El biohidrógeno entra en la ecuación de la energía neta cero

Los biogases pueden ayudar a descarbonizar los procesos de fabricación con uso intensivo de energía, el transporte y otros sectores necesitados de defosilización. Un número cada vez mayor de innovadores, investigadores y expertos de la industria está probando las soluciones que el biohidrógeno puede aportar a la ecuación de la energía neta cero.

Esta forma de hidrógeno verde se produce a partir de materias primas biológicas. La ventaja única de utilizar tecnologías de biohidrógeno como portadores de energía renovable es la consecución de emisiones negativas. Esto ocurre cuando se retira de la atmósfera más CO2 del que se añade. A medida que las tecnologías del biohidrógeno siguen evolucionando, su potencial transformador se hace cada vez más evidente, allanando el camino hacia un futuro energético más sostenible y resistente.

Producción de biohidrógeno en la industria europea del biogás

El sector europeo del biogás ha experimentado un crecimiento exponencial, con más de 20.000 plantas que generarán 223 TWh de energía en 2022. La industria se encuentra en un importante punto de inflexión, en transición hacia la producción de biometano. De hecho, el futuro mix energético estará formado por una coexistencia de gases renovables, donde el biogás, el biometano y el hidrógeno tienen papeles complementarios. La producción de biohidrógeno a partir del biogás puede aumentar aún más la versatilidad y flexibilidad de las plantas de biogás, diversificando los productos energéticos y, por tanto, los posibles consumidores de las plantas de digestión anaerobia. 

Por biohidrógeno se entiende el hidrógeno obtenido a partir de fuentes biogénicas. Puede producirse a partir del biogás, pero también de otras vías de producción (Figura 1).  La Asociación Europea del Biogás (EBA) participa en TITAN, un proyecto de I+D que explora una tecnología innovadora de producción de biohidrógeno. TITAN consiste en la conversión directa del biogás, mediante craqueo simultáneo del biogás y reformado en seco con dióxido de carbono, para obtener biohidrógeno y materiales sólidos de carbono. El proyecto responde a las necesidades específicas de las plantas de biogás pequeñas, remotas o no subvencionadas, ofreciendo una vía alternativa para valorizar el biogás de forma eficiente y competitiva en costes.

Figura 1. Panorama de las tecnologías de producción de biohidrógeno

Las tecnologías que convierten directamente el biogás en biohidrógeno, como la tecnología TITAN, encuentran relevancia en segmentos de mercado o zonas donde las conexiones a la red son costosas, por lo que resulta ideal para plantas alejadas de la red de gas. Dado que en algunas zonas se están eliminando progresivamente los incentivos financieros para las plantas de biogás que funcionan sólo con electricidad, estas tecnologías se presentan como una opción viable, garantizando una producción de gas renovable con biohidrógeno más eficiente y diversificada. También resultan prometedoras en zonas con industrias intensivas en hidrógeno y carbono, convirtiéndose en una opción estratégica para las plantas existentes que necesitan descarbonizarse en sinergia con los mercados locales. El biohidrógeno destaca especialmente en las zonas rurales, como solución energética verde de origen local, que reduce los costes y los problemas asociados al transporte de hidrógeno. Por último, en el contexto de escenarios más amplios de combinación energética, el biohidrógeno procedente del biogás permite el despliegue simultáneo de soluciones energéticas complementarias, en consonancia con los objetivos de descarbonización de la UE.

Biohidrógeno: un cambio de juego para las industrias verdes

En 2020, la demanda europea de hidrógeno alcanzó los 8,7 Mt. La mayor parte de la demanda de hidrógeno se destinó a las refinerías y a las industrias del amoníaco (49% y 31% respectivamente), mientras que la industria química utilizó el 13% de la demanda total de hidrógeno. De 2015 a 2050, el Clean Hydrogen Monitor estima que la demanda de hidrógeno se multiplicará por siete. Para 2030, los proyectos industriales prevén un consumo total de 5,2 Mt de hidrógeno/año. Sin embargo, estos sectores intensivos en energía están pasando lentamente de la utilización de combustibles fósiles a la utilización de biohidrógeno y energía verde, en consonancia con los objetivos de reducción de emisiones. En este contexto, el biohidrógeno se perfila como una fuente de energía innovadora y un gas renovable que elimina las emisiones de carbono.

La industria siderúrgica es un ejemplo paradigmático de sector industrial que necesita urgentemente una desfosilización. La electricidad renovable por sí sola no basta para descarbonizar el sector y el uso de biohidrógeno puede duplicar efectivamente el crédito de carbono de las rutas siderúrgicas basadas en el hidrógeno. Del mismo modo, en la industria química, el uso de biohidrógeno como materia prima puede impulsar la producción de amoníaco basada en el reformado de metano con vapor (SMR). El uso de biohidrógeno en ese proceso puede reducir sustancialmente las emisiones de carbono asociadas y facilitar la producción de amoníaco carbono-negativo con tecnologías de captura y almacenamiento de carbono (CAC). El proceso de síntesis del etileno, que depende de la generación de calor a base de hidrógeno, ve reducida notablemente su huella de carbono utilizando biohidrógeno carbono-negativo. 

Además de las aplicaciones industriales, las moléculas portadoras de hidrógeno, como el biometano, el biometanol y el bioamoníaco, ofrecen una solución para transportar hidrógeno de forma rentable. La integración del biometano y el hidrógeno en el mix energético europeo muestra sinergias prometedoras en términos de almacenamiento estacional y utilización de la red. El bioamoniaco sirve como portador directo de hidrógeno producido biológicamente, ofreciendo versatilidad en aplicaciones energéticas. Del mismo modo, el biometanol aparece como un combustible ecológico para el transporte difícil de descarbonizar, presentando ventajas de seguridad y potencial para diversos productos derivados.

Una solución prometedora para el panorama europeo de las energías renovables

Las tecnologías de biohidrógeno ofrecen soluciones prometedoras para el panorama europeo de las energías renovables. Especialmente los segmentos del mercado del biogás que se enfrentan a retos, como la gran distancia a la red de gas o la eliminación progresiva de los incentivos para las plantas de biogás que funcionan sólo con electricidad, se beneficiarán de estas tecnologías. El biohidrógeno no sólo facilita la descarbonización industrial, sino que también se alinea con escenarios más amplios de combinación energética, contribuyendo a los objetivos de descarbonización de la UE. A medida que avanza el biohidrógeno, se abre la próxima frontera de las energías renovables, que promete un futuro más resistente y respetuoso con el medio ambiente.

Artículo de Marina Pasteris, Directora Técnica y de Proyectos de la European Biogas Association (EBA).