Creciente interés en clasificar el hidrógeno

Conocer el combustible utilizado para las pilas de combustible de hidrógeno y los motores de combustión interna de hidrógeno (H2-ICE) es tan importante como conocer los propios sistemas de propulsión. El combustible puede afectar no sólo al rendimiento sino también al perfil ecológico de una flota.

Se utilizan varios términos para identificar el hidrógeno y por diversas razones. Diferentes agencias, industrias y entidades involucradas en el uso y producción de hidrógeno han comenzado a categorizarlo ya sea por intensidad de carbono o con colores como verde, azul, gris y rosa.

Si bien el hidrógeno es el elemento más prolífico del universo, debe extraerse de fuentes como el agua, el metano y el petróleo, que requieren diversos métodos de producción y necesidades energéticas.

Dependiendo de la fuente de hidrógeno y de cómo se produce, pueden producirse emisiones indeseables como monóxido de carbono y dióxido de carbono. Cuanto más limpia sea la fuente de energía utilizada para producir hidrógeno, mejor será su perfil de carbono en las ruedas.

Para ayudar a comprender mejor el impacto del hidrógeno en el cambio climático que alimentará el H2-ICE y las pilas de combustible, observe los códigos de colores y las puntuaciones de intensidad de carbono. Cada uno tiene un papel que desempeñar mientras las partes interesadas de la industria y el gobierno trabajan para establecer estándares para este combustible emergente que ha demostrado reducir las emisiones y al mismo tiempo satisfacer las desafiantes demandas del transporte por carretera de servicio mediano y pesado.

Ser consciente de las variaciones en la producción de hidrógeno a través de códigos de colores y puntuaciones de carbono puede ayudar a las flotas a alcanzar de manera más efectiva los objetivos ambientales, sociales y de gobernanza (ESG) que, según McKinsey & Company, pueden reducir el riesgo y atraer inversores.

"La rueda de colores tiene tracción y aquellos que la han estado usando la usan por defecto", dijo Tom Swenson, Director de Asuntos Regulatorios Globales de Cummins Inc. "Pero necesitas un número para hacer los cálculos y decir: 'aquí está mi puntuación de carbono', para cualquier cosa que estés tratando de calcular. Si es para ESG, necesitas un número".

Isabel Castro, directora de marketing de electrolizadores de Accelera™ de Cummins, destacó el valor de categorizar el hidrógeno por colores y al mismo tiempo apoyarse en las puntuaciones de intensidad de carbono como árbitro final.

"El código de colores es útil y fácil de entender y, por lo tanto, facilita la difusión de la conciencia sobre los diferentes tipos de producción de hidrógeno", afirmó Castro.

Si bien los colores pueden ser útiles para diferenciar inicialmente los métodos de obtención y producción de hidrógeno, los valores de intensidad de carbono proporcionan una evaluación más precisa ya que, como explicó Castro, "la codificación de colores por sí sola no es suficiente para proporcionar la huella de carbono real".

Los contaminantes en el hidrógeno también son un factor, especialmente en el caso de las pilas de combustible, que requieren un combustible más puro que el H2-ICE. No reconocer los contaminantes obstaculizará el rendimiento de las pilas de combustible.

"Habrá dos especificaciones de combustible [de hidrógeno] diferentes. La pila de combustible tendrá una especificación de combustible y el motor de hidrógeno tendrá una especificación de combustible", explicó Jim Nebergall, director ejecutivo de estrategia de mercado de Cummins. "La principal diferencia es que las pilas de combustible requieren combustible muy puro, a veces denominado "pureza de cinco 9", lo que significa 99,999% puro. Un motor no es tan sensible a esas impurezas como una pila de combustible".

Entendiendo los colores del hidrógeno

Además de buscar impurezas en el hidrógeno, es fundamental vigilar el impacto ambiental del combustible.

La codificación de colores puede identificar rápidamente el hidrógeno en términos de su valor sostenible. Accelera ha dado un vistazo a algunos de los colores más populares utilizados para clasificar el combustible:

Hidrógeno verde: Se obtiene del agua mediante electrólisis alimentada por fuentes de energía renovables como la solar, la eólica y la hidroeléctrica. Este es el único tipo de hidrógeno que produce cero emisiones durante su producción. Se espera que los altos costos de fabricación disminuyan a medida que crezcan las innovaciones en este campo. Accelera se centra en la producción de hidrógeno verde a través de electrolizadores alcalinos y de membrana de intercambio de protones (PEM).

Hidrógeno amarillo: Un tipo de hidrógeno verde producido con energía solar.

Hidrógeno gris: Comprende el 95% de la producción de hidrógeno en Estados Unidos. El gas natural, generalmente metano, se combina con vapor de alta temperatura bajo presión (reformado de metano con vapor, o SMR) que produce hidrógeno. Los subproductos de los gases de efecto invernadero incluyen monóxido de carbono y dióxido de carbono que no se capturan durante la producción.

Hidrógeno azul: similar al hidrógeno gris, excepto que la captura y almacenamiento de carbono (CSS) secuestra el dióxido de carbono bajo tierra. Las fugas de metano e hidrógeno de los espacios de almacenamiento son motivo de preocupación y todavía hay debate sobre si CSS combinado con SMR es en realidad un proceso bajo en carbono.

Hidrógeno turquesa: entre el hidrógeno verde y el azul, el turquesa se produce mediante pirólisis de metano, un proceso de alta temperatura que convierte el metano en gas hidrógeno y carbono sólido como carbón o biomasa en presencia de un catalizador. No se crean emisiones de monóxido de carbono o dióxido de carbono.

Hidrógeno rosa: Al igual que el hidrógeno verde, excepto que la energía nuclear se utiliza para alimentar la electrólisis, ya sea a través de electricidad o del vapor generado mediante la producción de dicha energía nuclear. Ese vapor también se puede utilizar para que SMR obtenga hidrógeno a partir de gas natural.

Hidrógeno pardo y negro: Hidrógeno obtenido del carbón pardo o negro. Aunque el carbón negro libera menos dióxido de carbono, la gasificación del carbón es la más dañina para el medio ambiente.

Hidrógeno blanco: Hidrógeno natural que se encuentra en depósitos subterráneos. También se le conoce como hidrógeno dorado cuando se encuentra en pozos petroleros agotados donde los microbios fermentadores producen el gas.

Cuando los números cuentan

Como señaló Tom Swenson, se ha asignado un número creciente de colores al hidrógeno. Algunas partes interesadas han encontrado la matriz confusa, ya que no ofrece un valor que pueda calcularse con precisión para ESG. El acceso al crédito fiscal para la producción de hidrógeno limpio del Departamento de Energía (DOE) también considera innecesaria la codificación de colores.

El DOE no utiliza colores para definir el hidrógeno. En cambio, el departamento se refiere a los valores de intensidad de carbono en su Estrategia y Hoja de Ruta Nacional de Hidrógeno Limpio de EE. UU.

"El DOE no utiliza definiciones de color para el hidrógeno y se centra en habilitar hidrógeno limpio a partir de múltiples vías donde la prioridad es reducir la intensidad de carbono", se lee en una declaración enviada por correo electrónico.

La Junta de Recursos del Aire de California (CARB) también utiliza intensidades de carbono para evaluar el hidrógeno. A través de su programa Estándar de combustible bajo en carbono (LCFS), CARB ha publicado valores mensuales de intensidad de carbono de varios combustibles para el transporte, incluido el hidrógeno.

El hidrógeno ha registrado constantemente algunas de las puntuaciones de carbono más bajas entre los 17 combustibles analizados actualmente por CARB.

"LCFS hace un trabajo fantástico al hacer ese análisis y dar un número donde todos dicen, 'está bien, entiendo lo que eso significa'", dijo Swenson.