L’hidrogen s’ha convertit en un dels protagonistes en la transició energètica cap a un model més sostenible. Es considera un element clau per reduir la dependència dels combustibles fòssils i per avançar cap a una economia de baixes emissions de carboni. Però perquè l’hidrogen pugui tenir un rol central en aquest nou model, cal que superem diversos desafiaments tecnològics i econòmics en la seva producció, emmagatzematge i distribució.
L’hidrogen es pot produir de diverses maneres, però no totes són igualment sostenibles. Avui en dia, el 95% de l’hidrogen s’obté a partir de combustibles fòssils (hidrogen “gris”), un procés que emet grans quantitats de diòxid de carboni. Perquè l’hidrogen sigui realment sostenible, cal produir-lo mitjançant processos que no emetin gasos d’efecte hivernacle, com l’electròlisi de l’aigua amb electricitat renovable (hidrogen “verd”). No obstant això, aquest procés és encara molt costós i depèn d’una capacitat de generació d’energia renovable molt elevada, que no sempre és fàcil d’aconseguir.
En aquest context, una de les oportunitats que s’ofereixen per a les empreses és participar en el desenvolupament de tecnologies que abarateixin l’electròlisi i permetin produir hidrogen verd a gran escala. Això requereix inversions en recerca i desenvolupament, però pot ser altament rendible a llarg termini. A més, el creixement de l’hidrogen verd pot generar noves aliances entre sectors, com el de les renovables i l’automobilístic, creant sinergies entre empreses que fins ara no havien col·laborat.
Un cop produït, l’hidrogen presenta reptes en l’emmagatzematge. En estat gasós, és molt lleuger i requereix grans volums, fet que implica tecnologies de compressió i contenidors específics. Alternativament, es pot emmagatzemar en estat líquid, però això requereix temperatures extremadament baixes (uns -253 °C), cosa que complica i encareix el procés. A més, l’hidrogen és una molècula que pot fragilitzar alguns materials, fet que suposa un repte addicional per garantir-ne la seguretat. La recerca en materials per emmagatzemar hidrogen de manera més eficient i segura pot esdevenir una oportunitat de mercat per a les empreses tecnològiques. El desenvolupament de nous materials, com ara alguns hidrurs metàl·lics que encara es troben en fases inicials, podrien revolucionar el sector i obrir noves oportunitats per a les empreses que es dediquen a la fabricació de materials avançats.
Una altra barrera per a l’adopció de l’hidrogen és la seva distribució. A diferència de l’electricitat, que ja compta amb una xarxa de transport establerta, l’hidrogen necessita una infraestructura pròpia, ja que sovint no podrem aprofitar la infraestructura existent de distribució de gas natural, atès que patiria problemes de fragilització perquè no estan preparades per suportar l’hidrogen. Per distribuir-lo, caldrà desplegar una xarxa de canonades específiques o adaptar les actuals. També es pot transportar hidrogen amb camions cisterna, però és menys eficient i més car.
Així, una altra oportunitat per a les empreses pot ser participar en la creació de les primeres infraestructures de transport i distribució d’hidrogen. Amb tot, desplegar xarxes de distribució requerirà una inversió elevada, estarà subjecte a regulacions existents (i futures) de les administracions i encara hi ha incertesa sobre la demanda real que tindrà l’hidrogen per cobrir requeriments energètics.
Sectors com la indústria pesant i el transport de llarga distància (camions, trens o avions) són dels més interessats en l’hidrogen com a alternativa sostenible, ja que les bateries elèctriques no sempre són viables en aquests casos. Així, les empreses d’aquests sectors poden beneficiar-se de la transició cap a l’hidrogen, especialment si s’hi involucren des de les primeres fases, ja que encara hi ha marge per dissenyar nous dispositius que puguin influir en els futurs estàndards i les normatives.
D’altra banda, l’hidrogen també presenta oportunitats en la generació d’electricitat d’emergència i en llocs aïllats, com illes o zones sense connexió estable a la xarxa elèctrica. La capacitat d’emmagatzemar energia en forma d’hidrogen pot ser útil per a equilibrar l’oferta i la demanda d’electricitat renovable, i empreses del sector energètic podrien veure-hi un camp d’expansió.
Des del CER-H2, onze grups de recerca treballem conjuntament de forma multidisciplinària en diferents camps de la ciència i l’enginyeria per acompanyar a les indústries, empreses i administracions a desplegar projectes d’R+D+I que facilitin el camí cap a la descarbonització del model energètic actual a partir de la implementació de les tecnologies d’hidrogen, imprescindible en l’actual context de crisi climàtica. Per finalitzar amb un exemple concret, al nostre grup de recerca NEMEN desenvolupem catalitzadors heterogenis per a reaccions de producció, purificació i transformació de l’hidrogen, com ara la reformació de biomassa, la descomposició d’amoníac o els anomenats processos P2X per transformar hidrogen i diòxid de carboni (CO2) en productes de valor afegit com el metà (CH4) o el metanol (CH3OH), entre d’altres.
LLUÍS SOLER, ‘group leader’ i investigador “Ramón y Cajal” del grup NanoEnginyeria de Materials Aplicats a l’Energia (NEMEN UPC). Subdirector del Centre Específic de Recerca de l’Hidrogen (CER-H2) de la Universitat Politècnica de Catalunya – BarcelonaTech (UPC).