Hidrógeno en Colombia: evaluando el potencial de la agroindustria para una transición energética sostenible
Authors: Prato García Dorian 
Published: September 2023

La idea de usar hidrógeno (H2) como portador energético se remonta a los setenta; sin embargo, factores como el costo de las materias primas, su huella ambiental y limitantes tecnológicas, han frenado su introducción. Actualmente, más del 96% del H2 proviene de fuentes no renovables como el gas natural (49%), hidrocarburos líquidos (29%) y carbón (18%). Aunque el uso o aprovechamiento del H2 no genera GEI, durante su síntesis se pueden emitir entre 10 y 20 kgCO2-eqv/kg H2. La síntesis de H2 por vía electrolítica, usando fuentes renovables de electricidad, conduce a emisiones próximas a 1 kgCO2-eqv/kg H2. Su desempeño ambiental y los bajos costos pronosticados para la electricidad y los sistemas de electrólisis, la convertirán en la alternativa dominante para el 2050; no obstante, se debe señalar que su rentabilidad técnica y sostenibilidad ambiental está ligada al grado de renovabilidad de la electricidad usada. Los informes presentados por la IEA y el IRENA, destacan que la transición energética será clave para reducir el impacto del cambio climático; no obstante, esta no resultará sencilla ni económica incluso para los países más ricos. Por tal motivo, resulta necesario estudiar rutas alternas y potencialmente aplicables en economías emergentes y con recursos renovables abundantes como la nuestra. El H2 también puede ser producido a partir de residuos orgánicos, aguas residuales urbanas e industriales y subproductos agroindustriales por vía fermentativa y a temperatura y presión ambiente. Tomando como referencia azúcares simples (glucosa, xilosa, lactosa) presentes en la mayoría de industrias y recursos naturales del país, es posible generar entre 2.5-3.5 kmol H2/kg azúcar; sin embargo, los resultados de laboratorio señalan la necesidad de emplear un proceso anaerobio complementario, el cual puede operar en serie o en paralelo, con el fin de mejorar la eficiencia energética del proceso y su robustez. Los modelos y los estudios de caso desarrollados sugieren que el metano (CH4) generado puede ser usado para la generación de energía eléctrica requerida por el proceso o para su uso como materia prima para la producción de H2 por reformado catalítico. La integración de la energía residual de otros procesos sugiere la posibilidad de obtener H2 con una huella de carbono negativa, es decir, un producto que consume el CO2 atmosférico. De igual forma, el uso de sustratos complejos como la vinaza de caña (2-3 kmol H2/kg azúcar) y de residuos sólidos urbanos ponen de manifiesto el potencial de diversos subproductos agroindustriales para la síntesis de H2 con huellas de carbono próximas o inferiores (-10 hasta 7 kgCO2-eqv/kg H2) a las reportadas por procesos convencionales sin comprometer la producción de alimentos o su costo. Finalmente, se debe señalar que en nuestro país se ha evidenciado la penetración a escala industrial de los procesos de producción de biogás (CH4-CO2) esto permitiría, además de producir H2 y CH4, dar lugar a mezclas combustibles potencialmente adaptables al mercado nacional como el hitano (H2: 10%, CH4: 50% y CO2: 40%) que conducen a una combustion más limpia y eficiente a menores temperaturas.