Hidrógeno en la transición energética: usos, eficiencia y limitaciones

El hidrógeno (H₂) es un vector energético, no una fuente primaria de energía: debe producirse a partir de otras materias primas y aportaciones energéticas. Su interés industrial se concentra en aplicaciones donde electrificar directamente resulta difícil y en su función como materia prima para refino, producción de amoníaco y otros procesos químicos. No puede afirmarse que vaya a dominar todo el sistema energético: su competitividad depende de costes, emisiones, infraestructura y aplicación concreta.

Según la Agencia Internacional de la Energía, Global Hydrogen Review 2025, la demanda mundial rondó 100 millones de toneladas en 2024, concentrada en industrias tradicionales. La producción de hidrógeno de bajas emisiones seguía representando menos del 1 % del total. Son datos referidos a 2024 y publicados en 2025, no una previsión vigente para cualquier fecha. La expansión de proyectos anunciados está sujeta a cancelaciones, decisiones finales de inversión y disponibilidad de compradores.

Qué tipos de producción de hidrógeno existen

La producción a partir de gas natural sin captura de CO₂ suele generar emisiones significativas durante el reformado y en la cadena de suministro. La electrólisis del agua emplea electricidad para separar agua en hidrógeno y oxígeno; su huella climática depende de la electricidad realmente consumida, del agua y del ciclo de vida de los equipos. El uso de electricidad renovable de bajas emisiones puede disminuir sustancialmente la huella, pero no convierte automáticamente todo el sistema en una actividad de impacto ambiental nulo. También existen procesos con captura de carbono, sujetos a eficacia real de captura y emisiones residuales.

Electrólisis: consumo energético y rendimiento

Electrolisis-hidrogeno

La reacción global de electrólisis es 2 H₂O → 2 H₂ + O₂. Para estimar producción debe utilizarse el consumo específico del sistema completo de electrólisis, expresado en kWh eléctricos por kilogramo de H₂, con límites definidos (pila, equipos auxiliares, tratamiento de agua, compresión). En un análisis técnico del Departamento de Energía de Estados Unidos (DOE), registro 24005 se usa un valor representativo de aproximadamente 55,2 kWh/kg al inicio de vida de un sistema PEM y un promedio de 57,5 kWh/kg en el periodo analizado. Estos valores corresponden al caso estudiado, no a todos los electrolizadores.

Como ejemplo idealizado, con 1 MWh de electricidad y un consumo supuesto de 55,2 kWh/kg se producirían aproximadamente 1000/55,2 ≈ 18,1 kg de H₂ antes de consumos adicionales que no estén incluidos en ese límite de sistema. La antigua afirmación de una eficiencia universal del 80 % y un recorrido fijo de 2500 km no es válida sin definir tecnología, poder calorífico inferior/superior, compresión, condiciones de conducción y consumo específico del vehículo.

Pila de combustible y combustión: no son equivalentes

pilacombustible

Una pila de combustible transforma electroquímicamente hidrógeno y oxígeno en electricidad, con producción de agua y calor; carece de la combustión interna de un motor térmico, aunque el sistema incorpora auxiliares, ventiladores, bombas y electrónica de potencia. Su rendimiento eléctrico depende de la carga y de los equipos que integran el sistema.

La combustión del hidrógeno en aire puede generar óxidos de nitrógeno (NOx) por las altas temperaturas alcanzadas. Por tanto, decir que todo uso del hidrógeno tiene emisiones contaminantes nulas es incorrecto. El DOE explica la diferencia entre pila de combustible y combustión, y las posibilidades de generación de NOx. La ausencia de CO₂ en el escape tampoco demuestra una huella climática nula del hidrógeno producido.

Viabilidad técnica y económica

El análisis de un proyecto debe considerar coste total del hidrógeno entregado y no solo precio de electricidad: factor de utilización del electrolizador, inversión, vida útil, mantenimiento, agua, acondicionamiento, almacenamiento, compresión o licuefacción, transporte y pérdidas de reconversión. Convertir electricidad en hidrógeno y después otra vez en electricidad suele consumir más energía que emplear directamente esa electricidad en una aplicación viable. Aun así, el hidrógeno puede aportar valor en procesos químicos, reducción de mineral de hierro, algunos transportes difíciles de electrificar o almacenamiento de larga duración sujeto a un caso técnico-económico favorable.

El hidrógeno es inflamable y tiene requisitos particulares de detección de fugas, ventilación, selección de materiales y diseño de instalaciones. Los recipientes, conexiones y sistemas presurizados deben diseñarse y mantenerse con arreglo a la normativa y las instrucciones aplicables.

Fuentes y límites de la comparación

IEA — Global Hydrogen Review 2025 (producción, demanda, barreras y proyectos); DOE — registro 24005 sobre consumos de electrólisis PEM; DOE — emisiones por combustión y uso en pilas de combustible. Las cifras de rendimiento son ejemplos documentados y no garantías universales.

Revisión editorial: octubre de 2026. Este artículo valora aplicaciones industriales y sus limitaciones sin presuponer un papel dominante del hidrógeno en todos los sectores.

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