La energía que usan los edificios representa el 25% de las emisiones de efecto invernadero de la Unión Europea, motivo por el cual las instituciones de la UE están preparando una directiva que minimice este impacto. Como, de todos los usos energéticos (climatización y agua caliente, iluminación, electrodomésticos…), el que más energía gasta es la calefacción, la atención se centra sobre todo en descarbonizar este consumo.
Además de mejorar la eficiencia energética de los edificios, como alternativas a las calefacciones actuales la norma en tramitación propone usar tecnologías ya disponibles, como las bombas de calor, máquinas eléctricas que mueven el calor de un lugar a otro y pueden usarse también para refrigeración. Desde el sector se ha sugerido utilizar hidrógeno verde aprovechando o reformando la red y las calderas actuales de gas natural. Pero según varios expertos y la literatura científica, las alternativas disponibles, como las bombas de calor, requieren menor inversión en las infraestructuras y son más eficientes.
Usar la red de gas para quemar hidrógeno…
La directiva en tramitación, que ya ha obtenido el respaldo del Parlamento Europeo, recoge que los “sistemas de calefacción que usan combustibles fósiles” (entre otros las calderas de gas) deben "eliminarse gradualmente" para 2035. Como alternativas, la norma menciona las energías renovables, las bombas de calor… pero también la “energía renovable suministrada por las redes energéticas”. Es decir, deja una puerta abierta a que la red de suministro actual, en lugar de gas, use por ejemplo hidrógeno verde, que no emite CO2 al producirse (porque se obtiene con energía renovable) ni al quemarse (como el hidrógeno de cualquier “color”).
Desde algunas empresas del sector se sugieren distintas formas de suministrar calor a los edificios con hidrógeno: 1) inyectar hidrógeno en la red gasística actual (un proceso conocido como blending) y sustituir gradualmente el gas natural por otros gases menos nocivos (como el biometano o el gas natural sintético), 2) adaptar toda la red y las calderas actuales para que puedan trabajar sólo con hidrógeno o 3) sustituir las calderas por otras que puedan usar gas natural ahora e hidrógeno en un futuro.
Al final hay dos grandes opciones para descarbonizar la calefacción con hidrógeno: aprovechar la red actual de tuberías y calderas haciendo blending o crear una nueva, resume Clara Argerich, doctora en ciencias de datos para la industria y maldita que nos ha prestado sus superpoderes. La experta indica que entre los argumentos a favor está que introducir hasta un 20% de hidrógeno verde en la red de gas es factible y que ese mezclado reduciría las emisiones de la red un 6-7%.
…requeriría una inversión importante…
En su informe de hidrógeno de 2022, la Agencia Internacional de la Energía explica que algunos combustibles de bajas emisiones, como el biometano o el gas natural sintético, tienen características casi idénticas a las del gas natural, por lo que pueden transportarse por los gasoductos existentes tras una “cierta reconfiguración”, pero que “reconvertir las redes de gas natural al hidrógeno requeriría una reconfiguración y adaptación más significativas” de la red de suministro. En su informe anterior también indicaban que esta reconversión “requeriría mucho capital y supondría un reto social”.
Para Clara Argerich, dos principales estrategias para descarbonizar la calefacción con hidrógeno no merecen la pena. Introducir un blending como solución a medio plazo mientras se trabaja en otra a largo plazo implicaría una inversión poco sostenible teniendo en cuenta la baja reducción en emisiones, mientras que construir una red únicamente para hidrógeno requiere mucho tiempo e inversiones y probablemente no se consiguiera con los plazos actuales de descarbonización (según la normativa en tramitación, 2035). “En mi opinión particular descarbonizar la calefacción usando hidrógeno verde en la red de gas no merece la pena, ya que la reducción de emisiones que implica es muy baja en comparación con la inversión que se requiere”, opina la experta.
…y es poco eficiente porque necesita instalar más energía renovable que las alternativas
Carlos Bernuy-López, doctor en pilas de hidrógeno por la Universidad de Liverpool (Reino Unido) indica a Maldita.es que usar hidrógeno para calefacción es “bastante inapropiado” porque “las soluciones eléctricas son mucho más eficientes”. Uno de los análisis más completos y recientes en este sentido es el publicado en marzo de 2023 por Jan Rosenow, investigador en la Universidad de Oxford (Reino Unido) y director de la ONG Regulatory Assistance Project. Rosenow ha revisado 32 estudios científicos independientes que abordan la calefacción con hidrógeno desde varios puntos de vista.
Su principal conclusión es que el hidrógeno verde para calefacción tiene un coste más elevado para el sistema energético que las tecnologías alternativas (energía solar térmica, bombas de calor o calefacción urbana), sobre todo porque producir hidrógeno verde requiere usar más electricidad. Por ejemplo, la eficiencia de la calefacción con hidrógeno es del 70% (del total de energía utilizada, el consumidor recibe el 70%), mientras que las bombas de calor tienen una eficiencia del 300% o el 400% (por cada unidad de energía utilizada, el consumidor recibe tres o cuatro unidades de calor). Por tanto, calentar los hogares con hidrógeno requeriría instalar mucha más potencia renovable (para generar todo el H2 verde necesario) de la que sería necesaria al emplear sólo bombas de calor, explica el experto.
Aunque algunos de los estudios analizados sugieren que el hidrógeno puede ser útil de forma complementaria a otras tecnologías (como la calefacción urbana y bombas de calor híbridas), “ninguno de ellos aporta pruebas que apoyen el uso generalizado del hidrógeno para la calefacción”, lo que cuestiona “la viabilidad futura de la red de distribución de gas”, destaca el estudio.
Otro estudio, publicado en septiembre de 2023, coincide con estos resultados. Varios investigadores compararon distintas combinaciones de aparatos de calefacción, entre bombas de calor, calderas de hidrógeno y otros, para saber cuál sería el mix más eficiente para el sistema energético. La conclusión es que en los escenarios más eficientes, entre el 83% y el 97% del calor se obtiene mediante bombas de calor eléctricas, usando calderas eléctricas y calderas de hidrógeno de forma complementaria.
El grupo de expertos Hydrogen Science Coalition y la Agencia Internacional de la Energía (2021) también recogen que la calefacción mediante bombas de calor es entre cinco y seis veces más eficiente para el sistema que la calefacción con hidrógeno, aunque esta última recomienda explorar el uso de H2 para algunos casos particulares.
Usos "óptimos" del H2 verde: industria, transporte pesado y almacenamiento
“El hidrógeno en calefacción es algo que ni los más cafeteros casi defienden”, resume Bernuy-López. “La única situación donde el hidrógeno sería beneficioso para dar calor es cuando se necesite alcanzar altas temperaturas. Al final todo nos lleva al mismo camino: el hidrógeno en aplicaciones industriales (...) y hay mucho hidrógeno que producir para descarbonizar nuestra industria: fertilizantes, acero, producción de plásticos…”, concluye el experto.
“El hidrógeno es un vector energético con gran valor, pero, en mi opinión, tiene más sentido utilizarlo como herramienta para la descarbonización en aplicaciones donde es la única solución”, considera Clara Argerich. “Un ejemplo sería la aviación: los aviones de largo alcance no se pueden electrificar, pero sí sería útil emplear hidrógeno como combustible”.
Rosenow enumera en su análisis todos estos usos "óptimos" del hidrógeno verde: como sustitución del hidrógeno utilizado actualmente en la industria (por ejemplo, para producir fertilizantes) y los combustibles fósiles en procesos industriales de alta temperatura, como combustible para el transporte marítimo y como almacenamiento de energía a largo plazo en la producción de electricidad.
Este artículo fue realizado en alianza con Ecodes como parte de su proyecto "Cazamitos del hidrógeno".
En este artículo han colaborado con sus superpoderes la maldita Clara Argerich, doctora en ciencias de datos para la industria. Argerich forma parte de Superpoderosas, un proyecto de Maldita.es que busca aumentar la presencia de científicas y expertas en el discurso público a través de la colaboración en la lucha contra la desinformación.
Gracias a vuestros superpoderes, conocimientos y experiencia podemos luchar más y mejor contra la mentira. La comunidad de Maldita.es sois imprescindibles para parar la desinformación. Ayúdanos en esta batalla: mándanos los bulos que te lleguen a nuestro servicio de Whatsapp, préstanos tus superpoderes, difunde nuestros desmentidos y hazte Embajador.
La imagen de portada es de Lifeforstock en Freepik
