La energía solar térmica es el complemento ideal del hidrógeno para descarbonizar la calefacción.

El mundo ha llegado a un punto en el que la única opción es aprovechar todas las posibilidades para mitigar el cambio climático: se necesita una combinación de diversas tecnologías de energía renovable para descarbonizar los sistemas energéticos mundiales.  

En este artículo, analizamos el papel de las tecnologías solares térmicas y el hidrógeno en nuestro camino hacia la consecución de emisiones netas de carbono cero a nivel mundial.  

Sostenemos que, si bien el hidrógeno desempeñará un papel importante en la descarbonización de nuestro sistema energético en el futuro, especialmente en los sectores denominados «difíciles de reducir», la energía solar térmica ofrece una mayor reducción de carbono en comparación con las calderas preparadas para hidrógeno para la generación de energía térmica. Por lo tanto, la energía solar térmica debe estar a la vanguardia del debate sobre la descarbonización del calor.

Dado que más de la mitad de la demanda energética mundial se destina a la producción de calor, es fundamental abordar esta cuestión de forma sistémica.

En muchos edificios se utilizan calderas de gas para generar calefacción y agua caliente. La mayoría de las calderas de gas actuales aceptarían una pequeña fracción de hidrógeno mezclada en la mezcla de gas mediante una pequeña modificación técnica, y muchos de los principales fabricantes disponen ahora de calderas de gas que aceptan una fracción de hidrógeno del 20 %. Sin embargo, es posible que las calderas de gas más antiguas deban ser sustituidas por otras más nuevas. Dado que el Gobierno del Reino Unido prohibirá las calderas de gas en las nuevas construcciones a partir de 2025, es necesario encontrar alternativas.

En el camino hacia la descarbonización del calor, muchos gobiernos, incluido el del Reino Unido, están considerando la opción de mezclar hidrógeno con su suministro de gas natural. Con una mezcla del 20 % en la composición del gas natural, el hidrógeno puede reducir las emisiones de dióxido de carbono en un 6 %, según diversos informes [S1, S2, S3]. Sin embargo, la diferencia no es proporcional, ya que el hidrógeno tiene un tercio del valor calorífico del gas natural en términos volumétricos. El porcentaje de reducción es pequeño y contrario a la intuición a escala macro, ya que nuestro objetivo es maximizar la reducción de carbono y reducir las emisiones de dióxido de carbono.  

Según la fuente, la reducción del 6 % en las emisiones puede ser incluso menor. Por ejemplo, el uso de hidrógeno marrón, producido a partir de la reformulación con vapor del gas natural, o hidrógeno gris, producido a partir de la gasificación del carbón o la lignina, dará como resultado un gas hidrógeno con una huella de carbono más alta en comparación con el hidrógeno verde producido a partir de electricidad renovable, como los parques eólicos [S4].  

La producción de hidrógeno verde también adolece de ineficiencias en la conversión de energía. El hidrógeno verde implica la generación de electricidad renovable para producir hidrógeno mediante electrólisis, que se utiliza en calefacción o en la producción de energía [S5]. Dado que el factor de emisiones de la red es superior al del gas natural, es difícil justificar el uso de electricidad verde para la electrólisis, en lugar del consumo directo, con el fin de descarbonizar.  

Por otro lado, un sistema solar térmico típico o un colector híbrido solar fotovoltaico térmico (PVT) puede contribuir con más del 50 % de la demanda térmica de un edificio. Al integrar un sistema de calefacción solar, se puede reducir el consumo de gas en un 50 %, lo que supone una reducción del 50 % en las emisiones de carbono, ocho veces superior a la reducción del 6 % que se consigue con el gas mezclado con hidrógeno.  

Dado el estado actual de la infraestructura y los costes, es difícil considerar el hidrógeno como una necesidad en esta etapa para la generación de energía térmica en comparación con la tecnología solar térmica.  

Sin embargo, el hidrógeno será sin duda una tecnología esencial en el camino hacia el objetivo de cero emisiones netas de carbono y en la mitigación del calentamiento global. Esto es especialmente cierto en los sectores «difíciles de reducir», como el transporte pesado o la industria siderúrgica, donde sin duda brillará con luz propia.  

VirtuPVT de Naked Energy es un diseño innovador que incorpora tecnología solar transformadora y permite la descarbonización tanto en el sector comercial como en el residencial. VirtuPVT es la primera solución combinada de calor y energía del mundo con la mayor densidad energética y eficiencia en un diseño modular. Virtu también es adecuado para aplicaciones industriales que a menudo requieren temperaturas más altas que los proyectos domésticos. La tecnología Virtu de Naked Energy proporciona un alto grado de calor de hasta 120 °C y un alto rendimiento energético en áreas relativamente pequeñas, lo que la hace adecuada para muchos procesos industriales.  

Naked Energy es una empresa británica de diseño e ingeniería, líder mundial en innovación en energía solar térmica y solar PVT, cuya misión es cambiar la energía para siempre.La empresa se ha propuesto descarbonizar la calefacción y la refrigeración a nivel mundial, apoyando así la transición hacia un balance neto de carbono cero. Las soluciones de alta densidad energética de Naked Energy son capaces de descarbonizar la calefacción de forma asequible gracias a su naturaleza distribuida, y su tecnología solar PVT proporciona hasta 3,5 veces más energía por m2 en comparación con la electricidad solar convencional o la tecnología fotovoltaica.

Referencias:  

S1: IEA-GHGR&D, «Reducción de las emisiones de CO2 mediante la adición de hidrógeno al gas natural», Programa de I+D sobre gases de efecto invernadero de la AIE, 2003.

S2: Z. McDonald, «La inyección de hidrógeno en las redes de gas natural podría proporcionar la demanda estable que el sector necesita para desarrollarse», S&P Global, 2020.

S3: J. Lalach; A. Bellini, «¿Qué tal un poco de hidrógeno limpio y ecológico con ese gas natural?», Gowling WLG, 2021.

S4: «Producción de hidrógeno verde: panorama, proyectos y costes», Wood Mackenzie, 2019.

S5: T. DiChristopher, «La tecnología del hidrógeno se enfrenta a una desventaja en materia de eficiencia en la carrera por el almacenamiento de energía», S&P Global, 2021.

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