El suministro de hidrógeno obtenido del agua se vislumbra como un recurso ilimitado para producir energía en el futuro. Michael Webber, del Centro Internacional de Política Energética y Ambiental en la Universidad de Texas, realizó un estudio detallado sobre las posibilidades reales de generar energía sustentable a partir del agua.

(01/11/07 – Agencia CyTA-Instituto Leloir – Por Alejandro Manrique) – Uno de los beneficios más publicitados de la “economía del hidrógeno” que se vislumbra para el futuro es que el suministro de hidrógeno obtenido del agua es virtualmente ilimitado. Pero hasta ahora nadie había realizado un estudio que considere cuánta agua se requiere para una economía del hidrógeno sostenible hasta el 2050, cuando se desarrollaría en plenitud.

Michael Webber, director asociado del Centro Internacional de Política Energética y Ambiental en la Universidad de Texas, Austin (Estados Unidos), ha llenado ese vacío con un primer análisis de los requerimientos totales de agua para una economía del hidrógeno de transición, publicado en el “Environmental Research Letters”.

Para ese entonces, de acuerdo con datos del Consejo de Investigaciones de los EE.UU., la producción anual de hidrógeno se estima en unos 60 mil millones de kilos. Esa cantidad de hidrógeno, según el análisis de Webber, usaría entre 80 y 280 trillones de litros de agua al año como materia prima en la electrólisis –descomposición de una sustancia en disolución mediante la corriente eléctrica– y como refrigerante en las centrales eléctricas, lo que representará entre 200 y 750 miles de millones de litros por día.

Durante las últimas décadas, el consumo y el uso del agua ha permanecido casi estable, lo que sugiere que el incremento intensivo podría tener consecuencias sin precedentes sobre el líquido elemento y las políticas públicas que se establezcan para una gestión eficiente.

El investigador sugiere que al cambiar la producción de combustibles, para la matriz energética de los EE.UU. se presentaría un impacto dramático en los recursos del agua, a menos que se implementen grandes cambios en los sistemas y métodos de enfriamiento en las plantas de energía, con el objetivo de que usen menos agua, o bien fuentes de energía que no requieran enfriamiento.

El análisis no desaprueba el uso del hidrógeno, sino que establece que la producción de hidrógeno en forma intensiva por medio de la electrólisis tendría impactos potencialmente severos sobre un recurso que ya es crítico.

Las estimaciones de Webber son tanto para los usos directos como indirectos del agua en una economía del hidrógeno. El uso directo es el agua pura destilada, a la que se le efectúa un proceso de separación de sus átomos de hidrógeno y oxígeno. Entre los usos indirectos, se utiliza como fluido refrigerante en la generación termoeléctrica de electricidad que se necesita para destilar, transportar y realizar el proceso de electrólisis de una parte del agua utilizada en su estado natural.

La producción de hidrógeno puede lograrse de varias maneras, tales como: el proceso de reforma del metano, gasificación de carbón o biomasa, y otras. Pero uno de los métodos preponderantes en la etapa de transición de la economía del hidrógeno que se anticipa será la electrólisis.

Si se considera que un kilogramo de gas hidrógeno requiere unos nueve litros de agua en estado natural, en un año, 60 mil millones de kilos de hidrógeno demandarán unos 600 mil millones de litros de agua dulce y destilada. La relación es similar a la cantidad de agua necesaria para refinar una cantidad equivalente de petróleo.

El gran incremento en la utilización del agua provendrá de los usos indirectos del agua, específicamente como refrigerante en la electricidad generada para suministrar la energía que la electrólisis requiere. Dado que la electrólisis emplearía la infraestructura existente y extraería energía de la red eléctrica, dependería de procesos termoeléctricos.

La electrólisis con una eficiencia al 100 por ciento requeriría unos 40 Kwh. por kilogramo de hidrógeno, teniendo en cuenta el gran poder calorífico que posee. Los sistemas actuales tienen una eficiencia del 60-70 por ciento y se espera poder llegar a un 75 por ciento en el futuro.

En 2000, el Consejo de Investigaciones estableció que la generación eléctrica de origen térmico necesitaba un promedio de 80 litros de agua por kilovatio-hora, lo que llevó a Webber a estimar que la producción de hidrógeno a través de la electrólisis –con una eficiencia del 75 por ciento– requeriría cerca de 4500 litros de agua para refrigeración por kilo de hidrógeno. Eso alcanza unos 250 trillones de litros por año y es solamente para uso como refrigerante.

El hecho de que la mayor parte del uso del agua sea para refrigeración deja la expectativa favorable de que podríamos cambiar la forma en que operan las plantas de energía o que encontremos otros medios de producción de energía a gran escala para la electrólisis, como propone Webber, lo que aliviaría significativamente la demanda potencial sobre el agua.

Si la electrólisis se convierte en el método principal en la producción de hidrógeno, Webber sugiere que los investigadores tal vez puedan buscar algún método diferente a los procesos termoeléctricos para la energía necesaria en la electrólisis. Bajo esta perspectiva, la nueva capacidad de generación de energía para la producción de hidrógeno debería provenir de fuentes como la eólica o la solar, y de métodos efectivos de refrigeración –por ejemplo, enfriamiento por aire– que no usen agua.

Cada una de las elecciones que se hagan en el futuro con relación a los combustibles y sus tecnologías asociadas, tiene ventajas y desventajas. El hidrógeno, así como otras alternativas energéticas, presenta muchas cualidades pero también tendría impactos importantes a tener en cuenta, como advierte el investigador en su estudio.