Desafíos para el Hidrógeno Verde

El pasado 13 de octubre, autoridades encabezadas por el presidente de la República, Gabriel Boric, y el ministro de Energía, Diego Pardow, inauguraron una planta piloto móvil que permitirá cuantificar, en condiciones reales, el verdadero potencial que existe en la región de Antofagasta para producir hidrógeno verde (H₂v) a partir de energía solar.

Este proyecto de investigación, que desarrolla el centro científico tecnológico regional Cicitem, es parte de los diversos pasos que se están dando en Chile para impulsar esta industria que puede contribuir a acelerar el proceso de descarbonización y a avanzar hacia un desarrollo económico bajo en emisiones, para enfrentar mejor los desafíos que impone el cambio climático.

Así lo destacó el Jefe de Estado, durante el mencionado evento: "No pensemos una discusión del hidrógeno verde desde una perspectiva exclusivamente de entendidos. (...) Estamos hablando de un cambio en el modelo de desarrollo que va a atraer mayor bienestar y mejor calidad de vida a nuestro pueblo. Y estamos diciendo que en particular en lugares en que ha habido centrales termoeléctricas funcionando a carbón o petróleo incluso, vamos a poder hacer esa transición que sea justa con los territorios".

Considerando, entonces, que el objetivo de fondo es que la industria del H₂v aporte al resguardo medioambiental y social, en este artículo revisamos los principales riesgos e impactos asociados a los proyectos de este tipo, así como algunas medidas y condiciones que se podrían aplicar en nuestro país para garantizar que esta industria se desarrolle de manera sustentable.

Riesgos y Medidas

¿Cuáles son los principales riesgos e impactos ambientales que pueden generar la producción, almacenamiento, transporte y uso del hidrógeno verde?

La gerente general de la Asociación Chilena de Hidrógeno (H₂ Chile), María Paz De la Cruz, responde: "Más que riesgos, en toda actividad industrial hay que hacerse cargo de los desafíos de seguridad, de eventuales afectaciones ambientales y de los temas de desarrollo de la cadena de valor. El hidrógeno verde es un combustible limpio que es clave para combatir el cambio climático y poder mantener el aumento de la temperatura bajo los 1,5 ºC, por lo cual es relevante su utilización a gran escala".

La representante gremial añade: "En materia de almacenamiento y transporte, por supuesto que hay que tomar los resguardos porque se trata de un gas y para ello existen normas, regulaciones y mucha ingeniería detrás para impedir que haya situaciones complejas. Ninguna industria está exenta de riesgos, pero insisto: para eso están las normativas que regulan todo el proceso, desde su producción hasta su uso final".

María Paz De la Cruz destaca el trabajo público-privado para desarrollar el H₂v sin afectar el medio ambiente.

Por su parte, Sebastián Videla, Decano de la Facultad de Ingeniería de la Universidad Católica de Temuco, señala que los riesgos asociados a proyectos de hidrógeno verde pueden dividirse en dos clases: "La primera corresponde a los que se suelen presentar en todo proyecto de manejo de combustibles sean gaseosos y/o líquidos, donde existen normas nacionales e internacionales para un buen manejo; y en segundo término, riesgos que son inherentes a proyectos de hidrógeno".

Entre estos últimos, el académico destaca los siguientes, indicando además algunas medidas que se adoptan para mitigarlos:

• Escapes masivos al medio ambiente derivados de eventos socio naturales: "El hidrógeno es un gas altamente inflamable que puede ser muy peligroso en zonas pobladas y en plantas industriales. En general, disminuir estos riesgos dependerá de la capacidad de medición, el tiempo de respuesta de los sistemas en línea y la implementación de un plan de manejo", sostiene el ingeniero civil de industrias, con un doctorado en Ciencias Químicas.

• Fugas en ambientes cerrados, donde la concentración de hidrógeno no puede alcanzar el 4% en volumen, límite de inflamabilidad de este compuesto: "Las normas de otros países, como las de Estados Unidos, no permiten que una fuga sobrepase el 1%, es decir un 25% de este límite", advierte el especialista.

• Fugas en ambientes abiertos, pero con baja ventilación, donde se tiene una situación similar a la descrita anteriormente: "La ventilación de zonas de producción y edificios donde exista manejo de hidrógeno es una medida necesaria para disminuir riesgos. Puntos calientes son los ductos en edificios que permiten tanto ingreso como salida de gases", comenta Sebastián Videla.

• Fugas generadas por destrucción del equipamiento, como es el caso de choques de vehículos. "Este tema ha centrado la atención de fabricantes al no existir tecnologías que puedan reducir este riesgo", indica.

Aspectos a Regular

Actualmente, los proyectos de H₂v no están tipificados de manera específica en nuestra normativa ambiental. En ese escenario, ¿cómo se pueden regular sus posibles impactos ambientales?

María Paz De la Cruz contesta: "Hay un claro consenso en que el hidrógeno verde es una oportunidad para el país, para sofisticar su economía, para generar empleos verdes y sumarse con mucho ímpetu a la acción climática, de lo contrario el avance de las temperaturas podrían afectar enormemente nuestros ecosistemas. En ese camino, el sector público y privado están trabajando para actualizar y generar información respecto a las sensibilidades de ciertos terrenos, y la creación de nueva normativa y regulación para asegurar que no haya mayores afectaciones ambientales o de otro tipo".

En relación a esto, detalla que "la idea es generar capas de evaluación de modo de tener claro en qué partes del territorio se pueden desarrollar proyectos, dónde habrá zonas de exclusión, de interés turístico, de conservación o de habitabilidad. Chile tiene enormes extensiones de terreno y debemos ser capaces de hacer convivir distintas actividades como la turística, las reservas naturales, la producción de hidrógeno verde y otras. Lo interesante, es que tenemos la oportunidad de generar esta convivencia con una industria que aporta a combatir el cambio climático. Eso es único, no había pasado antes".

A su vez, Sebastián Videla indica que, aunque estos proyectos no estén tipificados en la legislación ambiental chilena, de todos modos, se podrían someter al Sistema de Evaluación de Impacto Ambiental (SEIA), a través de dos vías:

a) Como un proyecto que corresponda a lo que señala la letra k del artículo 3 del Reglamento del SEIA, "que dice relación con instalaciones fabriles, entre ellas las químicas, entendiendo que el hidrógeno no es una fuente de energía primaria sino el producto de un proceso de separación y/o químico", plantea.

b) Por los componentes físicos que conforman su proceso de producción, que puedan incluir otras tipologías definidas en el mencionado Reglamento, como son: "líneas de transmisión eléctrica de alto voltaje y sus subestaciones, centrales generadoras de energía mayores a 3 MW, gasoductos; producción, almacenamiento, transporte, disposición o reutilización habituales de sustancias tóxicas, explosivas, inflamables, corrosivas o reactivas y otras", detalla el ingeniero.

Videla afirma que si bien, en términos generales, la metodología que hoy se utiliza para los estudios de impacto ambiental es aplicable a estos proyectos, sería conveniente ahondar más en aspectos específicos de una industria que maneja combustibles y productos inflamables. "A manera de ejemplo, las líneas de base deberían incluir un análisis de equipamiento e infraestructura a ser usada por el proyecto que sea compatible con manejo y tráficos de vehículos y sistemas de distribución con cargas peligrosas. Asimismo, cabe establecer normas precisas sobre riesgos asociados a eventuales fugas de hidrógeno en el proceso y toda su cadena productiva y de distribución, donde el límite máximo de inflamabilidad que se puede aceptar es del 25%, como se explicó anteriormente", acota.

Agrega que en la descripción del proyecto se debieran solicitar algunos aspectos tecnológicos relacionados con materiales, instrumentos y sistemas de control que permitan un manejo seguro de las instalaciones productoras de hidrógeno verde. "Cabe mencionar que una fuga de este compuesto es un evento ambiental significativo, donde un 1% de emisiones equivale a 0,6% de emisiones de dióxido de carbono, con los consiguientes efectos en el cambio climático. Por los peligros que encierra la fuga de hidrógeno sería recomendable incluir en su sometimiento al SEIA un estudio de riesgo tanto respecto de las propias instalaciones como de su entorno", advierte.

Con respecto a lo mismo, comenta que la Superintendencia de Electricidad y Combustibles publicó una Guía para proyectos de H₂v que considera principalmente riesgos externos y no internos al proceso, lo cual debiese ser mejorado. "El hidrógeno es un gas incoloro e insípido, que no se puede detectar sensorialmente, a lo cual se agrega su pequeño tamaño capaz de penetrar en muchos materiales, incluido el acero y las estructuras cristalinas, generándose lo que se conoce como corrosión por hidrógeno. Por ello resulta importante que la descripción del proyecto incluya detalles técnicos sobre materiales, control y manejo de emisiones", concluye Videla. Por lo mismo, considera que sería muy conveniente que estos proyectos presenten un plan de manejo de eventos extremos.

Los proyectos debieran presentar planes de manejo de eventos extremos, sugiere Sebastián Videla.

Uso de Agua

La producción de hidrógeno verde necesita de agua, lo cual representa otro inquietante desafío en medio de la sequía estructural que vive el país.

Frente a ello, María Paz De la Cruz sostiene que en la mayoría de los proyectos "se considera agua que se obtiene de la desalinización de agua de mar, que es una tecnología ya probada y efectiva. Esto se hace con altos estándares productivos y de seguridad y, en ciertas zonas, podría significar la llegada de nuevas fuentes de producción de agua potable como es el caso de algunas localidades en Magallanes".

La gerente general de H₂ Chile indica también que, "en este contexto, debemos siempre procurar dar beneficios a las comunidades aledañas de forma que haya una ganancia para todos. El hidrógeno se debe producir pensando en no generar conflicto con otros requerimientos ambientales, si no estaríamos yendo en contra de su propia esencia".

Sebastián Videla, en tanto, presenta una visión con más reparos: "Estequiométricamente, 18 kg de agua contienen 2 kg de hidrógeno, esto indica que producir hidrógeno requiere grandes cantidades de agua, muy superior a esta relación teórica 9:1. Si consideramos que la Estrategia Nacional de Hidrógeno Verde plantea que para el año 2025 exista una producción de 200 mil toneladas anuales de H2v, esto puede equivaler a unas 10 plantas que deberán buscar donde construirse. En el norte de Chile sólo cabe pensar en obtener el agua del mar, con plantas desaladoras en el borde costero, lo que generará conflictos ambientales y sociales. Por otra parte, se requieren fuentes energéticas para separar hidrógeno del agua de menores costos que los actuales, sea por vía eólica o solar. Estas fuentes requieren grandes extensiones de terreno, con impactos que se agregan a los anteriores. Es relevante darse cuenta que exportar hidrógeno corresponde a exportar agua, algo cuestionable para un país con crisis hídrica. Si se plantea que el hidrógeno sirva a la industria nacional para lograr un mayor desarrollo y competitividad podría justificarse mejor este esfuerzo, pero ello requiere una estrategia industrial aún pendiente".

Desafíos a considerar para el adecuado desarrollo de la industria del hidrógeno verde en Chile.


DATOS:

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Proyecto eólico para producir H₂v en la región de Magallanes fue retirado del SEIA por las empresas HIF Chile y Enel Green Power Chile, a comienzos de octubre, argumentando que algunas observaciones sobrepasaban el estándar habitual de evaluación ambiental. Las empresas pidieron lineamientos claros "sobre las expectativas para el desarrollo regional, resguardando a las comunidades y al medio ambiente".

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Bus piloto a hidrógeno verde se incorporará en 2023, por primera vez, al sistema de transporte público de la Región Metropolitana. Esto luego de un convenio firmado por los ministerios de Transportes, Medio Ambiente y Energía, representantes de la academia y el mundo privado para probar el funcionamiento de esta tecnología.

Artículo publicado en InduAmbiente 178 (septiembre-octubre 2022), páginas 18 a 21.