El hidrógeno verde y la escasez hídrica: hay agua para todos

“Es cierto que Chile tiene un gran reto de déficit hídrico, pero la producción de hidrógeno verde conllevaría mayores beneficios que problemas de sostenibilidad hídrica”.

 

 

 

 

 

 

Mario Gómez

Director H2 Chile y presidente TCI GECOMP

La lógica nos puede llevar a pensar que la manera más sencilla y eficaz para producir hidrógeno sería a través del agua. En efecto, estamos en lo cierto. A priori, esto no supone ningún problema, pues es un elemento que nos rodea a diario y está presente en el 70% de nuestro planeta. Para poder obtener hidrógeno del agua, necesitamos llevar a cabo un proceso denominado electrólisis, basado en la descomposición de la molécula de agua (H2O), en oxígeno (O2) e hidrógeno (H2). 

 

Sin embargo, no todas las partes del mundo tienen la suerte de poder acceder a un recurso tan básico y esencial como el agua. Este es el caso de Chile, que acumula ya 10 años de sequía. Por tanto, se entiende que al oír hablar de que para generar Hidrógeno Verde se empleará agua, surge de inmediato la aprehensión de que esto estaría en competencia directa con la población humana por los escasos recursos hídricos. Pero la realidad es totalmente diferente.

 

La producción de hidrógeno nunca va a ser un problema para agravar el déficit hídrico de un país. Para producir 1 m3 de hidrógeno se necesita más o menos 1 litro de agua. Teniendo en cuenta estas cifras, se necesitan aproximadamente 11 litros (10-12) de agua para producir 1 kg de hidrógeno. 

Fuente: Primer informe de la Mesa Nacional del Agua

El consumo de agua para agricultura o minería es mucho mayor. Comprobemos qué supone este consumo de agua aplicándolo a un sector económico tan importante para Chile como es la minería. La industria minera es probablemente el sector más importante de la economía. La minería supuso el 9,4% del PIB en el año 2019 y en el mismo período, las exportaciones mineras representaron el 55,2% de las exportaciones totales. Para la industria minera, el agua es un recurso estratégico, siendo esencial para el procesamiento de los minerales. De esta forma, el consumo de agua por parte del sector minero es del 4% según información de la Dirección General de Aguas (DGA), 

siendo el sector con mayor consumo el agropecuario, cuyo consumo asciende a un 72%.

 

Además, la minería es uno de los sectores más atractivos a la hora de hablar de descarbonización. Según el último informe de COCHILCO (Comisión Chilena del Cobre) la actividad minera en este país registra un total de 16 millones de toneladas de CO2 equivalentes.

 

Si se sustituyera todo el consumo de combustibles fósiles actual de la minería para utilizar tecnologías de hidrógeno que eliminaran las emisiones asociadas a estos combustibles, el consumo de agua requerido supondría un 1,6% adicional del que hoy en día se utiliza en este sector. Esta cifra supone una cantidad totalmente despreciable, manteniéndose así la minería como el sector económico con menor extracción consuntiva de agua del país. 

 

En buena parte esto se debe a que el hidrógeno posee mayor energía de combustión por kilogramo que cualquier otro combustible. Esto se traduce en una mayor eficiencia por peso que la de los combustibles que se emplean en la actualidad. De hecho, el hidrógeno ofrece 2-3 veces más energía que la mayoría de los combustibles comunes. 

El sector minero en Chile, atendiendo a datos COCHILCO, actualmente supone un consumo energético de 85.000 TJ/año. Al hacer la equivalencia de cuanto hidrógeno sería necesario para cubrir esta energía, obtendríamos un total de 708 mil toneladas al año de hidrógeno. La cantidad de agua necesaria para producir estas 708.000 ton/año, seria de 0,22m3/s que, frente a los 13,8m3/s de uso consuntivo que realiza la minería a día de hoy, supondría 1,6% de agua adicional.

 

Viéndolo en una perspectiva más general, el total de combustibles líquidos fósiles que Chile importa anualmente, lo que supone un total de 10.400 millones en dólares por año, es de 31 millones de toneladas. Chile necesitaría cubrir la demanda energética de 1 millón de TJ al año que aportan estos combustibles fósiles actualmente.  Esta energía se vería suplida con 10 millones de toneladas de hidrógeno verde producido al año, a partir de energías renovables del país, para lo que se necesitarían 3,21m3/s de agua. Tomando de referencia los datos del primer informe de la Mesa Nacional del Agua, constituida en Chile en octubre de 2019 para hacer frente a la crisis hídrica que atraviesa el país, las extracciones de agua ascienden a 4.900 m3/s (DGA, 2017). De estos, el 7% corresponde a extracciones consuntivas de agua, equivalentes a un caudal de 346 m3/s. Según esto, el aumento en el consumo de agua consuntiva para sustituir los combustibles fósiles importados por hidrógeno verde sería menor al 1%.

 

Hay que tener en cuenta además que en el refino del petróleo importado también se emplea agua, por cada litro de combustible final, se utiliza 0,7 litros de agua, teniendo en cuenta que 1kg de hidrógeno equivale energéticamente a unos 3,5 litros de diésel, por ejemplo, el aumento neto de consumo de agua sería mínimo en el escenario de la sustitución de estos combustibles fósiles por Hidrógeno Verde.

Con estos datos queda bastante claro que el hidrógeno verde no compromete el uso de recursos hídricos nacionales.

Independientemente de que el consumo de agua sea despreciable con relación a otros sectores económicos, la posibilidad de utilizar fuentes no convencionales de agua también se plantea como una opción. Existe la posibilidad de usar aguas residuales (o aguas servidas en Chile) aplicando así conceptos de economía circular, donde los residuos o subproductos de determinados procesos pueden llegar a convertirse en nuevos recursos. En total, en Chile se tratan cerca de 1.284 millones de m3 de aguas servidas al año, equivalentes a un caudal medio de 40,7 m3/s. 

Fuente: Primer informe de la Mesa Nacional del Agua.

De estas aguas servidas, más de un 20% se vierte directamente al mar sin darle ningún tipo de uso; agua totalmente desechada. Si toda esta cantidad de agua se empleara, haciendo uso de los tratamientos de purificación necesarios, para producir hidrógeno verde, obtendríamos aproximadamente 24 millones de toneladas de hidrógeno al año.


Asimismo, Chile cuenta con 6.435 km de costa, por lo que otra opción para la obtención de agua sería la desalación para grandes plantas de generación de hidrógeno. En el caso de HOASIS, un proyecto que se está estudiando su ubicación junto a una minera que al día de hoy cuenta con desaladora para el agua que necesita consumir. El agua que se necesitaría para la mayor planta de hidrógeno del mundo (una planta de más de 2GW para la producción de hidrógeno), únicamente representaría el 0,13% del agua que actualmente necesitaría la industria minera que hace uso de la planta desalinizadora. Por lo que es necesario desmitificar que el que la materia prima para producción de hidrógeno verde sea el agua, vaya a suponer grandes consumos que agraven la situación de una zona afectada por la escasez.


Es cierto que Chile tiene un gran reto de déficit hídrico pero la producción de hidrógeno verde conllevaría mayores beneficios que problemas de sostenibilidad hídrica. El desarrollo de un mercado del hidrógeno implicaría también un desarrollo económico y técnico del propio país por varios motivos: el ahorro en importación de combustibles del exterior, la mejora de la capacitación tecnológica que será necesaria entre la sociedad y la activación de una economía basada en energía limpia. Esta es una oportunidad irrepetible que puede llevar al país a posicionarse entre los principales exportadores de hidrógeno verde a nivel mundial, sin comprometer los recursos hídricos.​​​​​​​

Mario Gómez es Ingeniero Técnico Industrial, mención Electricidad y Electrónica por la Universidad española de Jaén es diplomado en Prevención de Riesgos Laborales y Magíster en Energías Renovables.

 

Tiene 25 años de experiencia en distintas industrias: Ingeniería, construcción y dirección de obras civiles, deportivas, industriales y energéticas. Es fundador, desde el año 2002, de empresas de Ingeniería y Construcción en España, Perú, Chile, Uruguay y Argentina y en la actualidad es Presidente del grupo TCI con presencia en Europa y Latinoamérica dedicado al diseño y construcción de plantas de energías renovables y a la promoción de las nuevas tecnologías del Hidrógeno Verde.

 

Mario es residente chileno desde 2013, tiene la responsabilidad de transformar el grupo TCI en uno de los principales actores en el diseño y construcción de instalaciones de generación y distribución del Hidrógeno verde en Chile y el resto de Latinoamérica desde su experiencia internacional y como representante de la empresa en las Asociaciones del Hidrógeno de España y Chile.

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