“El hidrógeno verde ha llegado para quedarse”

Eduardo Elejabeitia, responsable de Producto de Viessmann España, analiza en la siguiente entrevista la realidad del hidrógeno verde, que sin duda “ha llegado para quedarse”. 

Con un gran futuro por delante “aunque no inmediato”, asegura que es uno “de los pilares fundamentales de la descarbonización y de la transición energética”. Ante dicho escenario, “todo el mundo quiere estar en la recta de salida para una carrera tan prometedora como es la de la industria del hidrógeno”.

Tal y como nos recuerda nuestro entrevistado, el uso del hidrógeno como combustible no es algo novedoso. Desde hace muchos años se ha usado en procesos industriales, en la fabricación de fertilizantes y en la industria farmacéutica. 

Se trata de uno de los elementos químicos más abundante en la naturaleza, pero siempre en combinación con otros elementos y su uso como combustible se debe a su elevado Poder Calorífico Superior (PCS) 33.3 kWh/kg, valores muy superiores a los de otros combustibles convencionales. Por ejemplo, presenta del orden de casi tres veces superior al poder calorífico del gas natural (13.9 kWh/kg) o del gasóleo (11.4 kWh/kg).

Sin embargo, el problema radica en que los procesos que se usan para su obtención necesitan energía y, dependiendo del tipo de energía y del proceso utilizado, se producen grandes emisiones de CO2 y gases contaminantes.

Según el nivel de emisiones producidas en su obtención, podemos encontrar diferentes denominaciones: hidrógeno negro, producido a partir de hidrócarburos sin captura de emisiones; hidrógeno gris, obtenido a partir de gas natural mediante la técnica del reformado por vapor; el marrón, generado mediante la gasificación del carbón; el azul, que se obtiene directamente en los yacimientos de hidrocarburos con captura de las emisiones contaminantes en un alto porcentaje; el turquesa, obtenido de hidrocarburos (principalmente gas natural) mediante pirólisis; y por último, y del que se está hablando en la actualidad, el hidrógeno verde.

Climanoticias.- ¿Cómo valora la importancia del hidrógeno verde en la transición energética?

Eduardo Elejabeitia.- El hidrógeno vede es el obtenido a partir de la electrólisis del agua en la que se separa el H2 y el O2 mediante una corriente eléctrica. Si la energía eléctrica utilizada en dicho proceso es obtenida de fuentes renovables (principalmente eólica y fotovoltaica), las emisiones contaminantes son nulas y la huella de carbono se ve reducida a niveles mínimos.

La importancia del hidrógeno como combustible radica en tres puntos fundamentales: el primero es su elevado poder calorífico (muy superior al de otros combustibles). El segundo, su abundancia en la naturaleza. Y el tercero, que es un vector energético; es decir, podemos almacenar energía para ser utilizada posteriormente. Estos tres factores hacen del hidrógeno verde uno de los pilares fundamentales de la descarbonización y de la transición energética.

Climanoticias.- El objetivo de la descarbonización para el 2050 es llegar a una reducción de emisiones en un tanto por ciento del 80% frente a las emisiones de 1990, pasando por una reducción de las emisiones del 40% en 2030...

E.E.- Así es. Para alcanzar este objetivo necesitamos un gran cambio en nuestra forma de consumir y producir energía. Por ello, debemos buscar y potenciar energías que permitan dicha transición energética. La contribución del hidrógeno verde a dicho objetivo puede marcar la diferencia entre llegar o no llegar a dichos niveles de reducción de emisiones contaminantes.

El hidrógeno verde tiene grandes posibilidades de uso. Su alto poder calorífico y las posibilidades de almacenaje permiten su uso en sectores altamente contaminantes y de gran consumo energético como, por ejemplo, el transporte de mercancías por carretera, el ferroviario, el marítimo e incluso en aviación. Otro de los usos más prometedores es para la producción de electricidad. Podemos producir hidrógeno en los momentos en los que la red eléctrica tenga sobrantes (renovables), almacenarlo y volver a usarlo para producir nuevamente energía eléctrica en momentos de alto consumo o de falta de producción eléctrica.

Climanoticias.- En cuanto al mercado de la calefacción…

E.E.- Otro de los posibles usos es el sector de la calefacción, tanto doméstica como de gran consumo o industrial. El mercado del uso del hidrógeno para calefacción puede ser una palanca muy grande e importante para la descarbonización y, por tanto, para alcanzar los objetivos climáticos.

El sector de la calefacción consume aproximadamente un tercio del consumo total de energía final -si se incluye el calor de proceso, es incluso más de la mitad- y genera hasta el 50% de las emisiones de CO2. Por lo tanto, el sector de la calefacción puede hacer una importante contribución inmediata a la protección del clima y a la consecución de los objetivos de descarbonización.

Está claro que el hidrógeno verde va a ser uno de los pilares fundamentales en el mix energético en los próximos años, ya que la transición energética pasa por un desarrollo de energías abundantes y poco contaminantes.

Las energías renovables ya están demostrando sus posibilidades y cuanto más se desarrollen más avanzará el proceso de obtención de hidrógeno verde. Los costes de producción, que actualmente son bastante altos, se irán reduciendo, las tecnologías de almacenamiento y transporte del hidrógeno mejorarán y la importancia de esta fuente energética será cada vez mayor.

Climanoticias.- ¿Cuál es la situación actual en España del uso del hidrógeno como combustible?

E.E.- España, debido a su situación geográfica, a las posibilidades de acceso a la materia prima y a su potencial en cuanto a energías renovables, puede ser uno de los mayores productores y exportadores de hidrógeno verde.

Europa está desarrollando una estrategia de transición energética en la cual el hidrógeno es uno de sus pilares fundamentales. Pero la producción de hidrógeno verde necesita unos factores que no se dan en todos los países. Por ejemplo, Alemania y los países nórdicos, en los cuales el uso del hidrógeno ya está bastante extendido, usan hidrógeno azul y su producción de hidrógeno verde no es capaz de alimentar su creciente demanda.

España cuenta con un gran potencial a la hora de producir hidrógeno verde y de ello se han dado cuenta tanto las grandes compañías como el gobierno.

Climanoticias.- Desde el pasado año 2020, las noticias de iniciativas y proyectos relacionados con el hidrógeno verde han inundado nuestro día a día…

E.E.- Compañías como Endesa, Iberdrola, Naturgy, Enagás o Repsol se han apuntado a este carro con grandes proyectos de electrolizadores a lo largo de la geografía española. Endesa, por ejemplo, ha presentado al Ministerio de Transición Ecológica un plan de desarrollo basado en 23 proyectos de hidrógeno renovable, con la instalación de electrolizadores en diferentes zonas donde desmantelará sus plantas térmicas y las sustituirá por plantas de producción de hidrógeno verde. Andorra (Teruel), Compostilla (León), As Pontes (A Coruña), Litoral (Almería) y Alcudia (Mallorca) son algunos de esos proyectos. Y el conjunto de proyectos presentados representa una inversión del orden de 2.000 millones de euros para obtener una producción de 315 MW.

Entre las iniciativas mencionadas, Repsol en colaboración con Enagás está desarrollando un proyecto para elaborar combustibles sintéticos con cero emisiones netas. Talgo se ha embarcado en el desarrollo de un tren híbrido que permita reconvertir los trenes diésel a hidrógeno.

Importantes ayuntamientos (como el de Barcelona) han iniciado una renovación de su flota de autobuses urbanos para que puedan consumir hidrógeno como combustible… Son solo algunos de los ejemplos y proyectos que se están desarrollando en España.

Pero tal vez lo más importante de la situación actual en nuestro país es la clara apuesta del gobierno por la tecnología y el desarrollo del hidrógeno verde.

Hace unos meses el gobierno ha comunicado la inversión de más de 1.500 millones de euros hasta el 2023 para el desarrollo del hidrógeno verde. En octubre de 2020, se aprobó la “Hoja de Ruta del hidrógeno renovable”, en la que se estructura el desarrollo y las previsiones para las tres próximas décadas…

En definitiva, toda una clara apuesta por una tecnología y un futuro que puede traer a España grandes beneficios, un gran desarrollo tecnológico y la creación de un gran número de puestos de trabajo.

Climanoticias.- ¿Qué puede concretarnos acerca de la incorporación del hidrógeno en los sistemas de climatización?

E.E.- El mercado de la calefacción puede ser una palanca extremadamente útil e importante para la descarbonización y para lograr los objetivos climáticos del 2050. La reducción de CO2 necesaria solo se logrará utilizando todas las opciones tecnológicas. Sobre todo, porque esta es la única forma en que la transición a la energía sostenible y la energía térmica será asequible para los ciudadanos.

Como se ha indicado anteriormente, el consumo de combustibles para calefacción es uno de los mayores causantes de emisiones contaminantes, solo por detrás de las emisiones generadas por los medios de transporte.

En los últimos años, la tecnología de la combustión para calefacción ha logrado grandes reducciones de emisiones contaminantes, la reducción de NOx y sobre todo un aumento de la eficiencia de los sistemas han contribuido a un menor impacto en el conjunto de emisiones.
Estos pasos dados en las reducciones de emisiones pueden verse mejorados sustancialmente y obtener reducciones significativas de CO2 utilizando hidrógeno en el este campo de la calefacción, su uso puede ayudar a lograr edificios climáticamente neutros para el 2050.

Todos los aparatos de calefacción a gas modernos y casi todos los más antiguos pueden utilizar hasta un 10% de hidrógeno en el gas natural.

En la actualidad, la mayoría de los fabricantes de sistemas de calefacción han empezado a presentar soluciones capaces de usar mezclas hasta el 20% en hidrógeno, mientras que se siguen investigando y desarrollando sistemas capaces de aumentar la proporción de hidrógeno hasta el 100%.

Climanoticias.- Otro factor importante a la hora de incorporar el hidrógeno a los sistemas de calefacción es su distribución, ¿qué posibilidades existen?

E.E.- Actualmente la red de suministro de gas natural llega a gran parte de los consumidores, su extensión e implantación es muy amplia y no sería necesario grandes inversiones para reconvertirse para su uso con diferentes porcentajes de hidrógeno.

Se están estudiando varias posibilidades, cada una con sus pros y contras y que requerirán un tiempo para su implantación y desarrollo. Por un lado, la inyección directa de H2 en la red gasista, que requerirá cambios en las normativas de seguridad y almacenaje (NGTS) así como estudios y posibles adaptaciones debidas a la fragilidad de los materiales derivadas por el uso del hidrógeno. Por otro lado, la metanación del H2 para su inyección como Gas Natural Sintético (PTM), que no requeriría ningún tipo de modificación sobre las redes gasistas existentes.

Climanoticias.- ¿Cómo cree que va a evolucionar dicha tendencia a medio plazo?

E.E.- El hidrógeno verde ha llegado para quedarse. Sin lugar a dudas, va a ser uno de los pilares fundamentales de la descarbonización. Los factores principales para su desarrollo serán, por un lado, los costes de producción. Por otro, el impulso que desde las instituciones públicas se le dé.

La tecnología de las energías renovables está avanzando a grandes pasos, soluciones técnicas cada vez más al alcance del mercado, con precios más bajos, están haciendo que el coste de producción de energía renovable sea más bajo. Y ese factor es fundamental para la viabilidad del hidrógeno verde. En la actualidad, el precio del Kw/h es muy alto comparado con otras energías disponibles, pero si el coste de producción se va reduciendo acabará siendo una gran realidad.

Climanoticias.- Sin duda, la producción de energía renovable cada vez es más significativa…

E.E.- Efectivamente. Se está invirtiendo en grandes instalaciones de generación, con potencias de MW; el autoconsumo en las viviendas es cada vez más una solución al alcance del consumidor; la energía eólica cada vez es más rentable y otras energías renovables están más presentes en el mix energético. Estos hechos van a contribuir positivamente en el uso del hidrógeno verde.

Existen numerosos consumidores de combustibles fósiles en los cuales es posible su sustitución por energías renovables como la eléctrica, pero hay otros en los que los costes derivados de usar electricidad y la huella de carbono que genera su fabricación no hacen viable este cambio. Es el caso del transporte marítimo, de la aviación o del transporte de mercancías, entre otros sectores que requieren enormes sistemas de almacenamiento de electricidad que no siempre son viables y en los cuales el uso del hidrógeno verde podría abrirles grandes posibilidades. 

Climanoticias.- A pesar de haber muchos estudios en marcha para desarrollar esta tecnología, su uso parece estar aún lejos de ser una alternativa económicamente competitiva...

E.E.- El hidrógeno verde tiene futuro, pero por supuesto no inmediato. Efectivamente existen numerosos proyectos y se está hablando de inversiones millonarias destinadas a su desarrollo, pero es una tecnología que aún necesita tiempo para ser realmente rentable y necesitará que investigadores, fabricantes y gobiernos realicen un gran esfuerzo para que pueda alcanzar todo su potencial.

El hidrógeno verde irá ganando nichos de mercado en la próxima década y con casi total seguridad será uno de los combustibles del futuro.

En el mercado ya existe la necesidad de un nuevo combustible y el sector industrial ha reaccionado rápidamente para poder aportar las soluciones que se están demandando.
Las condiciones son favorables para un rápido desarrollo de la tecnología asociada tanto a la producción como al consumo del hidrógeno verde y el motor que mueve los mercados, el dinero, se ha puesto en marcha. Todo el mundo quiere estar a la vanguardia y en la recta de salida para una carrera tan prometedora como es la de la industria del hidrógeno.

Climanoticias.- Uno de los frentes de investigación actuales se centra en las calderas de gas con hidrógeno, ¿cuál es la situación actual de Viessmann al respecto?, ¿podría contarnos en qué consiste su tecnología?

E.E.- Viessmann es una empresa que en sus más de 100 años de existencia siempre ha tenido una idea y un objetivo: “crear espacios mejores para las próximas generaciones”. Esa premisa pasa por mejorar nuestros sistemas, hacerlos más eficientes, más útiles y sobre todo menos contaminantes. Desde hace años nos dimos cuenta de que el hidrógeno era una gran apuesta de futuro para lograr ese objetivo y nos pusimos a trabajar en ello.

Nuestro departamento de Desarrollo lleva años aportando ideas y soluciones que poco a poco hemos ido incorporando a nuestro portfolio. Nuestra apuesta por una solución más sostenible se está plasmando año a año en la incorporación de nuevos productos basados en el uso del hidrógeno.

En la actualidad, contamos con una gama de calderas de uso residencial, la gama Vitodens modelos 200-W y 100-W, capaces de trabajar con mezclas de gas natural con hidrógeno hasta el 20% y un rango de potencias hasta 35 kW. Tenemos una gama de pilas de combustible, Vitovalor, que usan hidrógeno como combustible, sistemas de cogeneración para producción de calor y energía eléctrica mediante el uso de hidrógeno; Vitoblock, con potencias térmicas hasta 660 kW y eléctricas hasta 530 Kw; nuestras calderas industriales de agua sobrecalentada hasta 21,5 MW y vapor hasta 31,5 t/h, Vitomax, que pueden funcionar con un 100% de hidrógeno… 

Y recientemente hemos añadido a nuestra cartera otra solución H2-ready, las calderas de condensación Vitocrossal 100 CIB con potencias hasta 318 kW y con la posibilidad de montar una secuencia de calderas de hasta 4 unidades, aportando 1.272 kW con un 20% de hidrógeno. Un gran abanico de posibilidades que vamos ampliando poco a poco.

Climanoticias.- ¿En qué otras innovaciones está trabajando la compañía que representa?
E.E.- Nuestra apuesta no se queda en dichas gamas, ya que nuestros proyectos y planes se verán incrementados con nuevos productos, como centrales de producción combinada de calor y electricidad para el suministro de calor o electricidad en grandes edificios, la incorporación de nuevos productos para el sector residencial, la incorporación del resto de gamas de productos de calefacción al uso de hidrógeno como combustible en porcentaje hasta el 20%...

Climanoticias.- Sin duda, una firme apuesta por la tecnología y la innovación…

E.E.- Nuestras calderas están fabricadas con acero inoxidable de la más alta calidad, un material que no se ve afectado por la influencia de los condensados producidos en la combustión del hidrógeno. Asimismo, nuestras cámaras de combustión, quemadores y elementos de transmisión han demostrado a lo largo de los años su fiabilidad y durabilidad no siendo necesarias modificaciones sustanciales para el uso del hidrógeno. Lo que sí cambia y es donde radica nuestra innovación es en el control de la combustión. Para ello Viessmann ha mejorado su conocido sistema ‘Lambda Pro Plus’ y lo ha adaptado al uso de hidrógeno como combustible mezclado con gas natural.

Dicho sistema, exclusivo de la marca, gestiona la mezcla de gas que llega al quemador, actúa sobre la válvula de gas y sobre el ventilador, ajustando constantemente la proporción de ambos elementos para que en todo momento la combustión sea perfecta. Para ello, y a diferencia de otros sistemas, usa la información aportada por la sonda de ionización que envía datos a la regulación y que es la que se encarga de gestionar todo el proceso. Este sistema es válido cuando usamos mezcla de hidrógeno y gas natural

En el caso de usar hidrógeno puro, el reto radica en la imposibilidad de obtener la señal de ionización que requiere el control de combustión adaptado al gas Lambda Pro Plus. Por ello Viessmann está desarrollando un nuevo sistema de combustión, monitorización de la llama basado en el control electrónico de la combustión guiado por sensores con una sonda lambda. Este concepto facilita la conversión de gas natural a hidrógeno, asegurando así la viabilidad futura de los aparatos en la fase de transición.

Climanoticias.- ¿Y en cuanto al uso del hidrógeno como único combustible?

E.E.- En concreto, nuestros planes más ambiciosos se basan en el uso del hidrógeno como único combustible. En nuestras instalaciones en Allendorf (Alemania) estamos desarrollando una gama de calderas para el sector residencial que usen exclusivamente hidrógeno como combustible. El proyecto se encuentra muy avanzado y esperamos en un corto periodo de tiempo poder presentar un producto doméstico que con la calidad y fiabilidad Viessmann abra la puerta del consumo de hidrógeno al pequeño consumidor.

También estamos desarrollando -esperamos finalizar el proyecto a lo largo del 2022/2023- un modelo de caldera de mayor potencia destinada a edificios de viviendas y grandes consumidores que funcione con hidrógeno al 100%.

Estos proyectos y algunos más son una clara apuesta de Viessmann por alcanzar el objetivo de descarbonización y evolucionar a un consumo más responsable y menos contaminante sin perder la posibilidad de seguir siendo uno de los principales fabricantes de equipos de climatización.

Climanoticias.- En cuanto a otras energías renovables, ¿en qué situación se encuentra su marca?

E.E.- Tanto si hablamos de la superficie de calentamiento biferral como del quemador Matrix, la lista de los hitos tecnológicos en los 104 años de historia de Viessmann es larga. Desde el principio, la compañía ha sido pionera en innovaciones que han revolucionado el sector de la tecnología de la climatización y de las energías renovables. 

Ya en 1976, comenzó a fabricar colectores solares y en el año 1978 lanzó su primer modelo de bomba de calor, desde entonces siempre ha estado a la vanguardia de las soluciones más punteras, paneles solares planos, tubos de vacío de máximas prestaciones, calderas de biomasa, centrales de producción de biogás, paneles fotovoltaicos de gran rendimiento, un gran abanico de soluciones que Viessmann está constantemente mejorando y aportando nuevas aplicaciones que mejoren su uso y rendimiento.
Las tecnologías ya existen, pero aún hay mucho recorrido si se desarrollan nuevas aplicaciones o hibridaciones entre ellas. Esa es la base de nuestro trabajo.

Un claro ejemplo de ese desarrollo es la tecnología ThermProtect, un innovador revestimiento absorbente de los colectores planos Vitosol que genera la regulación automática de la temperatura. Este sistema evita el sobrecalentamiento y la formación de vapor de una forma fiable, sin necesidad de dispositivos de disipación adicionales, ni vaciados, reduciendo la temperatura en períodos de inactividad.

Otro ejemplo del desarrollo de soluciones renovables son los sistemas de control de hibridación de paneles fotovoltaicos con bombas de calor o pilas de combustible. En este caso, el control y la gestión de las diferentes energías permite un aumento considerable de los rendimientos del sistema completo, logrando reducciones muy importantes tanto a nivel económico como a nivel de impacto medioambiental.

Climanoticias.- ¿Qué novedades tiene previsto presentar Viessmann en los próximos meses relacionados con este tema?

E.E.- El 2021 ha sido el año de despegue de los productos “H2 Ready” para Viessmann, durante este año hemos presentado la gama Vitodens, con los modelos 200-W y 100-W, y se ha producido el lanzamiento de la nueva caldera Vitocrossal 100 CIB, y la presentación de soluciones industriales con las calderas Vitomax. Pero el año aún no ha terminado y esperamos presentar alguna novedad más, relacionada con el consumo de hidrógeno como combustible.