Hidrógeno blanco

Hace más de dos años escribí una entrada sobre el hidrógeno verde. En esa entrada se asignaban otros colores al hidrógeno, colores que tenían que ver con los procesos por los que se produce este gas, ahora otra vez considerado como posible panacea de nuestros problemas energéticos. A pesar de que el hidrógeno sea incoloro, basta poner en Google "los colores del hidrógeno" para llegar a una serie de documentos en los que se bautiza al hidrógeno como gris (el más habitual,  obtenido a partir del gas natural y el metano en él contenido). O negro o marrón para el que se obtiene de carbón o petróleo. O azul que, en una primera etapa, se produce igual que el gris para, en una segunda fase, capturar el CO2, obtenido como subproducto del proceso, mediante técnicas denominadas de captura y almacenamiento de carbono (CCS en su acrónimo en inglés). El hidrógeno verde, la estrella emergente del momento, ya vimos que se obtiene mediante la electrólisis del agua que quiere decir que vamos a romper los enlaces que unen los dos hidrógenos del agua con el oxígeno y obtener así ambos gases por separado.

El problema es que para llevar a cabo esa electrólisis del agua se necesitan grandes cantidades de energía y, para asignar al hidrógeno ese adjetivo de verde, debemos extraer esa energía sin emitir gases de efecto invernadero, por lo que se emplean energías provenientes de instalaciones eólicas o solares (aunque, a veces, al hidrógeno que se obtiene por la vía solar se le etiqueta de amarillo). Otras fuentes de energía que no producen gases de efecto invernadero puede también emplearse para electrolizar el agua. Y así, hablamos de hidrógeno rosa, púrpura o rojo, según los gustos de cada cual, para denotar al hidrógeno producido por electrólisis con ayuda de la energía proveniente de una central nuclear. Y completaríamos la paleta con el llamado hidrógeno turquesa a partir de un proceso llamado pirólisis del metano que produce directamente hidrógeno y carbono sólido.

La necesidad de obtener hidrógeno radica en que, como yo decía en una frase de la entrada arriba mencionada, "aunque el hidrógeno está por todos los lados en la naturaleza en forma combinada, rara vez se encuentra puro". Bueno, pues ha llegado el momento de matizar esa afirmación, añadiendo un color más a la larga paleta de colores que se han asignado en los últimos años a nuestro hidrógeno: el blanco que, ya os adelanto, es el que se obtiene de forma directa de determinados yacimientos existentes en la Tierra. Es una historia muy interesante de la que comencé a tirar del hilo gracias a la lectura de uno de esos documentos en los que se habla de los colores del hidrógeno. Encontré en él una referencia a un yacimiento situado en la República de Malí, en Africa Occidental, del que fluye de forma natural un gas que es básicamente hidrógeno puro (un 98%) acompañado de un 1 % de nitrógeno y un 1 % de metano.

En un lugar conocido como Bourakebougou, al perforar en 1987 un terreno a la búsqueda de un pozo de agua, se produjo una explosión de gas provocada por un cigarro que andaba fumando un operario que resultó gravemente herido. El incidente ocurrió cuando se alcanzó una profundidad de 112 m. El pozo se tapó con cemento por si las moscas, pero se volvió a abrir en 2011, como experiencia piloto en la producción de hidrógeno, pues ensayos previos de una compañía petrolífera de la propia Malí demostraron que el gas que emanaba de ese pozo era, como acabo de decir, casi hidrógeno puro. En una etapa posterior se utilizó ese hidrógeno como forma de suministrar electricidad a la aldea cercana. El proyecto resultó ser un éxito y ha durado años.

Pero como ha mostrado un largo review de Viacheslav Zgonnik publicado en la revista Earth-Science Reviews en febrero de 2020, se sabe, desde hace tiempo, que hay lugares en la Tierra en los que se producen emisiones de gases que contienen hidrógeno en muy variables concentraciones. El artículo detalla un mapa mundial de los sitios en los que se sabe que el hidrógeno fluye de la tierra de forma natural. En algunos casos, como el de un yacimiento cerca de Antalya, Turquía, que se conoce desde los tiempos de los griegos, el gas que sale es fundamentalmente metano, pero lleva hasta un 11% de hidrógeno. Por poner otro ejemplo, en la isla de Luzón en Filipinas, hay una emanación que contiene un 60% de hidrógeno y que está ardiendo desde los tiempos de la colonización de esa parte de la Tierra por los españoles. Y con mayor o menor proporción de hidrógeno, sin alcanzar el contenido del gas de Malí, se pueden citar innumerables casos repartidos a lo largo y ancho de la superficie continental y de las plataformas marinas. Muchas de estas observaciones se han llevado a cabo fundamentalmente a partir de los años setenta y, en muchos casos, sería complicado obtener de esos yacimientos producciones de hidrógeno como las que vamos a necesitar en un proceso de descarbonización.

Pero es que muchos de esos descubrimientos han sido casuales y, solo muy recientemente, pequeñas compañías han empezado a buscar y evaluar el potencial real de estos "pozos" de hidrógeno, como es el caso de la compañía francesa en la que trabaja el autor del review. ¿Por qué esa actividad no ha empezado antes?. Pues en parte porque es ahora cuando empiezan a descubrirse yacimientos con tamaño y pureza en hidrógeno, susceptibles de utilizarse como fuente de hidrógeno directa. Pero hay otras razones, muy interesantes para un químico como yo. En la mayoría de yacimientos de gas natural, donde suele aparecer hidrogeno muchas veces, la técnica analítica empleada para medir la composición de esos gases ha sido la cromatografía de gases, muchas veces utilizando hidrógeno como vehículo para pasar la mezcla a investigar por una columna que separa los diferentes componentes de la muestra. Eso implica que es difícil detectar hidrógeno en esa muestra, por estar en cantidades ridículas con respecto al que introducimos como gas portador.

Nos falta mucho por investigar sobre cómo se genera ese hidrógeno en las entrañas de la Tierra. Solo así podremos focalizar adecuadamente la labor de los geólogos a la búsqueda de yacimientos importantes. O saber si, al contrario de los yacimientos de combustibles fósiles, generados y acumulados por eventos previos, las emisiones de hidrógeno provienen de procesos que están ocurriendo de forma continua a diversas profundidades. Procesos como la descomposición de agua catalizada por hierro o, simplemente, hidrógeno que está ahí (en la corteza y en el manto) desde la propia formación de la Tierra y que, poco a poco, por su gran difusividad, va ascendiendo. Lo que está claro es que si encontráramos, y aprovecháramos, esos yacimientos, el hidrógeno dejaría de ser un vector de energía (ahora lo tenemos que producir para luego convertirlo en energía), para pasar a ser un combustible en toda regla y, probablemente, renovable.

Vamos a ver cómo evoluciona esto. Quizás todo se quede en nada por no disponer de yacimientos importantes. O quizás estemos solo en un estado muy preliminar, como les ocurrió a los pioneros de las primeras perforaciones a la búsqueda de petróleo. O a los que empezaron a usar las técnicas de fracking de forma decidida (de los que mucha gente se reía) y hoy nos están resolviendo el problema creado por los delirios de Putin, mandándonos buques con gas natural licuado.