Región de Coquimbo y sus avances para generar y usar hidrógeno verde

Coquimbo es la tercera región con más fuentes de energía renovables no convencionales (ERNC) del país, lo que la convierten en una zona ideal para la obtención de “hidrógeno verde”, también llamado “combustible del futuro”, que es considerado como vital para el proceso de descarbonización de la matriz energética nacional. 

El hidrógeno es un vector energético, es decir, una sustancia capaz de almacenar energía de tal manera que esta pueda ser liberada en otro lugar o momento posterior de forma controlada. Este es uno de los pilares en los que se basa el plan para reducir las emisiones de efecto invernadero en Chile, junto con la generación de electricidad desde fuentes limpias y el impulso a la eficiencia energética.

Es más, desde el Gobierno se apunta a tener una matriz un 40% limpia el año 2030, contemplando, entre otras acciones, impulsar el desarrollo de hidrógeno verde, esto porque el sector de energía -en conjunto con transportes- es el responsable del 77% de las emisiones de gases de efecto invernadero a nivel nacional, según el Inventario Nacional de Emisiones 2020 publicado por el Ministerio del Medio Ambiente.

Dentro de las cualidades como “vector energético”, Cristian Chávez, académico del departamento de ingeniería mecánica de la Universidad de La Serena (ULS), destaca que el hidrógeno verde “puede ser utilizado en distintas directrices o formas de energía, una de estas es usarlo como combustible y al hacerlo su ventaja es principalmente medioambiental, porque al quemarlo no produce CO2, sino que vapor de agua”. 

Hidrógeno en vez de gas natural

La manera más limpia de obtener el hidrógeno, presente de forma natural asociado a otros elementos, es con la electrólisis, es decir, la separación de la molécula del agua con electricidad.

Se trata de un combustible que puede almacenarse en estado gaseoso o líquido y distribuirse a través de gaseoductos, pudiendo ser un sustituto del gas natural, y no emite gases de efecto invernadero en su combustión, es por ello que uno de los proyectos que se están realizando en la región en esa materia tiene que ver con inyectar este hidrógeno verde en cañerías de gas natural.

“Tenemos un proyecto que está trabajando la Universidad de La Serena con la empresa Energas que tiene casi dos mil viviendas donde reparten gas natural (…) se va a inyectar hidrógeno de forma gradual, primero 5% , luego de algunos meses se suma otro 5% y así hasta llegar a un 20% de inyección de hidrógeno en su red”, explicó Cristian Chávez. 

En este punto, añade que con este combustible “las personas que cocinan en casa van a estar reduciendo la producción de CO2. Se estima que cuando lleguemos a la inyección del 20% de hidrógeno verde en la red de gas natural 340 toneladas de CO2 van a reducirse al año, y eso implica menor contaminación, contribuyendo con un granito de arena”.

En estos momentos se está instalando el electrolizador en el Barrio Industrial de Coquimbo y se espera su puesta en marcha durante el primer trimestre de 2022.

“El hidrógeno se está produciendo por electrólisis, la electricidad se genera a través de paneles solares, comprándola a otra empresa, y se hace con electrolizadores que se están instalando”, indicó Chávez, explicando con ello que, “el departamento de ingeniería civil de la ULS está trabajando en el estudio de suelos y en la infraestructura que tiene que soportar la estructura para el electrolizador”.

Uno de los aspectos positivos del proyecto, además de reducir la generación de CO2, es que puede servir de experiencia para otros. “El proyecto lo tenemos elaborado con una serie de actividades de monitoreo, la combustión, el comportamiento de los materiales, como se produce el desgaste en las cañerías, en las cocinas, calefón” sostuvo el académico, expresando que, “tiene una proyección en dos sentidos, una es el escalamiento y la otra es la replicabilidad, eso quiere decir que se puede hacer en otro lugar donde se distribuya gas natural o escalarlo a algo más grande, en otras regiones del país y en todo Chile”, aclarando que “esta es una primera versión del proyecto en Latinoamérica, puesto que se está llevando a cabo hace años en países como Portugal, Holanda y España”.

La electrolisis con energía renovable

Como ya habíamos dicho anteriormente para que el hidrógeno sea considerado verde debe pasar por un proceso de electrolisis cuya fuente de electricidad sea renovable, es decir de una fuente solar, eólica o hidráulica.

En este sentido, también se están llevando a cabo investigaciones en la Región de Coquimbo. “El consumo de energía tiene que ser sin contaminación al medio ambiente y sin generación de gases de efecto invernadero y eso lo hacemos preferentemente con energías renovables y es ahí donde la región tiene gran potencial, porque, como la mayoría de los científicos sabemos, Coquimbo es la región número uno en energías renovables, sobre todo en capacidad instalada, tenemos más del 80% de nuestra capacidad instalada renovable y tenemos un gran potencial de energía eólica y un gran potencial de energía solar fotovoltaica porque tenemos un alto índice de radiación solar”, indicó Carlos Rodríguez, ingeniero físico, doctor en ciencia e ingeniería de materiales y en ciencia de la tecnología y la ingeniería, académico del Instituto de Investigación Multidisciplinario de Ciencia y Tecnología de la Universidad de La Serena, y colaborador, junto con profesores de la UCN y la ULS, en experimentos para la obtención de hidrógeno verde.

En concreto, lo que se busca es “implementar un sistema que se alimente con paneles fotovoltaicos, desde donde se extrae la energía eléctrica para luego alimentar un sistema fotoelectrocatalítico”, manifestó Rodríguez, explicando que “se toma la corriente eléctrica que vamos a generar con paneles solares fotovoltaicos para dividir la molécula del agua en oxígeno y en hidrógeno, tomamos el hidrógeno y esto lo hacemos asistido con estos materiales semiconductores que son sensibles a la radiación, si yo puedo poner este sistema bajo radiación solar, este material me va a reducir el consumo de energía necesario para generar hidrógeno, entonces por eso se llama ‘foto’, porque utilizamos la luz; ‘electro’ porque utilizamos electricidad y ‘catalítico’ porque favorece la ruptura de la molécula del agua para generar el hidrógeno”.

Este mecanismo se implementaría este año, puesto que por la pandemia se habían retrasado, “como vamos a retomar las actividades presenciales, vamos a retomar los experimentos que, a priori, han dado excelentes resultados. Tenemos pruebas preliminares con el material, sabemos que es sensible a la radiación solar, que es capaz de dividir la molécula del agua y lo que tenemos que hacer ahora es cuantificar la cantidad de hidrógeno que se está generando y para eso hay que hacer un sistema aparte que es capturar este hidrógeno, y pasar por un equipo que nos pueda identificar si efectivamente es hidrógeno lo que tenemos y en que concentración”, añadió el académico.

Matriz energética

Es importante mencionar que, según fuentes de equipo de Estudios de la Asociación Chilena de Energías Renovables y Almacenamiento, ACERA, actualmente, en la Región de Coquimbo existen 50 centrales ERNC con una capacidad instalada de 1.028 MW, dividida en centrales de tecnología eólica (689 MW), solar fotovoltaica (312 MW) y minihidráulica de pasada (28 MW).

Con este panorama, la Región de Coquimbo es la tercera región con mayor capacidad instalada ERNC del país, además, existen 14 centrales solares fotovoltaicas en construcción por un total 118 MW las que se conectarían al sistema durante 2022.

Finalmente, se debe indicar que en la región existen 1.171 MW de proyectos ERNC que cuenta con aprobación ambiental, y 658 MW que se encuentran en calificación ambiental.

Con respecto al potencial para desarrollar de nuevos proyectos, se ha detectado un potencial ERNC de 33.757 MW, que considera tecnologías solar fotovoltaica: 30.690 MW, eólica: 1.082 MW concentración solar de Potencia (CSP): 318 MW e hidráulica bombeo: 1.667 MW.