.
“En mi opinión, el hidrógeno hay que utilizarlo dónde más necesario sea, como el acero”. El escenario bueno siempre es el escenario decreciente, es decir, la bajada de consumo, aunque ”eso luego tiene otras implicaciones”. Estos modelos, en general, suelen ir en esta línea, el decrecimiento como fórmula para mitigar las emisiones de CO2.
Desarrollo del modelo
“Hemos hecho un modelo regional, en el que introduces una serie de entradas, como la demanda de hidrógeno, y políticas para confeccionar escenarios futuribles, entre otras. La herramienta tiene en cuenta la cadena de transformación de energía hasta llegar a consumir ese hidrógeno (gas natural, agua, electricidad etc) en los procesos industriales finales y luego con él puedes producir entre otros amoníaco o metanol, muy importantes en la producción de fertilizantes para la agricultura”. Juan Manuel Campos señala que una de las metas de hoy día es sustituir el carbón que se emplea para obtener el acero por el hidrógeno verde. En el modelo se tiene en cuenta los requerimientos energéticos y también las emisiones de CO2 asociadas, ya que para producir hidrógeno verde existe contaminación directa e indirecta. Si se quiere obtener este hidrógeno verde es necesario unos electrolizadores, es decir, consumen electricidad, “y parece que todo lo que consume electricidad es renovable, como ocurre con los coches eléctricos, pero eso no es cierto, porque esa energía ha tenido que ser obtenida de fuentes renovables.
Un modelo del proyecto europeo “Locomotion”
Juan Manuel Campos Rodríguez ha desarrollado su trabajo fin de grado en el Grupo de Investigación Reconocido (GIR) de Energía, Economía y Dinámica de Sistemas (GEEDS), grupo de la Escuela de Ingenierías Industriales de carácter multidisciplinar, en el marco del proyecto europeo “Locomotion”, coordinado por la Universidad de Valladolid con la participación de 14 entidades. En enero de 2022 inició su investigación en una de las líneas más innovadoras actualmente, el hidrógeno, “una materia muy demandada actualmente en el sector industrial, pero de la que se habla poco”, explica. Ahora mismo, la mayor demanda está en la industria, sobre todo en la química y en refinerías, y tiene potencial en la industria del acero y en biorrefinerías, además del transporte de las que ahora se habla tanto. En el grupo se hacen distintos proyectos europeos, y se desarrollan herramientas para ayudar al asesoramiento de políticos en la toma de decisiones”. El germen de este trabajo fue la creación de una herramienta de ese estilo, a nivel mundial, desagregada por distintas regiones, y para distintos sectores, porque se incluyen muchas variables socioeconómicas. “A mí me tocó hacer una pequeña pieza de ese gran puzle, el hidrógeno”. “Lo que hemos hecho es plantear la demanda actual que hay del hidrógeno y plantear posibles alternativas dentro de la industria”.
“Ahora sigo en esta línea de investigación en mi trabajo fin de máster, en el marco del Máster de Ingeniería Industrial”. En este sentido, Juan Manuel va a iniciar otro modelo más desarrollado y completo, siguiendo esta línea de investigación, en el que incluirá otros usos del hidrógeno.
Este trabajo fin de grado ha sido reconocido con el primer premio (3.000 euros) en los Premios “Valladolid, ciudad inteligente y climáticamente neutra”, en el que también ha sido premiada con un accésit Laura Bartolomé Quevedo, grado en Ingeniería Eléctrica, quien también ha desarrollado en este mismo GIR su trabajo fin de grado. El Ayuntamiento de Valladolid ha reconocido a la estudiante el desarrollo de otra herramienta de evaluación para la toma de decisiones, en donde analiza los impactos económicos del cambio climático.
