Los problemas ambientales de la economía del hidrógeno

Por Jorge Fernández Porto

Considerando que con la tecnología fotovoltaica actual en Puerto Rico podemos generar cerca de 40 vatios por metro cuadrado, se requerirían 3.9 millones de cuerdas para generar esta electricidad. Puerto Rico entero, incluyendo a Vieques y Culebra tiene un área de cerca de 2.2 millones de cuerdas. Por lo tanto habría que construirle un segundo piso (o techo) a la isla y no tener otro uso en la superficie con el objetivo de generar la electricidad necesaria para producir el hidrógeno que movería nuestros vehículos.

Durante los últimos meses hemos escuchado por parte de uno de los candidatos a la gobernación, varias propuestas que tienen unos profundos impactos ambientales, además de económicos y sociales. Como la organización política que las propone se describe a sí misma como partido ambientalista, me parece necesario abundar un poco sobre estas propuestas, empezando por:

La economía del hidrógeno.

Rogelio Figueroa nos dice que una de las vías de la "autosuficiencia energética" que propone es producir hidrógeno para sustituir la gasolina que hoy consumen nuestros vehículos de motor. Nos indica que esta medida evitaría la salida de $4 mil millones del país, generando crecimiento económico de esta forma.

Ahora bien, ¿de qué se trata este asunto del hidrógeno que Rogelio nunca logra explicar con mucho detalle? En 2003, George W. Bush anunció y lanzó al ruedo político su "Iniciativa del hidrógeno como combustible" (Hydrogen Fuel Initiative), propuesta que tiene como uno de sus primeros y más entusiastas promotores al gobernador Arnold Schwarzenegger de California. Así, de una iniciativa Bush, y no de la investigación científica o del empuje de los ambientalistas, surge el movimiento del hidrógeno como panacea energética. En el 2005, se transforma la política energética de los Estados Unidos con el Energy Policy Act, que propone desarrollar el hidrógeno, las celdas de combustible y la infraestructura física y tecnológica necesaria para hacer práctico y costo efectivo el uso del hidrógeno como combustible para el año 2020. En otras palabras, el uso de hidrógeno como sustituto de la gasolina es todavía un proceso experimental que no ha logrado vencer serios obstáculos tecnológicos, como veremos más adelante.

¿Cuál es el principio detrás de la propuesta?

Rogelio y quienes piensan como él nos indican que la producción de hidrógeno "Es la respuesta a los altos precios de la gasolina. Consiste en sustituir la gasolina importada en nuestros automóviles, por hidrógeno producido localmente a partir de fuentes renovables. La meta es eliminar la dependencia de la gasolina de los puertorriqueños y dejar en Puerto Rico, en forma de inversión y empleos, los sobre $4,000 millones que salen de Puerto Rico anualmente por la compra de gasolina. Como resultado, Puerto Rico tendrá toda una nueva generación de automóviles y maquinarias que usen hidrógeno como fuente de energía" (Tomado del programa electoral del PPR)

El primer problema con la propuesta comienza con las primeras tres oraciones de la misma. La segunda ley de la termodinámica nos enseña que se requiere más energía para romper una molécula que para formarla.

Toda la propuesta del uso de hidrógeno se basa en la producción de este elemento para su utilización posterior en una celda de combustible. Rogelio nos propone romper la molécula del agua para estos fines. Se utilizaría energía renovable, nos dice, para dividir el agua en sus componentes atómicos, hidrógeno y oxígeno, a través de un proceso que se conoce como electrólisis, y entonces utilizar el hidrógeno y los electrones asociados a él.

Aquí comienzan los problemas conceptuales y prácticos de la propuesta de Rogelio. Por cada 1 kilovatio hora de hidrógeno que produzcamos, necesitamos 1.3 kilovatios hora de electricidad para producirlo. Como la meta perseguida es sustituir la gasolina importada, e importamos mil millones de galones de gasolina al año, tenemos que calcular cuánto hidrógeno necesitamos producir para lograrlo.

Resulta que 1 galón de gasolina tiene 17 veces la capacidad energética que el mismo volumen de hidrógeno[1]; por lo tanto para sustituir la gasolina importada a la isla necesitaríamos producir 17 mil millones de unidades equivalentes a las de un galón de gasolina[2]. Esta cantidad de hidrógeno, computada en kilovatios hora, requiere para su producción 629 gigavatios (629,000,000 kilovatios) Considerando que con la tecnología fotovoltaica actual en Puerto Rico podemos generar cerca de 40 vatios por metro cuadrado, se requerirían 3.9 millones de cuerdas para generar esta electricidad. Puerto Rico entero, incluyendo a Vieques y Culebra tiene un área de cerca de 2.2 millones de cuerdas. Por lo tanto habría que construirle un segundo piso (o techo) a la isla y no tener otro uso en la superficie con el objetivo de generar la electricidad necesaria para producir el hidrógeno que movería nuestros vehículos.

Sin embargo el problema de Rogelio no termina aquí. Una cosa es la producción de hidrógeno, otra cosa es su transportación, almacenamiento y uso. Cada una de estas acciones conlleva también la inversión de energía. Por ejemplo, para obtener la equivalencia en energía de un tanque de 15 galones de gasolina, se necesita un tanque con 270 galones de hidrógeno gaseoso.[3] Como resultaría poco práctico un tanque de este volumen, el próximo paso debería ser llevar el hidrógeno a su potencial de densidad máximo viable, que es licuarlo (convertirlo en líquido) Esta acción requiere más energía todavía, aproximadamente el 30% de la energía potencial contenida en el hidrógeno a licuarse.

La licuación nos lleva a un tanque de unos 60 galones de hidrógeno líquido para almacenar la energía equivalente a un tanque de 15 galones de gasolina.

Como el hidrógeno no es una fuente de energía, sino un transmisor de ella, no podemos meramente usarlo directamente del tanque en los inyectores de los vehículos. Hay que utilizarlo para acumular carga en baterías y convertir su carro en uno eléctrico, o en uno híbrido. Considere el tamaño que su vehículo tendrá si tiene que añadirle un tanque de tamaño equivalente a cuatro tanques de los que tiene actualmente, más el espacio para baterías, invertidores y demás equipamiento necesario.

El hidrógeno tiene unas características físico-químicas que no lo hacen, digamos, muy seguro. Es 10 veces más inflamable y 20 veces más explosivo que la gasolina. Por lo tanto un accidente de un vehículo con un tanque de 60 galones lleno de hidrógeno puede causar una explosión que libere 1200 veces la energía que se liberaría en un accidente similar con un vehículo normal de gasolina.

Las consecuencias ambientales de la economía de hidrógeno que nos propone Rogelio son enormes. Por ejemplo, necesitaríamos generar unos 1,723 Megavatios hora adicionales al día para solamente producir el hidrógeno necesario para sustituir la gasolina que consumimos. Esta producción significa incrementar en 50% la generación actual diaria de electricidad en las horas de mayor demanda, u horas pico. Hemos demostrado que al menos con la tecnología actual, sería imposible generar esta energía eléctrica con la tecnología fotovoltaica, y no tenemos lugares suficientes con las condiciones apropiadas de viento para generarla por medios eólicos. Por lo tanto habría que incrementar la quema de combustibles fósiles en las plantas generatrices para reducir la quema de combustibles fósiles en los vehículos. Para colmo, por cada viaje que tiene que dar un camión tanque de gasolina al garaje para llenar los tanques, la cantidad equivalente de hidrógeno tendría que ser servida por 17 camiones.

Esta contradicción puede agravarse. De las 236 estaciones para servir hidrógeno en todo el mundo, sólo 10 de ellas producen el hidrógeno a partir del agua. El resto lo producen a partir de gasolina o gas natural, que al fin y al cabo son hidrocarburos. De hecho, la extracción de hidrógeno de la gasolina es el tipo de vehículo que proponen los fabricantes para el futuro. Dicho sea de paso, estas estaciones de servicio de hidrógeno casi todas se encuentran en California –recordemos que el gobernador Schwarzenegger es uno de los promotores principales del uso de hidrógeno- y casi todas son proyectos demostrativos y pertenecen a los fabricantes de vehículos de motor.

Las consecuencias económicas de la economía de hidrógeno son considerables. Los costos de transformación de gasolineras a hidroestaciones; los costos de transformación de los mismos vehículos; el incremento en la producción eléctrica para generar el hidrógeno; los costos de una nueva generación de tanques, puesto que el hidrógeno es tan pequeño que se escapa a través de las moléculas de los materiales que lo intentan contener; todo esto apunta a sumas billonarias.

En resumen, las celdas de combustible prometen ser una forma más limpia de utilizar el hidrógeno para generar energía mecánica en un futuro quizás no muy lejano. En la actualidad la percepción del hidrógeno como opción energética es mucho más apariencia que realidad y sus costos mucho mayores que sus beneficios. www.ecoportal.net

[1] Es de fundamental importancia conocer que el hidrógeno no es una fuente de energía, sino un transmisor de energía. De ahí la diferencia abismal de capacidad energética en comparación con la gasolina, que sí es una fuente de energía.

[2] Cada galón de gasolina tiene la energía equivalente a 37 kilovatios hora

[3] La razón fundamental por la cual hay una diferencia tan grande entre el potencial de energía de la gasolina y el hidrógeno es que el hidrógeno, contrario a lo que indica el candidato a la gobernación del PPR, no es una fuente de energía, sino un transmisor de energía.

Jorge Fernández Porto – Asesor Ambiental del Partido Independentista Puertorriqueño (PIP) – Puerto Rico