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Energiewende 3.0 – Sven Geitmann

Enhorabuena si tras este título tan raro aún está leyendo este artículo: desde LPD le certificamos una sana curiosidad intelectual. O en su defecto, un aceptable conocimiento de la lengua germana, que es en la que venía escrito este libro, que me compré para no olvidarla del todo y de paso entender un poco de qué va este rollo del Hidrógeno (así, con Mayúsculas Mayestáticas, porque es el tono en el que se refieren a él en el libro, y bueno, porque el alemán escribe con mayúsculas los nombres de los elementos).

Porque ese es el tema del libro: explicar cómo el hidrógeno como fuente/medio de energía nos va a salvar a todos. Am hydrogenen Wesen soll die Welt genesen. El autor es un profesional del tema, la editorial está especializada en el tema, y a mi me interesa el tema, así que prepárense para un repaso del asunto y una perspectiva de futuro. En diez minutos serán ustedes “hidroexpertos” por cortesía de LPD. ¡Se lo garantiza un hidroexperto que hasta se ha leído un libro en un idioma extranjero!

 

Limpito y aseado, como el futuro que nos promete Geitmann

 

El palabro del mes: Energiewende

Empecemos explicando el título. “Energiewende” se puede traducir como “transición energética”. La primera transición sería la introducción de las energías renovables, la segunda sería el abandono de la energía nuclear (decidido en Alemania en verano de 2011), y la tercera el paso a una “economía de hidrógeno”. En España, donde las Transiciones 1.0 acaban siendo la Final Release hasta que la realidad se harta de llamar a la puerta y nos tira un ladrillo por la ventana, aún estamos lejos de estos pasos, pero anticipando una Europa alemana, y sabiendo que esta gente, cuando tiene el poder, gusta de emplearlo en quimeras románticas, pronto andaremos por esa senda, igual que ya nos tienen separando vidrios y plásticos en la basura. Mejor anticiparse. Para eso está el librito, de 200 páginas comprensibles a un lego en la materia, que funciona casi como un manual: capítulos claramente estructurados, repaso a las tecnologías significativas, y mención también de los principales problemas técnicos.

 

El Hidrógeno

Aclaramos de entrada que el hidrógeno no es una “fuente” de energía. De hecho, pese a ser el elemento más común del Universo, apenas se puede encontrar en la Tierra. Hay que fabricarlo/obtenerlo, y su uso sería como almacén de energía. Lo que nos lleva a las energías renovables, parte indispensable de una economía de hidrógeno, y a recordar la división de la energía primaria (el total que consumimos) en tres tipos: electricidad (lo que llamamos “la luz”), transporte (fundamentalmente, gasolina para coches) y calor (de calefacción, generado ahora mismo sobre todo con gas, y que en Alemania tiene mucho más peso que aquí, claro), aunque el debate sobre la política energética se ha centrado casi exclusivamente en la electricidad.

Sobre las renovables, ya se ha escrito mucho: que si son la salvación del mundo, un uso eficiente del sol, fuente eterna de energía y similares. Digamos que esto es cierto, y también la gran crítica: que no son fiables. Simplificando mucho, en una central convencional (carbón, fuel, gas o nuclear) sabemos que para generar X energía tenemos que echar X combustible al horno, la gestión se reduce a tener siempre ese X en reserva, y a determinar el momento en que se arroja. Con las renovables (a día de hoy, la eólica y la solar, en sus versiones térmica y fotovoltaica) no es tan sencillo: a la primera calma chicha o a la primera nube que se te cruza, ¡zas!, caída de tensión. Por eso las renovables funcionan con grandes márgenes de seguridad: para generar de manera fiable X, te montas tu parque eólico con capacidad de 2X. Así, aunque se produzca una bajada de viento del 50%, aún puedes cumplir con X. El inconveniente es que el día que una ciclogénesis explosiva de esas te ponga los molinos a tope de power y generes 2X y hasta 3X, o si el viento sopla de noche o en fin de semana, cuando se consume mucho menos, pues pierdes mucha energía. Eso es porque los tres tipos de energía primaria son estancos unos de otros, y porque particularmente el de la luz funciona on demand: se estima un cierto consumo, y se produce para cubrir ese consumo (con ciertas reservas para imprevistos y tal). No se almacena nada.

Y ahora imaginen que podemos almacenar toda esa energía renovable que ahora mismo perdemos, y en un formato que permite intercambiarla entre los tres tipos de energía primaria. Eso es, básicamente, la economía del hidrógeno. Enhorabuena, ya son ustedes hidroexpertos. Pueden recoger sus diplomas a la salida.

“Nosotras os salvaremos de vosotros mismos”

 

Para los que buscan nota: profundización y problemática

Esta es la idea básica: apostar a tope por las renovables y usar todo lo que no se consuma para generar hidrógeno a partir de agua. Cuando haya demanda alta, el hidrógeno generado se vuelve a “quemar” produciendo energía de manera totalmente limpia, pues solo se vuelve a generar el agua. Adicionalmente, el hidrógeno se podría usar para mover automóviles o calentar hogares. Incluso hay prototipos para microcélulas de combustible que sustituirían a las actuales baterías de móvil o portátil. Toda la energía usada estaría “conectada” a través del hidrógeno y podría almacenarse.

En España estaríamos particularmente bien posicionados porque entre las centrales de gas de ciclo combinado que impulsó Aznar, las renovables que promocionó Zapatero, y el bajón de consumo por la crisis, nos hemos quedado con unas capacidades de generación instaladas que exceden en mucho las necesidades. Pues una salida a eso es usar las centrales convencionales para la luz, y las renovables para fabricar hidrógeno. Así nos aseguramos que cada brisa que sople y cada rayo de sol que llegue al suelo se aprovechan, y ese hidrógeno se podrá usar después para generar calor, mover coches, exportarse, generar luz cuando vuelva a repuntar el consumo, o simplemente almacenarse para uso futuro.

Sobre el papel, pues, todo es estupendo. Y el libro afirma que la tecnología lleva 20 años en pruebas y ha funcionado sin demasiados problemas. En la práctica, sin embargo, hay una serie de objeciones. El principal, la baja eficiencia del hidrógeno comparada con nuestra actual economía de hidrocarburos. Las células de combustible (los cacharritos que separan el agua en oxígeno e hidrógeno, o que, llegado el caso, los vuelven a unir liberando energía) serán bastante caras hasta que se produzcan en masa, y la necesidad de comprimir o licuar el hidrógeno de cara a almacenamiento o transporte también resta eficiencia.

Otro problema es la necesidad de trabajar con unos estándares de calidad muy altos, más altos que ahora con el petróleo. Porque el petróleo es una sopa de sustancias químicas de lo más variopinta, y nuestra tecnología de uso diario no tiene problemas con ello más allá de ponerle boina a nuestras ciudades, pero para la economía del hidrógeno necesitaríamos hidrógeno 6.0 (que no es más que un hidrógeno con un grado de pureza del 99,9999%; si, seis veces el nueve, de ahí el “6.0”, los alemanes no se parten la cabeza al poner nombres). Las células de combustible son muy sensibles a las impurezas, y el LH (Hidrógeno Líquido, como opuesto al GH, Hidrógeno Gaseoso) aún más: a la temperatura a la que se vuelve líquido (-259.2 ºC) cualquier impureza se vuelve sólida. Al poco, tendríamos pegotes y cubitos de nitrógeno sólido acumulándose en el fondo del tanque, con el riesgo de que taponen alguna válvula o conducto. Y ya si lo que se acumula es oxígeno helado, ni les cuento: una mezcla explosiva esperando su momento.

Los defensores del hidrógeno aducen que todos los problemas técnicos tienen solución, que las economías de escala reducirían costes muy significativamente, que una economía del hidrógeno reduciría la dependencia exterior del petróleo de aquellos países que la adoptaran, que es una tecnología muy intensiva en puestos de trabajo, que significa descentralizar la gestión de la energía y acercarla a la gente, y que se ahorrarían mucho CO2 y mucha polución ambiental. Sin olvidar que al fin y al cabo las reservas de petróleo son finitas y su precio no puede más que subir en el largo plazo, sobre todo si cada ciudadano chino decide comprarse su propio coche o si estalla alguna guerra en Oriente Medio. (Esto más o menos es lo que predica Jeremy Rifkin, uno de los gurús de ZP; ya ven, tenemos incluso a un presidente del gobierno “hidroexperto”.)

 

Asignatura optativa: coches de hidrógeno

Sin duda el cambio más visible que una economía de hidrógeno implicaría para el ciudadano motorizado es el tener que cambiarse tarde o temprano a un coche de hidrógeno. Ya existen prototipos y quienes los conducen afirman que el primer día te parece que llevas una nave extraterrestre, el segundo te parece curioso, y al tercero ni te das cuenta. En fin. Ya lo veremos (o no).

Habrán visto tal vez cálculos que afirman que el coche de hidrógeno no es viable económicamente. Esos cálculos son correctos – para un tanque de 200 a 350 bares de presión, que son los que se usan para coches que funcionan con gas natural. Como el LH en coches particulares plantea un montón de problemas técnicos por la necesidad de mantenerlo refrigerado, casi todos los fabricantes apuestan por coches con GH en tanques de 700 bares. Así las cuentas salen, más o menos.

El transporte del hidrógeno a las gasolineras (si este no se genera in situ con energía ecológica) se haría en forma de LH y con camiones cisterna. Esto tiene una ventaja adicional: al llenar un tanque a 700 bares, se realiza un trabajo que calienta el tanque, de modo que en realidad habría que meter 850, para que al enfriarse se reduzca la presión a los 700. Una forma de evitar un exceso de calor es enfriando previamente el hidrógeno – cosa que, si se almacena líquido, ya viene hecha.

¿Y qué pasa con el coche eléctrico? También es ecológico y permite mover energía entre los compartimentos primarios, pero tiene inconvenientes importantes. El primero, que con la tecnología actual una batería sirve para unos 100 kilómetros o poco más. Segundo, que dicha batería pesa un porrón, restando eficiencia. Tercero, que cargar la batería del coche tarda varias horas salvo si nos metemos en procesos complicados de “cambiar pilas”. Por no hablar del problema que daría el tener baterías de fabricantes distintos, problemas de compatibilidad, etc. Piensen en cuantas veces se les ha descargado el móvil, e imaginen que les pasa lo mismo con el coche. Aún así, es la opción favorita de los franceses -que para eso les sobra electricidad gracias a tener el país tapizado de centrales nucleares-, y el debate coche eléctrico vs coche de hidrógeno (que en el fondo será una lucha en la sombra de Francia vs Alemania) como solución de movilidad para el futuro aún no ha terminado.

Luego está el asunto de la seguridad. ¿Es seguro un coche de hidrógeno? Pues como siempre que se maneje energía, tiene su riesgo. Por suerte el hidrógeno se disipa muy deprisa en caso de fuga de gas, y en forma líquida no forma charcos porque enseguida se evapora. Y además cualquier choque lo bastante fuerte para romper el depósito mataría de sobra a los ocupantes del vehículo. No obstante habría que hacer gasolineras a prueba de idiotas (el libro habla de un proyecto piloto: una gasolinera robot que llenaba los depósitos de forma automática; sirvió sobre todo para ver que estas cosas no se le pueden dejar -todavía- a un robot).

Otra alternativa que he visto propuesta por ahí es usar peróxido de hidrógeno (H2O2) como la nueva gasolina. Es líquido hasta poco más de cien grados, se puede fabricar a partir de hidrógeno simple, y su combustión genera hidrógeno y oxígeno. El problema es que estamos hablando de un componente que hasta ahora solo se ha usado como combustible para cohetes espaciales. Por algo será.

Dicho esto, conviene recordar la enorme anomalía que representa la gasolina entre las sustancias que los consumidores podemos comprar. Para un paquete de tabaco te piden el carnet. Hasta para tomarte una copa. Las compras de fertilizante seguramente estén monitorizadas. Pidan varios litros de ácido sulfúrico (uno de los componentes químicos más fabricados del mundo, por otra parte) en la droguería y les mirarán bien raro, si es que no llaman directamente a la Guardia Civil. Y es imposible comprarse legalmente ni un solo gramo de marihuana. Pero por un euro y medio cualquier hijo de vecina y su cuñado pueden llevarse a casa el equivalente líquido a dos kilos de dinamita. Sin pasar un examen, sin mostrar acreditación, sin identificarse, sin nada. Incluso sin coche (pregunta a los lectores que entiendan del tema: ¿un menor de edad puede comprar gasolina?). La gasolina es tóxica, contaminante, cancerígena y altamente inflamable, pero te la puedes llevar en una bolsa de plástico. Su precio hace caer gobiernos, pero su seguridad nos la trae floja, porque “siempre ha sido así” y porque antes aceptamos recortes en los derechos de nuestros hijos que en los de nuestros coches. No les quepa duda: si la gasolina la inventaran hoy, no nos dejarían ni pisar una gasolinera sin sacarnos el “carnet de manejo de hidrocarburos ligeros” en un curso intensivo de un mes con examen teórico-práctico.

Así que cuando en el futuro vayamos a la hidrolinera a echar unos kilos de hidrógeno, no se preocupen: más peligro que ahora no vamos a pasar. (La masa de hidrógeno en un litro varía enormemente según si es líquido o gaseoso, y según la presión a la que trabajemos, así que los precios en las hidrolineras se indican por kilos; en los proyectos piloto abiertos al público se vendía a 9.5€ el kilo, si bien es un precio subvencionado).

“Yo soy el futuro”

 

Curso de Posgrado: I want to believe

Yo quiero creer. Cuando un señor ingeniero que encima me habla en alemán me dice que todo depende de la voluntad política, yo le quiero creer. Cuando me promete cielos azules, mogollón de puestos de trabajo chachis, aire puro, una estructura energética descentralizada (porque cualquiera puede montarse su huertecito solar y fabricarse su propio hidrógeno) y que en Oriente Medio volverán a matarse solo por sus religiones únicas y verdaderas y no en nombre del beneficio de Exxon Mobile y Texas Oil (bueno, esto no lo dice, lo he leído entre líneas), yo quiero creer.

Y de hecho un poquito creo. Porque quiero creer, claro, pero si me parece que esta tecnología es a día de hoy la solución más sensata para el problema del almacenamiento masivo de energía, y que es obvio que no podemos seguir eternamente con los combustibles fósiles. Pero también sé que requerirá mucho tiempo y dinero, y que una cosa es “eternamente” y otra que el tinglado no pueda seguir igual unas cuantas décadas más. Porque la industria del petróleo se beneficia de unas enormes instalaciones (oleoductos, refinerías, centrales convencionales) ya amortizadas, porque la subida del precio del petróleo hace viables yacimientos que antes no lo eran, y porque los coches son cada día más limpios y eficientes, aunque tras 120 años la tecnología empieza a llegar a sus límites. Vamos, que los dos o tres próximos coches que me compre seguirán siendo convencionales.

Pero el mundo siempre cambia de la manera en que menos nos lo esperamos, y el tema de los coches no es distinto. Desde Alemania ya llegan noticias como esta [1]: la edad del comprador medio de un coche nuevo es de 52 años, un tercio de esos compradores ya tiene más de 60, uno de cada siete más de 70, y solo un 7% tiene menos de 30. Y eso en un país próspero, con buenos sueldos, y en todas las marcas, de las más caras a las más baratas, así que por una vez no es un tema de “la Generación [2]T [2] se compra cochazos mientras nosotros vamos en Metro”. Comprarse un carro enorme y reluciente -y que pierde un 30% de valor según sale del concesionario- solo para contaminar el aire, estar parado el 98% del día y quemar combustibles fósiles irreemplazables que hay que extraer trabajosamente y acarrear desde el otro lado del planeta está empezando a ser no ya un error económico, ecológico y ético (que también), es que está empezando a ser viejuno y rancio. Y eso para los fabricantes es un worst case scenario, mucho peor que la contaminación o el cambio climático. Tendrán que espabilar, y lanzar un coche de hidrógeno puede ser justo lo que necesitan.

En Alemania, pues, lo tienen claro, y se subvenciona el tema con 700 millones de euros. Nosotros preferimos invertir en clubes de fútbol [3]l, pero si Europa tira por el hidrógeno, nosotros también lo haremos, aunque como siempre, con retraso y renqueantes. Será un proceso largo y muy pausado, y seguramente no tengamos una economía 100% de hidrógeno hasta dentro de un siglo. Que, con los problemas actuales, pues es como hablar de dentro de un millón de años, pero para eso están ahí las propuestas, para debatirlas y no tener que escuchar “es que no hay alternativa” mientras nos dirigimos al abismo en nuestros carros de fuego quemando hidrocarburos.