Descarbonización del sector del transporte en España con el hidrógeno verde

Abstract

El objetivo principal de este trabajo es analizar la viabilidad de la descarbonización del sector del transporte en España mediante el empleo de hidrógeno verde. El proyecto cubre la cadena de valor del hidrógeno verde, así como sus aplicaciones en el sector del transporte. En la cadena de valor se analizan los procesos de obtención y distribución de este combustible comparado con otras alternativas convencionales. Además se estudia la principal aplicación del hidrógeno que es la pila de combustible. Esta se compara con otras alternativas renovables como son las baterías para conocer sus fortalezas y debilidades. En el estudio de las aplicaciones se estudian los principales proyectos existentes y sus características con el objetivo de ver en qué sectores es viable la introducción de esta tecnología y en cuales esto requerirá más tiempo de desarrollo. El transporte es el sector que más aporta a las emisiones de gases de efecto invernadero en los países desarrollados. La ONU se ha puesto como objetivo lograr la descarbonización mayoritaria del sector del transporte en el 2050. Esto es un objetivo muy ambicioso debido a que la gran mayoría de los vehículos de todos los sectores están propulsados mediante hidrocarburos. Los sustituyentes viables para esta función son los motores eléctricos, que pueden estar abastecidos mediante baterías o mediante celdas de combustible. El hidrógeno es un vector energético que no se encuentra en estado libre en la naturaleza. Debido a eso se requiere emplear energía para su producción. Esta energía puede ser renovable o no. Si la energía con la que se obtiene el hidrógeno es renovable, estamos ante el hidrógeno verde, mientras que si esta energía no es renovable, el hidrógeno puede ser azul, gris o negro. El hidrógeno renovable se puede obtener mediante numerosos métodos. Estos se agrupan en dos categorías según la materia prima que empleen para ello. Por un lado se encuentran los que usan la biomasa, como son el reformado, la pirólisis o la gasificación; y por el otro los que emplean el agua, donde destacan la electrólisis y los ciclos termo químicos. El método con mejores rendimientos y un mayor nivel de desarrollo es la electrólisis. En cuanto al transporte y almacenamiento, el hidrógeno es un gas, por lo que debe ser comprimido o licuado para poder ser transportado y almacenado. No obstante existen alternativas que consisten en combinarlo con otras sustancias para aumentar su densidad y por lo tanto, reducir el espacio necesario para transportarlo y almacenarlo. Estas sustancias son el amoníaco y los LOHC. El almacenaje se lleva a cabo en bombonas de gas reforzadas para soportar las presiones. Si este almacenaje es a largo plazo se puede introducir el hidrógeno en cavernas naturales. La principal aplicación que tiene el hidrógeno es la pila de combustible. Este sistema tiene como materias primas el hidrógeno y oxígeno, y mediante una reacción química se obtiene como producto agua y energía. Este sistema no genera emisiones contaminantes y puede emplearse en los medios de transporte. Existen múltiples tipos de celdas de combustible como son las PEM, las AFC, las PAFC, las MCFC y las SOFC. En cuanto al sector a descarbonizar, el transporte por carretera es el mayoritario tanto en número de pasajeros como en toneladas de carga transportadas. Los combustibles empleados son los hidrocarburos, siendo el gasóleo el más empleado, y la gasolina el segundo. Además, este sector es el que más aporta a las emisiones de efecto invernadero en España, tanto a nivel global como en las ciudades.