El camino desde una economía El contenido energético de la radiación solar en la superficie de nuestro planeta ha sido estimado como 3.000 veces el consumo corriente de energía en el mundo. Aunque técnicamente sólo sea posible captar una pequeña fracción de este potencial, la energía solar es, con gran diferencia, la mayor fuente de energía en el mundo. Algunos de los expertos que trabajan en la posible captación de la radiación solar directa creen que, dentro de 20 ó 30 años, podrán convertir directamente la radiación solar en electricidad o calor, de un modo económicamente viable. A largo plazo, si se consigue, la energía solar será una de las mayores fuentes de energía para la humanidad. Como en el caso de la radiación solar, cuando se controlen otras fuentes de energías renovables y la energía nuclear serán también convertidas en electricidad. En los casos que sea posible, la electricidad será usada directamente, pero siempre existirá la necesidad de un medio de almacenamiento energético, como combustible o energía para el transporte por tierra, mar o aire. El candidato a combustible renovable número uno es el hidrógeno y, en principio, cualquier fuente de energía disponible puede ser usada para producir hidrógeno. Islandia no tiene que esperar hasta que la captación de la radiación solar llegue a ser económicamente viable. Con sus abundantes y baratos recursos hídricos, y con la energía geotérmica con la que cuenta Islandia, este país ya ha empezado esta transformación hacia la economía del hidrógeno. Esto hace de Islandia, con un territorio pequeño pero con todas las infraestructuras de los más grandes, un atractivo país piloto para participar en el desarrollo y la mejora de una necesaria tecnología de hidrógeno, demostrando así la exitosa transformación en una economía del hidrógeno. Premisas del experimento Islandia es una isla volcánica ubicada en el Océano Atlántico, justo por debajo del Círculo Polar Ártico. Sus orígenes se concentran en un así llamado punto candente de la corteza del magma terrestre. Su superficie es de unos cien mil kilómetros cuadrados y su altitud máxima alcanza los dos mil metros, con una décima parte del territorio cubierta por glaciares. La combinación de su altitud y de la situación geográfica de Islandia, en las altas latitudes árticas, en la ruta de los ciclones del norte del Atlántico cargados de humedad, así como el enorme potencial energético de los glaciares, hacen de ella una ubicación ideal para la construcción de centrales hidroeléctricas. Mientras que la naturaleza volcánica de la isla, en combinación con la gran cantidad de precipitaciones, crean formidables condiciones para aprovechar la energía geotérmica. Por otra parte, el país no posee fuentes de materias primas tradicionales, excepto turba y bosquecillos de abedules, que junto con el viento utilizaron los islandeses como fuente principal de energía durante siglos desde cuando poblaron la isla. A finales del siglo XIX, prácticamente toda la energía de Islandia era producida con combustibles fósiles. A inicios del siglo XX fue construida la primera central hidroeléctrica y el país empezó a electrificarse. Durante los últimos 50 años han disfrutado de calefacción local geotérmica. A finales del siglo XX, el sistema energético de Islandia atravesó dos etapas importantes de transición. La primera estuvo vinculada con el empleo de la energía hidroeléctrica; la segunda, con la energía geotérmica. Hoy, Islandia se halla en el umbral de la tercera gran transición. En este siglo XXI seremos testigos de la tercera transición de la termodinámica convencional de Carnot y los motores de combustión interna a los sistemas de energía libre con la pila de combustible. Ahora nuestras expectativas se centran en el hidrógeno, producido por electricidad a partir de las centrales hidroeléctricas y la energía geotérmica, como el combustible principal de para el transporte y la pesca de Islandia. De esta forma, Islandia se liberará casi por completo de la importación de petróleo y reducirá en más del 50% las emisiones nocivas a la atmósfera. Con una población de 290.000 habitantes, Islandia posee realmente enormes reservas energéticas hidroeléctricas y geotérmicas: el potencial energético del país ronda los 50 terawatios hora al año. Pero de esta cantidad, hoy día se obtienen apenas 8 terawatios. Islandia se halla en una situación bastante inusual: como sus recursos energéticos están insuficientemente aprovechados, se ve obligada a importar la tercera parte de las fuentes de energía consumidas. Nos pusimos a calcular si Islandia puede o no renunciar a los productos petrolíferos importados y sustituirlos por un combustible sintético a base de recursos energéticos locales. Primeras investigaciones Las investigaciones concernientes a la producción de combustible sintético proveniente de fuentes de energía locales se realizaron ya en 1977, en la Universidad de Islandia. Al principio se consideraron varias alternativas, como la gasolina sintética, el metanol, el amoníaco y el hidrógeno. Pero durante estos últimos 15 años, las investigaciones se centraron, fundamentalmente en el hidrógeno. El hidrógeno es el más limpio y barato de los combustibles. La única emisión de la pila de combustible es el agua pura en exactamente la cantidad necesaria para producir el propio hidrógeno. En Islandia ya hace más de medio siglo que se produce hidrógeno a gran escala por electrólisis del agua. Así que ya es bien conocido en Islandia el precio de coste del hidrógeno y los gastos de funcionamiento de la central eléctrica, así como los gastos de las tecnologías utilizadas. El almacenamiento del hidrógeno es un factor crítico para promover su utilización como combustible en el transporte y la pesca en Islandia. Se puede almacenar de muchas maneras, por ejemplo en forma de gas, de líquido, como enlace químico en los hidruros metálicos o en hidruros líquidos como el metanol. Dada la gran cantidad de energía necesaria para conseguir hidrógeno líquido, esta presentación es el doble de cara que de gas hidrógeno. En una flota de autobuses urbanos movidos por pilas de combustible de membrana de intercambio de proteínas , el hidrógeno se puede almacenar fácilmente en el vehículo en forma de gas a presión en cantidad suficiente para que el autobús circule todo el día. El tiempo de recarga es de menos de 7 minutos. Toda la flota de autobuses de una ciudad puede funcionar a partir de una única estación de servicio, lo que elimina la compleja infraestructura de una red de distribución del combustible. Pero el almacenamiento del hidrógeno en automóviles privados no es tan sencillo como en autobuses urbanos. Algunos modelos experimentales de automóviles utilizan gas hidrógeno, hidrógeno líquido, hidruro metálico y metanol. Pero hay que decir que los vehículos accionados con gas hidrógeno bajo presión tienen carga suficiente sólo para una corta distancia, aunque la situación puede cambiar. El año pasado, Honda presentó un automóvil que emplea gas hidrógeno bajo presión, capaz de recorrer 350 kilómetros con una sola carga. Dos años atrás, varias grandes compañías de la industria automotriz japonesa declararon que en un futuro cercano empezarán a producir vehículos que usan hidrógeno. Actualmente se examinan tres alternativas de almacenaje de hidrógeno para el transporte terrestre: gas a presión, hidruros metálicos y metanol. En cuanto al abastecimiento energético de los barcos pesqueros, como faenan en el mar hasta seis semanas sin poder repostar, deben llevar a bordo una gran cantidad de combustible. El gas hidrógeno bajo presión no sirve para eso. La solución podría ser el hidrógeno líquido, pero, como ya señalamos, resulta demasiado caro, igual que la tecnología correspondiente. Varias investigaciones realizadas en la Universidad de Islandia demostraron que en un futuro próximo, el único modo de almacenar suficiente cantidad de hidrógeno a bordo del barco pesquero será empleando metanol. Teóricamente, Islandia puede suministrar energía a toda la flota pesquera combinando metanol obtenido mediante electrólisis con óxidos de carbono emitidos por la industria metalúrgica islandesa. Esta opción reduciría las emisiones de gas en el sector pesquero en un 55%. En 1977, un equipo de investigadores de la Universidad de Islandia trazó un plan de transición de Islandia a la economía de hidrógeno. El proyecto inicial comprendía: 3 autobuses urbanos con pila de combustible con membrana de intercambio de proteínas en el sistema de transporte público de Reykiavik y, más tarde, proceder a la sustitución gradual del parque de autobuses de Reykiavik (puede que asimismo de otras ciudades) por vehículos análogos e introducción del sistema en vehículos privados. La etapa siguiente del proyecto de demostración incluía un barco pesquero experimental con pila de combustible con membrana de intercambio de proteínas (e hidrógeno almacenado a bordo en metanol), y después la paulatina sustitución de la flota pesquera con barcos análogos. Este plan interesó a tres grandes compañías europeas, como resultado de lo cual fue creada la corporación Nueva Energía de Islandia, filial de la Universidad de Islandia, para promocionar el hidrógeno en la economía de este país. Nueva Energía de Islandia Esta corporación fue fundada en 1998. El 51% de las acciones pertenece al consorcio de corporaciones islandesas del sector energético y a dos grandes instituciones. Entre los accionistas figuran: el Fondo Comercial de Nuevas Empresas, la Compañía Energética de Reykiavik, la Compañía Energética Nacional, la Compañía de Combustible Regional de Sudurnes, la Universidad de Islandia, la Planta de Fertilizantes Aflvaki hf. y el gobierno de Islandia. Entre los miembros fundadores hubo otras tres corporaciones internacionales (Daimler-Chrysler, Norsk Hydro y Shell), que se repartieron el 49% restante de las acciones. Los objetivos de la corporación son claros: investigar en conjunto las posibilidades de reemplazar en Islandia el combustible fósil por combustible basado en el hidrógeno y, en resumidas cuentas, crear la primera economía de hidrógeno del mundo en Islandia. Adicionalmente, tres ministros del Gobierno de Islandia, el primer ministro, el ministro de Industria y el ministro de Medio Ambiente, han declarado su intención de promover una economía del hidrógeno en Islandia. La estrategia era empezar con la introducción de una flota de autobuses de hidrógeno como prueba. La siguiente fase era promover la integración de los vehículos con pila de combustible para el uso de los pasajeros. La última fase es examinar la posibilidad de reemplazar la flota pesquera actual con una basada en el hidrógeno. Proyecto ECTOS Con el respaldo financiero del 5º Programa Marco de la Unión Europea, la corporación Nueva Energía de Islandia empezó a preparar el proyecto de demostración llamado ECTOS (Sistema de Transporte de la Ciudad Ecológica). Este proyecto a cuatro años pretende construir una estación de servicio de hidrógeno y disponer de tres autobuses urbanos con pila de combustible a base de hidrógeno en la flota de transporte público de Reykiavik. Después de la evaluación de los expertos, la Unión Europea asignó para ECTOS 2.850.000 euros, con un coste total del proyecto equivalente a 7 millones de euros. En un suburbio de Reykiavik se construirá una estación de servicio de hidrógeno perteneciente a la infraestructura de Shell. El hidrógeno será producido allí mismo por hidrólisis, utilizando la instalación para hidrólisis alcalina de la compañía Norsk Hydro, conectada con las redes municipales de electricidad y suministro de agua. Esta instalación producirá hidrógeno gaseoso bajo presión de 440 bares. La estación de servicio se inauguró en Abril del 2003. Siguiendo el ejemplo de ECTOS, 9 ciudades europeas resolvieron poner en marcha un proyecto, denominado CUTE (Transporte Urbano Europeo Limpio), que consiste en probar tres autobuses a base de hidrógeno en cada una de esas ciudades: Londres, Luxemburgo, Oporto, Madrid, Barcelona, Stuttgart, Amsterdam, Hamburgo y Estocolmo. Además, la ciudad australiana de Perth también decidió participar en el proyecto con un autobús experimental similar. CONCLUSIÓN No depender de la importación de los combustibles fósiles, y, al mismo tiempo, reducir drásticamente las emisiones de gases que producen el efecto invernadero constituyen una bonita visión que Islandia, en parte, puede hacer una realidad y puede completarla en las próximas décadas, a mediados de siglo. La Universidad de Islandia, Nuevas Energías de Islandia y sus socios internacionales están trabajando juntos para lograr este reto ambicioso y así crear una Sociedad del Hidrógeno en Islandia. (1) Bragi Arnason es profesor de Química en la Universidad de Islandia y pionero en llevar las energías alternativas a Islandia. Desde principios de la década de los años 70, cuando Arnason se convirtió en profesor asociado de la Universidad de Islandia, ha soñado en crear una economía del hidrógeno para poner fin a la dependencia del país de la importación de combustibles fósiles, y se ha dedicado sus investigaciones para hacer una realidad de esta idea. Es autor de numerosas publicaciones en este campo, y ha sido galardonado con numerosos premios, como la Cruz Islandesa de los Mandos de la Orden del Halcón y la Medalla de Honor Islandesa de las Nuevas Energías por sus trabajos pioneros en la economía del hidrógeno, además de ser finalista del Premio Mundial a la Tecnología del Medio Ambiente del 2001.
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