[en] ABSTRACT: In view of a desirable and drastic reduction in greenhouse gas emissions worldwide and the exploitation of non-renewable resources, the use of energy sources, such as solar, wind, hydroelectric or biomass, are a mandatory option as well as the use of alternative fuels in the transport sector. In the context of the development of new advanced energy conversion technologies, there has been great interest in the possible implementation of a global scale economy based on the hypothesis that hydrogen could play a fundamental role as a future energy carrier, in particularly as an innovative fuel in the automotive field, where it could flank or, in a long-term scenario, replace the traditional liquid blends derived from petroleum in the transport sector. Hydrogen can be considered as the simplest element that exists. A hydrogen atom consists of a single proton and an electron. It is also the most abundant element in the universe. Despite its simplicity and abundance, hydrogen does not occur naturally as a gas on Earth, it always combines with other elements. Water is a combination of hydrogen and oxygen. Hydrogen is also one of the most abundant elements in the earth's crust. Hydrogen is not found naturally as a gas on Earth and must therefore be manufactured. This is because hydrogen gas is lighter than air and rises into the atmosphere as a result. Hydrogen has the highest energy content by weight of any common fuel. On the other hand, hydrogen has the lowest energy content by volume. It is the lightest element, and it is a gas at normal temperature and pressure. Natural hydrogen is always associated with other elements forming compounds such as water, coal and oil. Once separated, hydrogen can be burned as fuel or converted into electricity. Therefore, it needs to be produced and for this reason it is not a primary source, but only a carrier of energy, which could be used in combination with electricity in an innovative general energy system. To have a better understanding of the technologies, energy, economic and environmental aspects in relation to hydrogen and fuel cells, it is necessary to start from an analysis of the fundamentals of the main hydrogen production technologies and the fascinating inner world of cells made out of fuel. This preliminary analysis will allow to have the necessary knowledge to consequently go linking all the concepts that interrelate both technologies so that later a detailed study can be carried out on which hydrogen production routes are the most feasible at present, and on which It is the way in which the energy contained in hydrogen is used in systems based on fuel cells, trying to analyze the energy, economic and ecological aspects that cause the development and use of both technologies. There are various techniques and tools that can be used to analyze these variables, such as mass and energy balance approaches for calculating thermodynamic efficiencies of processes, well-to-wheel analysis, life cycle assessment, cost analysis of the life cycle, multi-criteria decision analysis, total cost of ownership modeling, life cycle impact assessment. The application of these tools on the extensive information available on these technologies gives rise to a series of results and conclusions that must be compared and analyzed in detail to highlight what is currently the true state of development of the same looking for the best alternative from a vision focused on energy, economic and environmental efficiency, so that its benefits can be extrapolated when implemented in a generalized way. There may be great discrepancies and opinions in this regard that need to be analyzed and contrasted, in order to obtain a clear and well-formed vision so that future questions that will arise about fuel cell and hydrogen technologies can be addressed and that will provoke the not easy task of correct decision-making in relation to the energy landscape that would be developed through these technologies. Hydrogen and fuel cell technologies, which are increasingly evolved, can be key to achieving energy security and climate change objectives in various sectors of the energy system, such as transport, industry, and buildings. Hydrogen can establish the links between different energy sectors and energy transmission and distribution networks, thereby increasing the operational flexibility of future energy systems with lower carbon emissions, which will be achieved through transport with very low carbon emissions, incorporating variable renewable energies to which a very high percentage would correspond within the generation mix within the energy system, leading to the decarbonization of the industrial and building sectors. Although hydrogen is a technology that would cause significant greenhouse gas mitigation, several major impediments need to be addressed and overcome in order to drive an ever-increasing evolution of hydrogen and fuel cell technologies overall. These delays in the implementation of this type of technology are mainly due to the current costs of fuel cells and electrolysers, which are still too high for the moment, the construction of an extensive hydrogen distribution network, as well as the production of a hydrogen with an increasingly low carbon footprint at a profitable and reasonable cost. Due to the high costs currently incurred by most hydrogen and fuel cell technologies, they are in the early stages of commercialization trying to displace other energy options that are lower in carbon emissions. Therefore, the possibility of giving a boost to these technologies so that they can be fully developed should surely be considered in the near future. Logically, it is the governments that should promote these hydrogen and fuel cell technologies, helping their deployment and subsequent acceleration through the creation of a series of support and financing tools that guarantee this objective. In this way, a new stage will be passed that will lead to the commercialization of fuel cell electric vehicles and the promotion of projects for the integration of fluctuating renewable energies that implement energy storage options based on hydrogen. The intense collaboration of all interested sectors can improve and lead to overcoming the risks related to the heavy investments that undoubtedly must be made. Despite the great efforts required to change the current energy mix, it is necessary to think not only about the impacts on the economy and the industrial sectors that sustain a large part of the production of goods and services, but also about the consequences of maintaining the model current and in the perpetuity of the planet. Climate and environmental variables are being decisive for the adoption of renewable energies worldwide. The future will depend on the diversification of these sources, and the analysis and development of hydrogen-based energy technologies may be the transition to an era of a more sustainable world. Creating a new energy landscape based on hydrogen and fuel cell technologies requires time, resources, political decision-making, and the application of a lot of science and technology born of innovation, research and development in this field. The world will continue to use and evolve based on fossil fuels surely for a long time, even heading towards a complex horizon with many issues to be resolved. The solution for this scenario will require the involvement of politicians, scientists, businessmen, workers and consumers with an innovative response. With the future knocking at our door, the sooner we anticipate our decisions in a sustainable way, the better our chances are to come to a peaceful agreement with nature.

[es] RESUMEN: En vista de una reducción deseable y drástica de las emisiones de gases de efecto invernadero a nivel mundial y de la explotación de recursos no renovables, la utilización de fuentes de energía, como la solar, eólica, hidráulica o de biomasa, son una opción obligatoria como así el uso de combustibles alternativos en el sector del transporte. En el contexto del desarrollo de nuevas tecnologías avanzadas de conversión de energía, se ha provocado un gran interés en la posible implementación de una economía a escala global basada en la hipótesis de que el hidrógeno podría desempeñar un papel fundamental como futuro portador de energía, en particular como combustible innovador en el campo de la automoción, donde podría flanquear o, en un escenario a largo plazo, reemplazar las tradicionales mezclas líquidas derivadas del petróleo en el sector del transporte. El hidrógeno puede considerarse como el elemento más simple que existe. Un átomo de hidrógeno consta de un solo protón y un electrón. También es el elemento más abundante en el universo. A pesar de su simplicidad y abundancia, el hidrógeno no se produce de forma natural como gas en la Tierra, siempre se combina con otros elementos. El agua es una combinación de hidrógeno y oxígeno. El hidrógeno es también uno de los elementos más abundantes en la corteza terrestre. El hidrógeno no se encuentra de forma natural como gas en la Tierra y debe por tanto fabricarse. Esto se debe a que el gas hidrógeno es más ligero que el aire y como resultado se eleva a la atmósfera. El hidrógeno tiene el contenido energético en peso más alto de cualquier combustible común. Por otro lado, el hidrógeno tiene el menor contenido energético en volumen. Es el elemento más ligero, y es un gas a temperatura y presión normales. El hidrógeno natural siempre está asociado con otros elementos formando compuestos como agua, carbón y petróleo. Una vez separado, el hidrógeno puede quemarse como combustible o convertirse en electricidad. Por lo tanto, necesita ser producido y por esta razón no es una fuente primaria, sino sólo un portador de energía, que podría utilizarse en combinación con la electricidad en un innovador sistema energético general. Para tener una mayor comprensión de las tecnologías, aspectos energéticos, económicos y medioambientales en relación con el hidrógeno y las celdas de combustible es necesario partir de un análisis de los fundamentos de las principales tecnologías de producción del hidrógeno y del fascinante mundo interior de las celdas de combustible. Este análisis preliminar permitirá tener los conocimientos necesarios para consecuentemente ir enlazando todos los conceptos que interrelacionan ambas tecnologías de manera que posteriormente se pueda realizar un estudio pormenorizado que de luz sobre qué vías de producción de hidrógeno son las más factibles en la actualidad, y sobre cuál es la forma en que se usa la energía contenida en el hidrógeno en los sistemas basados en pilas de combustible, intentando analizar los aspectos energéticos, económicos y ecológicos que provocan el desarrollo y uso de ambas tecnologías. Existen variadas técnicas y herramientas que se pueden utilizar para analizar estas variables, como planteamientos de balances de materia y energía para el cálculo de las eficiencias termodinámicas de los procesos, análisis del pozo a las ruedas, evaluación del ciclo de vida, análisis de costes del ciclo de vida, análisis de decisiones multicriterio, modelado del coste total de propiedad, evaluación del impacto del ciclo de vida. La aplicación de estas herramientas sobre la amplia información disponible sobre estas tecnologías da lugar a una serie de resultados y conclusiones que es preciso comparar y analizar con detalle para poner de relieve cuál es en la actualidad el verdadero estado de desarrollo de las mismas buscando la mejor alternativa desde una visión focalizada en la eficiencia energética, económica y medioambiental, de modo que se puedan extrapolar cuáles son sus beneficios al implementarse de forma generalizada. Puede que en este aspecto existan grandes discrepancias y opiniones que es necesario analizar y contrastar, para de este modo obtener una visión clara y bien formada de forma que se puedan abordar las cuestiones futuras que se plantearán sobre las tecnologías de pila de combustible e hidrógeno y que provocarán la tarea nada fácil de la correcta toma de decisiones en relación al panorama energético que se desarrollaría mediante estas tecnologías. Las tecnologías de hidrógeno y pilas de combustible, que cada vez se encuentran más evolucionadas, pueden ser claves para lograr los objetivos de seguridad energética y de cambio climático en varios sectores del sistema energético, como el transporte, la industria, y los edificios. El hidrógeno puede establecer los enlaces entre los diferentes sectores energéticos y redes de transmisión y distribución de energía, de modo que incida en un aumento de la flexibilidad operativa de los venideros sistemas de energía con emisiones más bajas de carbono, que se logrará mediante un transporte con muy bajas emisiones de carbono, incorporando las energías renovables variables a las que les correspondería un porcentaje muy alto dentro del mix de generación dentro del sistema energético, dando lugar a la descarbonización de los sectores de la industria y de los edificios. Aunque el hidrógeno es una tecnología que provocaría una importante mitigación de gases de efecto invernadero, es necesario abordar y superar varios impedimentos importantes para provocar de forma general una evolución cada vez más creciente de las tecnologías de pila de combustible e hidrógeno. Estos retrasos en la implementación de este tipo de tecnologías se deben principalmente a los costes actuales de las pilas de combustible y los electrolizadores que de momento siguen siendo demasiado elevados, a la construcción de una extensa red de distribución de hidrógeno, así como la producción de un hidrógeno con una huella de carbono cada vez más baja a un coste rentable y razonable. Debido a los altos costes en que incurren actualmente la mayoría de las tecnologías de hidrógeno y pilas de combustible se encuentran inmersas en las primeras etapas de comercialización intentando desplazar a otras opciones energéticas que son más bajas en emisiones de carbono. Por tanto, seguramente se deberá plantear en el futuro más próximo la posibilidad de dar un impulso a estas tecnologías de modo que se puedan desarrollar de forma plena. Lógicamente son los gobiernos los que deberán fomentar estas tecnologías de pila de combustible e hidrógeno ayudando a su despliegue y posterior aceleración mediante una creación de una serie de herramientas de apoyo y financiación que garanticen este objetivo. De esta forma se pasará a una nueva etapa que dará lugar a la comercialización de vehículos eléctricos de pila de combustible y a la promoción de proyectos para la integración de las energías renovables fluctuantes que implementen las opciones del almacenamiento de energía basadas en el hidrógeno. La intensa colaboración de todos los sectores interesados puede mejorar y provocar la superación de los riesgos relacionados con las fuertes inversiones que sin duda se deben de realizar. A pesar de los grandes esfuerzos necesarios para cambiar el mix energético actual, es necesario pensar no solo en los impactos en la economía y los sectores industriales que sustentan gran parte de la producción de bienes y servicios, sino también en las consecuencias de mantener el modelo actual y en la perpetuidad del planeta. Las variables climáticas y ambientales están siendo determinantes para que se adopten mundialmente las energías renovables. El futuro dependerá de la diversificación de estas fuentes, y el análisis y desarrollo de tecnologías energéticas basadas en hidrógeno puede ser la transición a una era de un mundo más sostenible. La creación de un nuevo panorama energético basado en las tecnologías de pila de combustible e hidrógeno requiere de tiempo, recursos, toma de decisiones políticas y la aplicación de mucha ciencia y tecnología nacidas de la innovación, investigación y desarrollo en este campo. El mundo seguirá utilizando y evolucionando en base a los combustibles fósiles seguramente durante mucho tiempo, incluso encaminándose hacia un horizonte complejo con muchos temas por resolver. La solución para este escenario requerirá la implicación de políticos, científicos, empresarios, trabajadores y consumidores con una respuesta de carácter innovador. Con el futuro llamando a nuestra puerta, cuanto antes nos anticipemos a nuestras decisiones de forma sostenible, mayores son nuestras posibilidades para llegar a un acuerdo pacífico con la naturaleza.