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Dec 31, 2023

Reemplazar el metano con hidrógeno para calentar los hogares es una mala idea

Profesor Asociado en Desarrollo Sostenible, Universidad Heriot-Watt

Profesor Asociado en Desarrollo Sostenible, Universidad Heriot-Watt

Ran Boydell ha recibido financiación de los gobiernos del Reino Unido y Escocia para la investigación de edificios sostenibles y es director de la Asociación Escocesa de Diseño Ecológico (SEDA).

Heriot Watt proporciona financiación como miembro de The Conversation UK.

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El hidrógeno es un gas rico en energía, que no libera emisiones de carbono cuando se quema. Se puede utilizar en la mayoría de equipos donde actualmente se utilizan combustibles fósiles como gas natural (metano) o GLP (gas licuado de petróleo). En su hogar, eso podría significar una caldera de gas, un calentador, una cocina o los tres.

También puede impulsar vehículos con motor de combustión que, de otro modo, podrían funcionar con gasolina. Y puede generar suficiente calor para los procesos de la industria pesada, como la fabricación de acero, que en la actualidad se realiza mayoritariamente quemando carbón.

Estas cualidades hacen del gas hidrógeno un sustituto atractivo de los combustibles fósiles que impulsan el cambio climático. Pero, ¿podría (y debería) calentar su hogar?

El hidrógeno es uno de los elementos más abundantes en la Tierra, pero debido a que reacciona tan fácilmente con otros elementos, hay muy poco hidrógeno puro disponible (es solo el 0,00005 % de la atmósfera). En cambio, el hidrógeno debe extraerse y almacenarse.

Si se utiliza electricidad renovable generada por fuentes eólicas, solares y de otro tipo para separar el hidrógeno del agua, se podría crear un ciclo energético totalmente sostenible. Esto se llama hidrógeno "verde" pero, por el momento, representa solo el 0,1% de la producción mundial de hidrógeno. La infraestructura necesaria para producir hidrógeno verde a escala aún no se ha construido, ya que no hay suficientes incentivos para hacerlo, mientras que es barato y simple producir hidrógeno utilizando combustibles fósiles.

La mayor parte del hidrógeno que se produce actualmente en todo el mundo se extrae de los combustibles fósiles, aproximadamente la mitad del metano y el resto del petróleo o el carbón. La extracción de hidrógeno de los combustibles fósiles libera carbono. Solo alrededor del 1 % de la producción mundial de hidrógeno está sujeta a un proceso industrial conocido como captura, uso y almacenamiento de carbono (CCUS, por sus siglas en inglés), que filtra la mayor parte del carbono (la mejor tasa de captura actual es de alrededor del 90 %) para crear hidrógeno "azul". .

La gran mayoría del hidrógeno está etiquetado como "gris", donde el carbono simplemente se emite a la atmósfera. Entonces, si bien puede estar limpio en el punto de uso, la producción de hidrógeno contribuye al calentamiento global.

Si bien el hidrógeno tiene el potencial de ser un sustituto ecológico de los combustibles fósiles, esto sigue siendo una perspectiva futura.

Para descarbonizar la calefacción doméstica y el agua caliente, el reciente proyecto de ley de seguridad energética del Reino Unido promovió las bombas de calor como reemplazo de las calderas de gas. La mayoría de los países de Europa y América del Norte han hecho lo mismo.

Las bombas de calor funcionan como un refrigerador a la inversa, empujando el calor hacia adentro en lugar de sacarlo de un espacio. La razón por la que las bombas de calor son tan útiles es que pueden convertir una unidad de electricidad en dos o más unidades de calor, lo que se conoce como un coeficiente de rendimiento o COP de 2. En comparación, las calderas de gas tienen un COP de aproximadamente 0,9. Es aún más bajo si queman hidrógeno, quizás menos de 0,5.

El proyecto de ley establece el objetivo de instalar bombas de calor en 600 000 hogares cada año para 2028. El Comité de Cambio Climático del Reino Unido (UKCCC), un organismo independiente que asesora al gobierno, proyecta que el 52 % de la calefacción doméstica provendrá de bombas de calor para 2050. de esas viviendas se desconectarán progresivamente de la red de gas.

Al mismo tiempo, se anima a los hogares a ser más eficientes desde el punto de vista energético mediante la instalación de aislamiento en ventanas, paredes y desvanes. Esto podría reducir la demanda de energía promedio para la calefacción de espacios hasta en un 75 % si se adapta al estándar Passivhaus (un punto de referencia internacional para la construcción de muy bajo consumo de energía).

Se aplican reglas aún más estrictas a las viviendas de nueva construcción. En Escocia, las normas de construcción prohibirán la instalación de calderas de gas en viviendas construidas después de 2024 y recientemente se aprobó una legislación para introducir un estándar escocés equivalente a Passivhaus.

Con menos hogares conectados a la red de gas y una demanda de energía mucho menor para aquellos que se conecten en el futuro, mantener la red de gas nacional para uso doméstico parece un desperdicio. Tal vez sea hora de pensar en cerrar el gas para siempre.

Un informe reciente de un asesor del gobierno conocido como el Campeón del Hidrógeno recomendó mezclar hasta un 20 % de hidrógeno en la red de gas, de forma similar a como la mayoría de la gasolina ahora tiene un 10 % de etanol mezclado. Esto se incluye en el informe bajo el título "Estimular la demanda". y parece claro que el objetivo es fomentar la producción de hidrógeno en lugar de reducir las emisiones de carbono.

El informe dice:

La mezcla de hidrógeno por sí sola podría respaldar hasta aproximadamente 5 GW de producción de hidrógeno a corto plazo y tiene el perfil de riesgo más bajo de los compradores [compradores potenciales]. Esto ayuda significativamente a que los proyectos de hidrógeno habilitados por CCUS sean invertibles durante la ampliación.

El uso doméstico de gas se considera de "bajo riesgo" porque la mayoría de los hogares simplemente no tienen otra alternativa.

En el corto plazo, el uso de cualquier hidrógeno para calentar el hogar casi con seguridad aumentaría las emisiones de carbono porque, como se señaló anteriormente, el hidrógeno tiene un COP más bajo que el metano y la gran mayoría se produce a partir de combustibles fósiles sin CCUS.

A más largo plazo, es mucho más probable que el hidrógeno se utilice en el transporte y la industria pesada que en las casas. El informe afirma que el Departamento de Seguridad Energética y Net Zero ha "enfatizado fuertemente la necesidad de priorizar a los consumidores industriales". El UKCCC proyecta que solo el 5% de la calefacción doméstica provendrá del hidrógeno y será predominantemente como suministro secundario para bombas de calor híbridas.

El mensaje de los operadores de la red de gas del Reino Unido es que están haciendo la transición de la red de gas al hidrógeno, y ya se está trabajando en la planificación de las actualizaciones de las tuberías regionales que serán necesarias y para proyectos piloto con pequeños grupos de casas. Los fabricantes de calderas también están promocionando calderas preparadas para hidrógeno que se pueden instalar ahora en previsión de un suministro de hidrógeno al 100%.

Pero la transición de toda la red de gas al hidrógeno sería una tarea enorme. Lo más probable es que algunos centros de hidrógeno se desarrollen en lugares con un excedente de generación de energía renovable para producir hidrógeno verde, junto con una alta demanda industrial y una alta densidad de edificios donde las bombas de calor y la modernización serán difíciles.

No tienes control sobre qué tipo de gas se entrega a través de las tuberías a tu casa. Si se introduce una mezcla 80:20, será para estimular la inversión comercial en la producción de hidrógeno, y primero deberá considerarse seguro para todos los usos domésticos existentes, de modo que no se requieran modificaciones. A más largo plazo, la industria pesada y el transporte absorberán la gran mayoría del hidrógeno producido.

Lo que puede hacer, si puede pagarlo o es elegible para el apoyo del gobierno, es aislar su hogar e instalar una bomba de calor, lo que reducirá inmediatamente las emisiones de carbono de su hogar y le ahorrará dinero.

En cuanto al hidrógeno, olvídalo.

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