El hidrógeno formado en las profundidades del subsuelo por procesos naturales podría ser una nueva fuente importante de energía libre de carbono sin explotar y, además, es ilimitado.
Olviden el petróleo: nuevas perforaciones van en busca de hidrógeno ‘geológico’ ilimitado
El hidrógeno formado en las profundidades del subsuelo por procesos naturales podría ser una nueva fuente importante de energía libre de carbono sin explotar y, además, es ilimitado.
“Véalos como buscadores de petróleo en este momento”, dijo a Forbes Doug Wicks, director de la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada del Departamento de Energía de Estados Unidos, equiparando a los cazadores de hidrógeno con los perforadores tradicionales que buscan petróleo en nuevos campos. A nivel mundial, dice que la cantidad de hidrógeno geológico puede ser “astronómica” en función de cuán comunes parecen ser las condiciones geológicas necesarias para generarlo: bolsas de agua ricas en hierro cerca de grietas tectónicas, ubicadas en todo el mundo.
Potencialmente, “son 150 billones de toneladas métricas”, dijo Wicks. “Mil millones de toneladas alimentarían a los Estados Unidos durante un año completo”.
Grandes compañías de energía como Shell, BP y Chevron se están uniendo a un consorcio creado por el Servicio Geológico de los Estados Unidos y la Escuela de Minas de Colorado para estudiar el hidrógeno geológico, pero un puñado de nuevas empresas ambiciosas ya están a la caza.
En este sentido, empresas como HyTerra y Natural Hydrogen Energy se están preparando para perforar en Nebraska y Kansas, y Gold Hydrogen lo está buscando en Australia. Investigadores franceses creen que existe en antiguas minas de carbón en la región de Alsacia-Lorena del país y lo están buscando allí.
En África, Hydroma, con sede en Montreal, ya está aprovechando un pozo de hidrógeno descubierto hace años en Mali y está buscando más. (En el espectro de color del hidrógeno, la variedad geológica también se conoce como oro o blanco; el hidrógeno producido con energía renovable es verde. La forma producida a partir del gas natural es gris).
Rastrear sitios potenciales de hidrógeno requiere habilidades similares a las que se usan en la industria del petróleo y el gas, y llegar a miles de pies bajo tierra usa las mismas plataformas de perforación. Pero a diferencia de los depósitos de petróleo y gas, que son sucios y finitos, el hidrógeno natural se genera continuamente. Existen diferentes teorías sobre cómo se genera, pero la opinión principal es que es un subproducto de una reacción química continua de agua mezclada con hierro en estado de oxidación. Es una etapa intermedia, “no completamente oxidada, no metálica”, según Wicks.
“IMAGINE EL POTENCIAL DE UNA FÁBRICA SUBTERRÁNEA ALIMENTADA POR LA NATURALEZA QUE GENERA UN SUMINISTRO DE ENERGÍA LIMPIA Y MANEJABLE”.
Luke Velterop, director de operaciones de HyTerra
“Imagínese el potencial de una fábrica subterránea alimentada por la naturaleza, que genera un suministro renovador de energía limpia y distribuible”, dijo Luke Velterop, director de operaciones de HyTerra, con sede en Subiaco, Australia. Él cree que el hidrógeno geológico “resuelve la intermitencia de la energía renovable y proporciona la seguridad y la estabilidad necesarias para desplazar a los combustibles fósiles”.
El elemento más abundante del universo ha sido una forma convincente pero esquiva de energía limpia durante décadas. No es tan inalcanzable como la fusión nuclear, pero aún enfrenta grandes desafíos.
Actualmente es vital para la refinación de petróleo, la fabricación de fertilizantes, productos químicos y procesamiento de alimentos y producción de acero. Hágalo funcionar a través de una celda de combustible y creará electricidad para impulsar automóviles y camiones con solo vapor de agua como subproducto.
Se puede fabricar de forma económica y sencilla a partir de gas natural, pero eso genera contaminación por carbono. Hacerlo a partir de agua y energía renovable resuelve ese problema, pero crea otro: el hidrógeno verde requiere más energía para generarse de la que proporciona cuando se usa. El atractivo del hidrógeno geológico es que resuelve ambos problemas.
MICROBIOS COMEDORES DE HIDRÓGENO
Se ha pensado comúnmente que debido a que el hidrógeno es el elemento más ligero de la tabla periódica, existía principalmente en combinación con otros elementos y no por sí solo. Pero los informes de hidrógeno natural se remontan a décadas. En 1984, el entusiasta del hidrógeno Roger Billings creía que había encontrado un campo de hidrógeno natural en Kansas.
Según un informe contemporáneo de UPI, su empresa, Billings Energy, con sede en Missouri, quería aprovechar su potencial energético, que se estimaba en el equivalente a 65 millones de barriles de petróleo. Billings no respondió a un correo electrónico en busca de detalles sobre por qué falló.
Más recientemente, la existencia de hidrógeno natural ha sido un tema candente. En la Universidad Estatal de Montana, los científicos han estado monitoreando el hidrógeno expulsado de los calderos hirvientes del Parque Nacional de Yellowstone.
En la misma línea, la revista Science publicó un artículo detallado en febrero de 2023 sobre el descubrimiento de un pozo de hidrógeno en Malí en 2015, que Hydroma está aprovechando.
Entonces, ¿por qué se ha tardado tanto en empezar a buscar hidrógeno natural? Además de no saber buscarlo, la presencia de hidrógeno geológico está oculta por microbios en el suelo que lo consumen, dijo Geoff Ellis, geoquímico petrolero del Programa de Recursos Energéticos del USGS. (Los organismos que se alimentan de hidrógeno incluyen caminibacter y aquifex, mientras que hydrogenobacter thermophilus, descubierto en Japón, prospera con el hidrógeno producido por las aguas termales).
“No es tan sorprendente que se haya pasado por alto porque es un gas incoloro e inodoro y estos microbios lo comen de manera muy eficiente en el subsuelo a medida que se filtra”, dijo Ellis a Forbes. “Podría haber acumulaciones realmente grandes en el suelo. Solo tenemos que averiguar dónde encontrarlos y podemos perforar allí y tener esta gran fuente de energía limpia”.
Pero advierte que si bien existe un gran volumen potencial de hidrógeno geológico a nivel mundial, gran parte de él puede ser demasiado difícil de alcanzar.
“La mayor parte de esto será demasiado profundo o muy lejos de la costa, o acumulaciones que son demasiado pequeñas para que nunca sean económicas”, dijo Ellis. Estima que a nivel mundial podría haber al menos 10 millones de megatones de hidrógeno en el suelo, mucho más que los 100 megatones que el mundo usa ahora para procesos industriales. Las nuevas aplicaciones del elemento para cosas como el combustible de aviación y la generación de energía estacionaria aumentarán la demanda global a por lo menos 500 megatones en las próximas dos décadas.
“LA MAYOR PARTE DE ESTO SERÁ DEMASIADO PROFUNDO O MUY LEJOS DE LA COSTA, O ACUMULACIONES QUE SON DEMASIADO PEQUEÑAS PARA QUE NUNCA SEAN ECONÓMICAS”.
Geoff Ellis, Servicio Geológico de Estados Unidos
“Entonces, si solo se puede aprovechar el 2% o el 3% de los 10 millones de megatones, eso cubriría toda la demanda mundial de 500 millones de toneladas por año durante cientos de años”, dijo.
Y no es solo el potencial de hidrógeno limpio y barato. Es importante destacar que las condiciones subterráneas que crean hidrógeno también pueden generar helio de gran valor, un gas industrial que se ha vuelto más caro a medida que se reducen los suministros tradicionales, dijo Ellis.
HyTerra, que ha recaudado 4 millones de dólares para financiar los esfuerzos iniciales de perforación y busca algunos millones de dólares más, se asoció con Natural Hydrogen Energy en un proyecto de pozo en Ginebra, Nebraska. Este mes, la startup dijo que también tiene derechos de perforación para buscar depósitos de hidrógeno a lo largo de Nemaha Ridge en Kansas. Ambos sitios están ubicados a lo largo del Midcontinent Rift System de 1200 millas, una fisura tectónica en el centro de América del Norte.
CONSTRUYENDO UN MERCADO DE HIDRÓGENO
Descubrir dónde existen grandes volúmenes de hidrógeno geológico y encontrar formas de extraer el gas de manera segura son desafíos que aún deben resolverse.
Así, Wicks del DOE también quiere crear un programa de subvenciones federales para ayudar a los investigadores universitarios y de empresas a desarrollar métodos para estimular el proceso subterráneo natural que genera hidrógeno, utilizando potencialmente métodos químicos o eléctricos para aumentar sustancialmente la cantidad que ya se está creando. Eso podría resultar fundamental para comercializar hidrógeno geológico, ya que ayudaría a las empresas a obtener más del suelo.
“Seríamos el primer programa gubernamental, extranjero o nacional, en reconocer esta posibilidad”, dijo Wicks.
Confirmar que se pueden extraer grandes cantidades comerciales de hidrógeno natural de fuentes subterráneas podría llevar años, pero eso no es un factor decisivo. Todavía es pronto para el uso del hidrógeno como combustible más allá de su nicho industrial actual; el mercado aún no se ha formado, según Ellis del USGS.
“Si hoy perforo el pozo en mi patio trasero y encuentro un montón de hidrógeno, probablemente no podría vendérselo a nadie”, dijo. Esa es parte de la razón por la cual HyTerra y Natural Hydrogen Energy están trabajando juntos en un proyecto de perforación en Nebraska.
“Eligieron ese sitio porque hay una planta de fertilizantes al final de la calle”, dijo. “Se pusieron en contacto con ellos y les dijeron: ‘¿Nos comprarían hidrógeno?’ Y la planta dijo: ‘Claro, lo haríamos’. Así que tenían un mercado cerca”.
Si las nuevas empresas más pequeñas muestran cierto éxito, las grandes compañías petroleras, con la capacidad de invertir miles de millones de dólares en hidrógeno geológico, pueden unirse a la carrera, dijo Ellis. “Todavía no están pensando en perforar pozos. Están adoptando una actitud de esperar y ver”.
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