Opinión: Hidrógeno, vector energético


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Es realmente envidiable como Costa Rica ha alcanzado tal distribución de energía instalada y generada, en términos del gran porcentaje clasificado como energía renovable. Sin embargo, un 9% de la energía generada en el 2012 provino de plantas térmicas, que utilizan en su mayoría derivados del petróleo para ser operadas. Estas se utilizan para suplir energía al país en momentos “pico” de demanda y en casos inusuales, cumpliendo su función de fuentes de energía despachable.

El panorama energético en el que Costa Rica se encuentra se ve nublado por su compromiso de alcanzar la carbononeutralidad en corto tiempo. Un incremento significante de instalación y uso de energía renovable es necesario para cumplir con el compromiso.

Desafortunadamente, este incremento trae consigo el problema de la variabilidad energética, que proviene del hecho de que este tipo de energías no tienen disponibilidad constante (excluyendo la geotérmica). El problema de variabilidad tiene que reducirse a niveles aceptables en una red eléctrica, ya que la red tiene que ser capaz de entregar energía a voltajes y frecuencias constantes, estando preparada para fluctuaciones en la generación y demanda.

Es aquí donde se presenta el dilema de cómo incrementar el uso de estas energías renovables, y simultáneamente, resolver el problema de variabilidad. La posibilidad más atractiva, excluyendo la importación de energía, consiste en almacenar el exceso energético generado. De esta manera, se podría aprovechar esta energía en momentos que es necesitada.

Una potencial técnica consiste en almacenar hidrógeno, que puede ser utilizado para generar electricidad directamente mediante el uso de celdas de combustible. Este proceso no emite dióxido de carbono al ambiente, haciéndolo carbono neutral.

Se puede extraer de gas natural, o biogás y del agua. Ambos procesos requieren energía para llevarlos a cabo. Esto clasifica al hidrógeno, no como una fuente de energía, sino como un “vector energético”.

Utilizar energía renovable para generar hidrógeno, almacenarlo, y utilizarlo para generar electricidad cuando sea conveniente, es una proceso de almacenamiento de energía completamente limpio y con un rango amplio de escalabilidad. Este contribuiría a solucionar el problema de variabilidad de las energías renovables, por ende, haciéndolas más atractivas.

Uso a escala

La tecnología se puede llevar a cabo tanto a pequeña como a gran escala, y cubre una gran variedad de aplicaciones útiles para el uso cotidiano. Una importante aplicación a pequeña escala es garantizar el funcionamiento fiable de aparatos eléctricos que no están conectados a la red, debido a su localización remota. Los aparatos incluyen torres de telecomunicaciones, repetidoras, bombas de agua, etc. Estos utilizarían fuentes de energía renovable levemente sobredimensionadas para funcionar, y generar hidrógeno con el exceso de energía. El mismo sería almacenado y utilizado en momentos que la fuente de energía no puede suplir electricidad necesaria para el funcionamiento del aparato eléctrico.

Este concepto a mediana escala podría garantizar el funcionamiento fiable de una residencia que solamente utiliza fuentes de energía renovable. A la vez se podría garantizar el funcionamiento fiable de plantas eléctricas, a gran escala.

Adicionalmente, el hidrógeno puede ser envasado para ser utilizado, no solamente en una ocasión distinta, sino también en una localización distinta. Plantas generadoras de hidrógeno, de pequeña o gran escala, pueden especializarse en generar, almacenar, y distribuir hidrógeno en cantidades prácticas para distintos usos, en diferentes lugares. Esto sería útil en un caso donde solamente es deseable generar electricidad con hidrógeno, y comprar hidrógeno envasado resulta más práctico que generarlo in situ.

Una importante aplicación del hidrógeno envasado se encuentra en el sector transporte, ya sea en masa o individual. La tecnología de celdas de combustible aplicada en carros eléctricos ya es comercial, y se mantiene en desarrollo. Existen más de 80 estaciones de llenado en el mundo, y el número seguirá creciendo con la maduración de la tecnología.

Esta tecnología es de punta, carbono neutral, y su estado de maduración incrementa rápidamente en el ámbito global. Adoptarla en nuestro sistema energético, ya sea a pequeña o gran escala, nos ubicaría en la vanguardia del avance tecnológico, del sector energético, en todo Latinoamérica.

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