La quimera del hidr¨®geno

El hidr¨®geno no es una fuente de energ¨ªa. No existen minas ni yacimientos de hidr¨®geno en nuestro planeta, as¨ª que no podemos extraerlo para combinarlo con el ox¨ªgeno de la atm¨®sfera (quemarlo) y generar energ¨ªa, dejando agua como ¨²nico residuo. Hay una frase en el libro La econom¨ªa del hidr¨®geno, de Jeremy Rifkin, que parece haber impresionado a sus admiradores: "El hidr¨®geno es el elemento m¨¢s ligero, m¨¢s b¨¢sico y m¨¢s ubicuo del universo. Cuando se utiliza como forma de energ¨ªa se convierte en el combustible eterno". En efecto, es el m¨¢s ubicuo del universo, pero no de la Tierra. Casi las tres cuartas partes de la materia c¨®smica es hidr¨®geno que podr¨ªa ser utilizado como combustible si estuviera a nuestro alcance. La acumulaci¨®n de hidr¨®geno m¨¢s cercana es el planeta J¨²piter. Si construy¨¦semos un gasoducto entre J¨²piter y la Tierra, entonces s¨ª que tendr¨ªamos una fuente pr¨¢cticamente inagotable de energ¨ªa, pero un conducto flexible y resistente entre ambos planetas, de cerca de 1.000 millones de kil¨®metros de longitud, no parece un proyecto realizable en los pr¨®ximos siglos. El hidr¨®geno es tambi¨¦n abundante en el Sol, pero la perspectiva de extraerlo de semejante lugar parece todav¨ªa m¨¢s irrealizable.

El hidr¨®geno est¨¢ presente en la Tierra, aunque en cantidades muy inferiores a otros elementos como el ox¨ªgeno, el hierro, el silicio y algunos m¨¢s, y no existe en estado libre, sino s¨®lo formando parte de ciertos compuestos, esencialmente del agua. De todas formas, la cantidad de hidr¨®geno en el agua es todav¨ªa enorme, pero no es aprovechable como fuente de energ¨ªa porque habr¨ªa que separarlo previamente del ox¨ªgeno. A veces se intenta obviar este punto afirmando que, aunque hoy resulte costoso extraer el hidr¨®geno del agua para usarlo como combustible, en el futuro los avances tecnol¨®gicos rebajar¨¢n el coste pr¨¢cticamente hasta cero (tal y como sostiene Rifkin) y entonces resultar¨¢ rentable como fuente de energ¨ªa. Pero eso nunca ocurrir¨¢ porque es contrario a las leyes que rigen el mundo f¨ªsico. Si el hidr¨®geno desprende una cierta cantidad de energ¨ªa al combinarse con el ox¨ªgeno para formar agua, es preciso utilizar, al menos, la misma cantidad de energ¨ªa para disociarlo de ¨¦l. Y, teniendo en cuenta las p¨¦rdidas inevitables en todo proceso de transformaci¨®n, puede asegurarse con toda certeza que siempre ser¨¢ necesario utilizar m¨¢s energ¨ªa para obtener hidr¨®geno del agua que la que se recupera al quemarlo. La idea de obtener hidr¨®geno del agua para utilizarlo como fuente de energ¨ªa equivale a pensar en sintetizar le?a a partir de las cenizas y los gases emitidos en su combusti¨®n y as¨ª poder utilizarla de nuevo como combustible.

El problema b¨¢sico de la energ¨ªa primaria no puede ser resuelto por el hidr¨®geno, ni directa ni indirectamente. Y contribuye a confundir al p¨²blico quien, como Rifkin, hace como que la generaci¨®n de energ¨ªa, de forma limpia, ilimitada y poco costosa, es algo ya resuelto o lo ser¨¢ en breve, o bien sugiere que el hidr¨®geno ser¨¢ la soluci¨®n.

Desafortunadamente, las fuentes de energ¨ªa primaria son pocas. En realidad, son ¨²nicamente de origen solar o nuclear. La energ¨ªa solar puede ser convertida directamente en calor (solar t¨¦rmica) y electricidad (fotovoltaica), aunque su eficacia es todav¨ªa muy reducida y su coste considerable debido a la dispersi¨®n con que nos llega. Las energ¨ªas e¨®lica, hidroel¨¦ctrica y la biomasa son tambi¨¦n energ¨ªa solar transformada y acumulada. La primera, a trav¨¦s del calentamiento de masas de aire que provoca su movimiento; la segunda, mediante la evaporaci¨®n del agua de los mares, que luego se precipita en forma de lluvia que puede ser almacenada en altura, y la tercera, porque el Sol es la fuente energ¨¦tica que utilizan las plantas para sintetizar sustancias org¨¢nicas combustibles. Pero la reserva de energ¨ªa solar concentrada m¨¢s utilizada en nuestros d¨ªas es la contenida en los combustibles f¨®siles, carb¨®n, petr¨®leo y gas natural. Estos compuestos resultan de la transformaci¨®n de restos de vegetales y animales, a lo largo de millones de a?os y sometidos a grandes presiones y temperaturas en el interior de la Tierra. La energ¨ªa solar se ha depositado, en este caso, en los enlaces ricos en energ¨ªa de los hidrocarburos. Quemarlos libera esta energ¨ªa, pero destruye una materia prima no renovable extremadamente valiosa para la fabricaci¨®n de materiales sint¨¦ticos, y deja como residuo di¨®xido de carbono, que es un gas de efecto invernadero, adem¨¢s de otros residuos t¨®xicos.

La energ¨ªa nuclear de fisi¨®n proviene de la ruptura de n¨²cleos de ¨¢tomos pesados, normalmente los de un is¨®topo del uranio. La fabricaci¨®n de esos n¨²cleos energ¨¦ticos se produjo en las explosiones en forma de supernovas de estrellas mucho m¨¢s masivas que el Sol. Y en ese proceso de s¨ªntesis de n¨²cleos pesados se gast¨® la misma cantidad de energ¨ªa que se libera cuando luego ¨¦stos se rompen. Por su parte, la energ¨ªa de fusi¨®n nuclear, que es la que permite que el Sol y las estrellas sean astros radiantes, y la que se pone en juego en las explosiones termonucleares, convierte una peque?a parte de materia en energ¨ªa. Pero las condiciones para lograr esta conversi¨®n de forma controlada son tan dif¨ªciles que no se ha conseguido todav¨ªa construir un dispositivo que lo haga sobre la Tierra, aunque es seguro que se conseguir¨¢ alg¨²n d¨ªa. En el Sol, es su enorme masa y la presi¨®n gravitatoria sobre su centro lo que hace posible que se desencadenen reacciones de fusi¨®n nuclear. La materia prima de la fusi¨®n nuclear es tambi¨¦n un is¨®topo del hidr¨®geno presente en el agua, pero la energ¨ªa obtenida proviene de la diferencia de masa entre el n¨²cleo resultante de la fusi¨®n y los que se fusionan; no tiene, en consecuencia, nada que ver con la combusti¨®n del hidr¨®geno ni con la utilizaci¨®n de ¨¦ste como sistema de distribuci¨®n energ¨¦tica.

La energ¨ªa primaria obtenida de estas fuentes se transforma en calor o electricidad. O puede ser gastada en separar el hidr¨®geno del agua para utilizarlo luego como combustible. El hidr¨®geno ser¨ªa, as¨ª, un medio para transportar la energ¨ªa desde donde se genera hasta donde se consume, pero no es una fuente genuina, como tampoco lo es la electricidad. Adem¨¢s de la abundancia, una de las propiedades que parece encandilar a los hidrogenistas es la "ligereza" del hidr¨®geno. Pero la electricidad, esa vieja y aburrida forma de distribuir energ¨ªa, se basa en el movimiento de los electrones, que son entidades f¨ªsicas todav¨ªa m¨¢s ubicuas y ligeras que el hidr¨®geno. Precisamente, la corriente el¨¦ctrica no es m¨¢s que el flujo de los electrones en un material conductor. Pero para moverlos es preciso gastar energ¨ªa primaria obtenida de alguna de las fuentes mencionadas antes.

Por la misma raz¨®n, la electricidad y el hidr¨®geno no son medios, en s¨ª, inofensivos ni perjudiciales para el medio ambiente, como tampoco se puede decir que sean caros o baratos. Lo son en la medida en que lo sea la fuente de energ¨ªa primaria que sirve para generarlos. La electricidad es una forma de distribuci¨®n urbana e industrial que ha demostrado su eficacia a lo largo de muchas d¨¦cadas y no parece demasiado sensato pensar que la red el¨¦ctrica vaya a ser sustituida por una red de conductos por los que circule el hidr¨®geno. Hay problemas de seguridad y de facilidad de utilizaci¨®n final que lo hacen improbable. Sin embargo, hay muchos cient¨ªficos solventes que est¨¢n trabajando desde hace mucho tiempo en las posibilidades del hidr¨®geno como intermediario energ¨¦tico, especialmente en el sector del transporte.

Actualmente los autom¨®viles queman gasolina, que es un recurso no renovable y contaminante, pero muy eficaz en este sector. Si un coche se alimentara con electricidad generada en centrales a partir de combustibles f¨®siles, la contaminaci¨®n global ser¨ªa la misma, aunque no se concentrar¨ªa en las ciudades. Pero si se llegara a dominar, por ejemplo, la energ¨ªa solar fotovoltaica o la de fusi¨®n nuclear, ser¨ªa posible generar electricidad de forma menos contaminante. Pero almacenarla, que es lo que se hace en las bater¨ªas de los coches, requiere artilugios caros y pesados y materiales contaminantes, as¨ª que resultar¨ªa interesante la alternativa de utilizar la electricidad para extraer hidr¨®geno del agua y almacenarlo en dispositivos seguros que sean m¨¢s ligeros y limpios. Luego, el hidr¨®geno podr¨ªa utilizarse para recuperar esa energ¨ªa, por ejemplo, en c¨¦lulas de combustible, y alimentar el motor del veh¨ªculo. Por eso es veros¨ªmil la idea de que el hidr¨®geno figurar¨¢ en el cat¨¢logo de vectores energ¨¦ticos del futuro. Pero en ning¨²n caso ser¨¢ una fuente primaria de energ¨ªa.

Dar a entender que el hidr¨®geno permite obtener energ¨ªa barata y pr¨¢cticamente ilimitada no s¨®lo es falso, sino que da?a los esfuerzos para llevar al p¨²blico la idea de que la energ¨ªa es un bien valioso que es preciso no despilfarrar, y que, sea cual sea el futuro, seguir¨¢ exigiendo pol¨ªticas decididas de ahorro. La b¨²squeda de fuentes de energ¨ªa m¨¢s limpias y abundantes es una de las tareas b¨¢sicas en el futuro de la humanidad, pero no se podr¨¢ afrontar a partir de entelequias sin fundamento ni recetas de gur¨².

Cayetano L¨®pez es catedr¨¢tico de F¨ªsica de la Universidad Aut¨®noma de Madrid.