Cuando se trata de cambio climático, calentamiento global y sobre todo de efecto invernadero -el principal mecanismo responsable en ambos fenómenos- resulta inevitable dirigir la mirada hacia el famoso dióxido de carbono. Menos conocido, no obstante, al menos fuera del ámbito científico, es el papel que juega el metano, que con una capacidad hasta 80 veces mayor de calentar la atmósfera es uno de los gases de efecto invernadero más potentes conocidos.
De hecho, según datos del Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente –PNUMA– el metano representa aproximadamente un 10% de las emisiones totales anuales de gases de efecto invernadero a la atmósfera, sin embargo, se calcula que desde la época preindustrial es responsable de aproximadamente 30 % del calentamiento global.
La química del metano en la atmósfera de nuestro planeta está inevitablemente influenciada por la presencia en la misma de uno de los elementos que componen el propio gas, el hidrógeno. Este es principal motivo por el que un equipo de investigadores de la Universidad de Princeton y la Asociación Nacional Oceánica y Atmosférica de Estados Unidos –NOAA– ha estudiado la influencia que el empleo del hidrógeno como combustible podría tener en el ciclo natural del metano, y sus conclusiones no resultan alentadores para defensores de uno de los recursos energéticos que se establecen como una de las principales alternativas a los llamados combustible fósiles.
El metano es un gas de efecto invernadero 80 veces más potente que el dióxido de carbono
“El hidrógeno es teóricamente el combustible del futuro”, explica Matteo Bertagni, autor principal de un estudio publicado recientemente en la revista Nature en el que los investigadores modelaron el efecto de las emisiones de hidrógeno en el ciclo del metano atmosférico. “Sin embargo, en la práctica, plantea muchas preocupaciones ambientales y tecnológicas que aún deben abordarse”, añade.
Hidrógeno, un combustible no tan inocuo
Las declaraciones de Bertagni se fundamentan en que el potencial del hidrógeno como combustible limpio podría verse limitado por una reacción química en la atmósfera inferior. Esto se debe a que el gas hidrógeno reacciona fácilmente en la atmósfera con la misma molécula responsable de descomponer el metano, por lo que si las emisiones de hidrógeno exceden cierto umbral, esa reacción probablemente conducirá a la acumulación de metano en la atmósfera, con consecuencias climáticas durante décadas.
El problema se reduce a una molécula pequeña y difícil de medir conocida como radical hidroxilo (OH). A menudo denominado “el detergente de la troposfera”, el radical hidroxilo desempeña un papel fundamental en la eliminación de gases de efecto invernadero como el metano y el ozono de la atmósfera.
Pero este radical hidroxilo también reacciona con gas hidrógeno en la atmósfera, por lo que un aumento en las emisiones de hidrógeno (por ejemplo, debido a fugas) se traduciría en más radical hidroxilo implicado en la descomposición del hidrógeno, y por tanto menos OH disponible para descomponer el metano. Como consecuencia, el metano permanecería más tiempo en la atmósfera, amplificando su efecto de calentamiento.
La planificación será vital
En el estudio, los investigadores identificaron el punto de inflexión en el que las emisiones de hidrógeno conducirían a un aumento del metano atmosférico y, por lo tanto, socavarían algunos de los beneficios a corto plazo del hidrógeno como combustible limpio. Al identificar ese umbral, los investigadores establecieron objetivos para gestionar las emisiones de hidrógeno.
“Es imperativo que seamos proactivos en el establecimiento de límites para las emisiones de hidrógeno, de modo que puedan emplearse para el diseño y la implementación de la futura infraestructura de hidrógeno”, explica el coautor del estudio, Amilcare Porporato.
Para el denominado hidrógeno verde, que se produce al dividir el agua en hidrógeno y oxígeno utilizando electricidad de fuentes renovables, Bertagni detalla que el umbral crítico para las emisiones de hidrógeno se sitúa en torno al 9%. Eso significa que si más del 9% del hidrógeno verde producido se filtra a la atmósfera, ya sea durante la producción o el transporte, el metano atmosférico aumentaría en las próximas décadas, cancelando algunos de los beneficios climáticos de abandonar los combustibles fósiles.
Para el hidrógeno azul, producido a través de una técnica conocida como reformado con vapor de metano, el umbral de emisiones es aún más bajo. Debido a que el metano es el insumo principal para el proceso de reformado, los productores de hidrógeno azul deben considerar la fuga directa de metano además de la fuga de hidrógeno. Por ejemplo, los investigadores descubrieron que incluso con una tasa de fuga de metano del 0,5 %, las fugas de hidrógeno tendrían que mantenerse por debajo del 4,5 % para evitar el aumento de las concentraciones de metano en la atmósfera.
Bertagni y su equipo hacen especial hincapié en las fugas, cuyo control resultará fundamental, ya que de exceder el umbral predicho por los investigadores emplear hidrógeno apenas supondría una ventaja a emplear combustibles fósiles, al menos durante los próximos 20 o 30 años. Los científicos, no obstante, son optimistas en el largo plazo: creen que una economía de hidrógeno probablemente generará numerosos beneficios netos para el clima. Sin embargo advierten sobre que esta transición ha de realizarse con un estricto control y una especial atención al desarrollo de la infraestructura: solo así el hidrógeno será una alternativa viable y positiva socioeconómica y ambientalmente.
