Economía de hidrógeno para niños
La economía de hidrógeno es una idea para usar el hidrógeno (H2) como una forma de almacenar y transportar energía, en lugar de los combustibles que usamos ahora, como la gasolina o el diésel. La meta es que el hidrógeno reemplace a los combustibles fósiles en vehículos y sirva para guardar la energía de fuentes renovables.
Contenido
¿Qué empresas están trabajando en la economía de hidrógeno?
Muchas empresas importantes, especialmente de automóviles como Honda, Daimler, Ford Motor Company, General Motors, Hyundai Motor Company, Kia Motors Corporation, Renault SA, Nissan Motor Corporation y Toyota Motor Corporation, están investigando y desarrollando vehículos que usan hidrógeno. Algunas de ellas creen que el futuro de la energía estará basado en el hidrógeno.
Por ejemplo, Honda ha creado un coche llamado FCX Clarity que funciona con una pila de combustible de hidrógeno. También han desarrollado un sistema para casas, llamado Home Energy Station (HES), que puede producir hidrógeno usando energía solar. Este hidrógeno se usaría para cargar los coches y, al mismo tiempo, generar electricidad y agua caliente para la casa.
¿Cómo se produce el hidrógeno hoy en día?
La producción de hidrógeno es una industria muy grande y sigue creciendo. En 2004, se produjeron unas 50 millones de toneladas métricas de hidrógeno. La mayor parte del hidrógeno se produce y se usa en el mismo lugar, porque transportarlo es costoso.
Actualmente, el hidrógeno se usa principalmente para dos cosas:
- Casi la mitad se usa para fabricar amoníaco (NH3), que es un ingrediente clave para los fertilizantes. Como la población mundial crece, también aumenta la necesidad de fertilizantes y, por lo tanto, de hidrógeno.
- La otra mitad se usa en las refinerías de petróleo para transformar los hidrocarburos pesados en combustibles más ligeros, como la gasolina. Este proceso se llama "hidrocraqueo".
Hoy en día, la mayor parte del hidrógeno se obtiene de combustibles fósiles:
- El 48% viene del gas natural.
- El 30% viene del petróleo.
- El 18% viene del carbón.
- Solo el 4% se produce mediante la electrólisis del agua, que es un proceso más limpio.
Debido a la gran demanda, se están buscando formas más baratas y eficientes de producir hidrógeno.
¿Por qué es importante el hidrógeno como fuente de energía?
La electricidad ha cambiado mucho nuestras vidas, pero es difícil de almacenar en grandes cantidades para usarla después. Por ejemplo, las baterías no guardan mucha energía y tardan en cargarse.
Hace mucho tiempo, los motores de combustión interna que usan gasolina o diésel se hicieron muy populares porque eran eficientes y podían almacenar mucha energía en poco espacio. Esto permitió el desarrollo de coches y aviones.
Hoy en día, nos preocupan dos cosas:
- Que los combustibles fósiles se están acabando.
- El calentamiento global causado por las emisiones de dióxido de carbono (CO2) al quemar estos combustibles.
Por eso, se busca un combustible alternativo que no tenga estos problemas. Algunas personas creen que las pilas de combustible de hidrógeno podrían ser la solución, como lo fueron los motores de combustión interna en su momento.
¿Cómo se produciría el hidrógeno en una economía de hidrógeno?
En una economía de hidrógeno, la idea es producir hidrógeno a gran escala usando fuentes de energía que no sean combustibles fósiles, como las energías renovables (solar, eólica) o la energía nuclear. Este hidrógeno se usaría para almacenar energía y reemplazar al gas y al petróleo, que producen gases de efecto invernadero.
Se podría producir hidrógeno en grandes plantas rurales y luego distribuirlo a través de un sistema similar al de gas natural. Los usuarios finales, como las casas y los vehículos, usarían pilas de combustible para obtener energía.
Si el hidrógeno se produce a partir de combustibles fósiles en grandes centrales, la contaminación se concentraría en un solo lugar, lo que podría hacer que las ciudades estuvieran más limpias. Sin embargo, la eficiencia de este proceso es un desafío. Si se queman combustibles fósiles para generar electricidad, luego usar esa electricidad para producir hidrógeno, y finalmente usar el hidrógeno en una pila de combustible, la eficiencia total es baja. Esto significaría quemar más combustibles fósiles para la misma cantidad de trabajo, lo que aumentaría los costos y la contaminación.
Una opción más realista a corto plazo podría ser producir hidrógeno a partir de gas natural o carbón mediante procesos químicos. Esto permitiría usar el carbón (que es muy abundante) para reemplazar el petróleo. Sin embargo, esta forma de producir hidrógeno sería más contaminante que usar petróleo, ya que el carbón es más contaminante.
Todavía hay muchos desafíos tecnológicos que superar para que la economía de hidrógeno sea una realidad, pero las investigaciones continúan.
Energía solar
Es la energía que viene del Sol. El Sol produce energía nuclear que se convierte en radiación. Esta radiación se puede transformar en calor o en electricidad. La energía solar fotovoltaica convierte la luz del sol directamente en electricidad.
Una gran ventaja de la energía solar es que es una fuente renovable y no contamina. Además, permite que las personas generen su propia energía en casa, lo que reduce la dependencia de las grandes centrales y las pérdidas de energía durante el transporte.
Energía eólica
Es la energía que se obtiene del viento. El viento tiene energía de movimiento (energía cinética) que podemos aprovechar. Se puede usar en molinos de viento o barcos de vela para producir energía mecánica, o en aerogeneradores para generar electricidad.
Energía hidráulica
Es la energía que se obtiene del agua en movimiento, como en los ríos o embalses. El agua en los embalses tiene energía potencial (energía almacenada por su altura). Cuando el agua cae, esta energía se transforma en energía mecánica (como en los molinos de agua) o en energía eléctrica (en las centrales hidroeléctricas).
Energía nuclear de fisión
Es la energía que se obtiene del uranio. Se aprovecha la energía que está dentro de los núcleos de los átomos de uranio. Esta energía se transforma en electricidad. Una parte importante de la electricidad que usamos en muchos países viene de centrales nucleares.
Energía nuclear de fusión
La fusión nuclear es una reacción en la que dos núcleos muy pequeños (como los de hidrógeno) se unen para formar un núcleo más grande y estable. En este proceso, se libera una gran cantidad de energía.
¿Podrían los coches generar energía?
Algunos expertos, como Steven Chalk, sugieren que si los vehículos pudieran transformar su energía de movimiento en electricidad y almacenarla en pilas de hidrógeno, se abriría la puerta a una forma de producir energía de manera distribuida, como una "internet del hidrógeno". Él cree que si solo un pequeño porcentaje de los coches del mundo se conectaran a estas redes de energía, no serían necesarias tantas centrales eléctricas.
¿Cómo afecta la economía de hidrógeno al medio ambiente?
El hidrógeno no es una fuente de energía en sí mismo, sino un "vector energético", es decir, una forma de transportar y almacenar energía. Por lo tanto, el impacto ambiental del hidrógeno depende de cómo se produzca.
En 2010, alrededor del 95% del hidrógeno se producía quemando combustibles fósiles, lo que sigue liberando gases de efecto invernadero a la atmósfera. Solo un 5% se producía mediante electrólisis, que es separar el hidrógeno del agua usando electricidad.
La electrólisis es menos eficiente que usar la electricidad directamente, pero permite almacenar la energía. Esto es muy útil porque se puede seguir generando energía incluso cuando no hay mucha demanda, y luego usarla cuando se necesite. Si la electricidad para la electrólisis viene de fuentes renovables como la eólica o la solar, entonces el hidrógeno sería un vector energético con muy pocas emisiones de gases de efecto invernadero.
Galería de imágenes
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Elementos de la economía de hidrógeno: producción de hidrógeno mediante energías renovables, electrólisis del agua, pilas de combustible (fuel cell), vehículo de hidrógeno, tecnologías de hidrógeno, hidrogeneras (estaciones de servicio)
Véase también
En inglés: Hydrogen economy Facts for Kids
