Curso: "Estudio Científico de Islandia: tectónica atlántica, volcanes, géiseres, glaciares y desiertos"

Islandia y la sociedad del hidrógeno II

Pedro Medellín Milán
Profesor Investigador de la UASLP

Publicado en Pulso, Diario de San Luis. Sección Ideas, Pág. 4a
del jueves 18 de enero de 2001. San Luis Potosí, México.

http://ambiental.uaslp.mx/docs/PMM-AP010118.pdf

¿Qué problemas resuelve el hidrógeno y cómo se usa?

En el artículo anterior explicamos porqué es importante dejar de usar combustibles fósiles y usar hidrógeno (H) en su lugar. También explicamos que el hidrógeno no produce energía, sino que sólo la transporta. Esto es, hay que usar energía eléctrica para producir hidrógeno y después usar el hidrógeno para, por ejemplo, mover automóviles. Al hacer esto, gastamos más energía eléctrica que si la usáramos directamente en el automóvil. ¿Entonces porqué usamos el hidrógeno y no usamos simplemente energía eléctrica? Pues porque la energía eléctrica no se puede almacenar fácil y eficientemente en el automóvil y el H sí. Entonces el hidrógeno no resuelve el problema de generación de energía porque de todas maneras hay que producir la electricidad quemando combustibles fósiles (carbón, combustóleo, gas natural). Bueno, en general así es, por eso los autos eléctricos, además de imprácticos por el asunto de las baterías, terminan generando más contaminación que los autos de gasolina.

La energía de los géiseres

Aquí viene la explicación de porqué los islandeses pueden generar la energía eléctrica adicional para obtener el H al mismo tiempo que disminuyen la contaminación: ellos tienen muchos géiseres (brotes de vapor natural en el suelo, a alta presión y temperatura), y los géiseres se pueden transformar a electricidad y son energía ecológica (esa sí, no como los taxis). El experimento de Islandia, que se propone dejar de quemar combustibles fósiles y crear en 30 años la “sociedad del hidrógeno”, se reporta en la revista World Watch (No 6, vol 13, nov-dic 2000).

¿En qué consiste el experimento

?

Digamos que el experimento, técnicamente, tiene tres pasos: a) producción de energía eléctrica limpia. Esto se puede hacer usando cualquier fuente de energía natural, tal como una caída de agua (hidroeléctricas), el viento (eoloeléctricas) o géiseres (geotermoeléctricas); b) usar esta energía eléctrica para obtener hidrógeno del agua, al separar la molécula de H2O en hidrógeno y oxígeno por un proceso de electrólisis (el hidrógeno también puede producirse a partir de un combustible fósil o un hidrocarburo, pero entonces también genera dióxido de carbono y tal vez otros contaminantes); y c) usar el hidrógeno así obtenido para producir energía que mueva o caliente algo. De esta manera el uso combinado de energía geotérmica, por ejemplo, e hidrógeno, elimina la necesidad de usar carbón.

¿Cómo se usa el hidrógeno?

El H se puede quemar igual que cualquier combustible y el producto de oxidación es agua, H2O; pero cuando se trata de mover automóviles se prefiere usar una tecnología de reciente descubrimiento: la “celda de combustible” o “fuel cell”. Si quemáramos el H, usaríamos un motor de combustión interna parecido a los actuales de gasolina y el gas de escape sería agua, pero es preferible usar una celda de combustible que genera electricidad adentro del propio automóvil y luego usar esta para impulsar un motor eléctrico que mueve el automóvil. El gas de escape (de la operación de la celda) es también agua.

La celda de combustible

¿Cómo funciona una celda de combustible para transformar el hidrógeno en agua y electricidad? Esta hace el proceso inverso que la electrólisis, que separa el H y el O del agua consumiendo electricidad. Una de las tecnologías más prometedoras de celdas es la “membrana de intercambio de protones”. Digamos que cualquier átomo puede ser separado en protones y electrones, y esto es lo que hace la membrana con el hidrógeno. Los protones pasan a través de la membrana, formando agua y liberando calor, mientras los electrones, que no pueden pasar a través de la membrana, son conducidos por un circuito y producen electricidad.

El ciclo completo

El ciclo completo es: energía primaria (hidráulica, solar, eólica o geotérmica), para obtener electricidad (hidroeléctrica por turbinas de agua, helioeléctrica por celdas solares, eoloeléctrica por turbinas de viento, geotermoeléctrica por turbinas de vapor), para obtener hidrógeno (por electrólisis), para producir electricidad en el propio auto (por celdas de combustible de hidrógeno, tal vez del tipo membrana de intercambio de protones), para producir movimiento (por un motor eléctrico) que mueva el auto.

La estrategia

La estrategia de conversión a la sociedad del hidrógeno en Islandia incluye los siguientes pasos entre el 2000 y el 2030: a) el poner a prueba tres autobuses de celdas de combustible de hidrógeno; b) el reemplazar gradualmente toda la flota de autobuses de Reykjavík y posiblemente las flotas de otras ciudades, con autobuses de celdas de combustible de H; c) el introducir automóviles particulares con celdas de hidrógeno; d) el poner a prueba las celdas de combustible en embarcaciones de pesca; e) el reemplazar gradualmente toda la flota pesquera con botes con celdas de combustible (y ya está: Islandia 2030 ¿alguien quiere ir a ver?).