Aliments més barats (i sostenibles) gràcies a l’hidrogen verd

Aliments més barats (i sostenibles) gràcies a l’hidrogen verd

A Espanya, el 19% de la despesa energètica de la indústria manufacturera recau en el sector de l’alimentació i de les begudes, el segon que més energia consumeix. Amb els preus de la llum i el gas pels núvols i un hivern ple d’incerteses, la rendibilitat d’aquestes empreses està en perill. Des de la Federació Espanyola d’Indústries d’Alimentació i Begudes (FIAB) adverteixen que en un escenari estable els costos energètics poden suposar fins al 8% del cost de producció, per la qual cosa un increment podria perjudicar la competitivitat del sector.

Tenint en compte que la situació és delicada, moltes d’aquestes empreses ja s’han posat a la feina per prendre mesures que els ajudin a millorar l’eficiència energètica i, per tant, que contribueixin a reduir les seves despeses. Una de les possibles solucions passa per buscar energies alternatives més sostenibles i econòmiques. Ja el 2019, el 9,2% del total de l’energia consumida en el sector alimentari espanyol procedia de les renovables. Per exemple, algunes companyies han adoptat estratègies d’economia circular desenvolupant plantes amb calderes i maquinàries que aprofiten els pòsits de cafè per obtenir vapor. Unes altres empreses han apostat per instal·lar plaques fotovoltaiques per tal de fer servir energia solar en els seus processos de producció. Segons el centre tecnològic AINIA, amb la millora de l’eficiència energètica i la incorporació d’energies renovables el sector agroalimentari europeu podria estalviar entre l’11% i el 19% de l’energia que consumeix.

Una altra de les energies netes que pot tenir un paper clau en un futur no tan llunyà és el denominat hidrogen verd. A més, el seu desenvolupament és imprescindible per a combatre el canvi climàtic. D’aquí ve que nombrosos països europeus hagin començat a incentivar la producció d’aquesta energia renovable, que s’obté a partir de fonts d’energies netes (eòlica, fotovoltaica, biomassa, entre d’altres) per aconseguir els objectius de descarbonització de l’economia: Europa vol ser neutra en emissions el 2050.

Què és l’hidrogen verd?

Encara que l’hidrogen és l’element que més predomina a l’univers, al nostre planeta és molt difícil trobar-lo lliure; és a dir, gairebé sempre va unit a altres molècules, com en l’aigua (H₂O). Per poder usar-lo cal separar-lo d’aquests altres compostos i un dels processos més habituals per a fer-ho és l’electròlisi de l’aigua, que consisteix a separar la molècula d’aigua en els seus components (hidrogen i oxigen) mitjançant l’aplicació de corrent elèctric en un dispositiu electroquímic denominat electrolitzador.

En funció de l’origen de l’energia que es fa servir en aquest procés i de les emissions, l’hidrogen es classifica en diferents colors. El 99% del que es consumeix a Espanya és conegut com a hidrogen gris, que es produeix a partir de gas (natural, metà o gasos liquats de petroli mitjançant processos de reformat). D’altra banda, l’hidrogen blau s’obté de manera similar, però se li apliquen tècniques de captura, ús i emmagatzematge de carboni, la qual cosa permet reduir fins en un 95% les emissions de CO₂ generades.

L’electròlisi requereix molta energia elèctrica, i si aquesta procedeix de fonts 100% renovables, el producte resultant no generarà emissions de diòxid de carboni: som davant d’hidrogen verd. Però a més de l’electròlisi, hi ha altres mètodes per a produir hidrogen sostenible, com el reformat amb vapor de biogasos, bioalcohols o la fermentació de residus orgànics (biohidrogen), la termòlisi de l’aigua o la producció per microorganismes, entre d’altres.

Una indústria transversal

La indústria alimentària és gran i transversal perquè inclou tot el procés productiu dels aliments, des de la producció de les matèries primeres fins a la collita, el processament i la distribució fins als lineals del supermercat. Això suposa que el sector té molt de potencial per a introduir l’hidrogen verd en tots els processos.

A tall d’exemple, la gran majoria de fertilitzants i productes químics que es fan servir perquè els cultius creixin lliures de plagues estan compostos per amoníac, una substància que en la seva composició porta hidrogen, produït a partir de gas natural o carbó. “L’hidrogen verd pot fer que tota aquesta química que s’aplica als cultius, que a més és necessària per a satisfer la demanda d’aliments al planeta, pugui tenir un origen net”, destaca Javier Brey, president de l’Associació Espanyola de l’Hidrogen. També es pot recórrer a l’hidrogen renovable per a propulsar la maquinària que es fa servir en la producció d’aliments: recol·lectores, segadores, tractors, camions… El fabricant americà John Deere, especialitzat en vehicles per a feines agrícoles, ja treballa amb equips impulsats amb hidrogen.

La indústria alimentària també requereix calor i electricitat en els seus processos de producció, que es poden obtenir sense problema mitjançant l’ús d’hidrogen verd. A Escòcia, per exemple, les grans destil·leries de whisky ja estudien com incorporar aquesta font d’energia per a produir el vapor necessari en el procés de destil·lació d’aquesta beguda alcohòlica.

Una vegada que s’han processat els aliments, queda tota la part de transport i logística, que depèn molt dels combustibles fòssils. De nou, l’hidrogen renovable pot tenir un paper fonamental els pròxims anys per a avançar cap a la descarbonització.

Hidrogen contra el malbaratament

Una manera de combatre el malbaratament alimentari és utilitzant els residus de menjar per a obtenir hidrogen verd. “La indústria de l’alimentació és la que més aposta per les energies renovables, com la biomassa”, argumenta la directora de Competitivitat i Sostenibilitat de FIAB, Paloma Sánchez. Per això, afegeix la possibilitat d’aplicar l’hidrogen renovable en processos que permetin transformar subproductes de la indústria agroalimentària en energia. “És una alternativa molt factible i sostenible”, sosté Sánchez.

En general, els residus agroalimentaris més indicats per a produir biohidrogen (hidrogen produït biològicament, per algues, bacteris i matèria orgànica) són aquells rics en carbohidrats i pobres en lignina (component fonamental de la paret cel·lular de les plantes): s’obtenen de les indústries de processament de vegetals o restes de l’elaboració de pa, galetes, pastes… Són empreses lligades a l’alimentació i les begudes, que disposen de recursos per a aprofitar rebutjos d’aliments i de residus orgànics per mitjà de processos tecnològics com la degradació bacteriana. Mitjançant l’ús de llevat és possible descompondre el menjar i produir l’hidrogen, que pot usar-se com a font d’energia neta per a generar electricitat, així com per a aplicar-se en processos químics i industrials o com a combustible per al transport.

A Espanya, l’Institut de Tecnologia Química (ITQ) projecta dissenyar i construir una planta pilot que utilitzi l’hidrogen verd en operacions industrials per a transformar matèries primeres (biomassa agrícola i residus alcohòlics de la indústria vitivinícola) i obtenir productes de major valor afegit. A partir de la fermentació d’aquestes restes s’obté bioetanol, que alhora es tracta amb vapor d’aigua, a unes temperatures d’entre 500 i 700 °C i a pressió atmosfèrica, per produir hidrogen. Un altre equip d’investigadors de l’Institut de Catàlisi i Petroleoquímica (ICP) prova com aplicar l’hidrogen en un procés industrial per obtenir biocombustible: consisteix a introduir aquest vector energètic en estat gasós per fer-lo reaccionar amb residus d’olis vegetals.

Beneficis per al planeta

Els experts coincideixen en els beneficis de l’hidrogen verd en la salut del planeta. Com no s’emeten substàncies contaminants –l’únic residu és el vapor d’aigua–, no danya l’atmosfera i, per tant, protegeix el medi ambient. Alhora, contribueix a una menor dependència dels combustibles fòssils, com ara el petroli, el gas i el carbó. A més, és un element infinit que té molts usos i es pot utilitzar en sectors difícils de descarbonitzar. Aquest gas, per exemple, pot fer sostenible el transport (lleuger i pesant per carretera, trens, vaixells, avions…), la indústria metal·lúrgica o la dels fertilitzants. A més de fer-se servir com a combustible es pot transformar en electricitat i en calor, de manera que el seu ús abasta des de llars i comerços fins a indústries i maquinàries pesants.

“L’hidrogen verd és una alternativa real als combustibles fòssils, però necessitarem produir-lo, transportar-lo, distribuir-lo… Per això cal començar a desplegar tota aquesta economia de l’hidrogen. Tenim molta feina al davant”, afirma Javier Brey. Albert Tarancón, investigador de l’Institut de Recerca en Energia de Catalunya (IREC), opina el mateix, ja que sosté que pot contribuir “de manera radical” a la descarbonització del planeta. “Cada quilogram d’hidrogen verd dedicat a substituir un combustible fòssil evita emissions d’entre 10 i 20 quilos de CO₂”, avança.

El potencial d’Espanya

Un altre punt a favor seu és que s’emmagatzema amb facilitat, per la qual cosa s’hi pot recórrer quan el clima impedeixi generar suficient energia eòlica (els dies que no bufi vent) ni fotovoltaica (quan el cel estigui ennuvolat o el temps no acompanyi). De fet, per produir l’hidrogen renovable són imprescindibles recursos naturals com el sol i el vent. Per això Espanya ocupa una posició privilegiada per a liderar la producció mundial d’aquest gas. Un estudi de l’Agència Internacional d’Energies Renovables vaticina que l’any 2050 Espanya podrà col·locar-se entre els 15 primers productors d’hidrogen verd del planeta.

 “El potencial és enorme”, corrobora Javier Brey. Per diversos motius. D’una banda, el nostre país té la capacitat de produir molta energia neta a un preu molt baix, però suficient per a autoproveir-se i exportar-ne els excedents. Al seu torn, les empreses espanyoles disposen de la tecnologia necessària per a afrontar amb garanties el creixement del sector que s’espera que arribarà els pròxims anys. “Un altre avantatge competitiu és la nostra ubicació geogràfica. Som un punt clau d’entrada d’hidrogen procedent del nord d’Àfrica i Llatinoamèrica i per transportar-lo cap al nord d’Europa”, afegeix Brey. L’administració també és conscient que aquesta energia pot reactivar i transformar l’economia, generar ocupació, crear teixit industrial i garantir el subministrament energètic del país.

Per aquest motiu, a la fi de l’any 2020 el Govern va publicar el Full de ruta de l’hidrogen, un ambiciós pla que conté les directrius per al desplegament de projectes en els quals s’apliqui aquesta font d’energia. Els fons europeus procedents del programa Next Generation permetran finançar el desenvolupament d’aquestes iniciatives, encara que el camí que tenim al davant és llarg. Alguns dels reptes pendents són produir hidrogen (net i econòmic) a gran escala, emmagatzemar-lo de manera segura i eficient i aconseguir una bona xarxa per a transportar-lo i distribuir-lo.

Alguns peròs

Des de l’organització ecologista Greenpeace són més cauts. Recorden que el desplegament de l’hidrogen verd portarà temps i decideixen prioritzar-ne l’ús únicament en aquells sectors més difícils de descarbonitzar. “No serà la panacea per als nostres problemes energètics. El lobby de l’hidrogen, conformat en la major part per la indústria del gas, té com a objectiu aconseguir un esquema regulador i financer a gran escala per crear una suposada economia de l’hidrogen i liderar aquest nou començar el dia del gas”, fets que denuncia el responsable de campanyes fòssils de Greenpeace, Francisco del Pozo. Aquest enginyer industrial adverteix del risc que s’imposi el denominat hidrogen blau (l’obtingut a partir de gas fòssil) com a combustible de transició i que sigui una falsa solució neta per a la indústria. “Cal posar fi al debat que hi ha al voltant del color de l’hidrogen: que si és verd, blau, gris… L’hidrogen o és renovable (és a dir, s’obté a través d’electròlisi o de la gasificació de biomassa, biogàs o residus) o és fòssil, perquè és l’única manera de desemmascarar els seus impactes ambientals reals”, afegeix.

Un altre dels desavantatges es troba en el cost elevat dels equips que es necessiten per a produir l’hidrogen, encara que es preveu que en pocs anys la demanda es multiplicarà i, per tant, baixaran els preus. “Quan s’abaratin els costos, es podrà iniciar un desplegament massiu que farà possible que l’hidrogen sigui competitiu abans del 2030”, incideix l’investigador Albert Tarancón.

El que és indubtable és que l’hidrogen verd és una oportunitat per a obtenir un combustible sostenible, que és molt útil en sectors en els quals l’electrificació no sigui la solució més eficient, com ara ports, aeroports, plataformes logístiques o transport de llarga distància. També al sector de l’alimentació i de les begudes, clau en l’economia espanyola: les més de 30.000 empreses que el formen, moltes de les quals són pimes, generen gairebé 140.000 milions d’euros, la qual cosa equival al 2,7% del PIB, amb 440.000 llocs de treball.

Des del Centre Nacional de l’Hidrogen (CNH) admeten que potser no és la primera alternativa en què es basarà la descarbonització del sector alimentari, però pot ser una opció més que cal tenir en compte per la gran quantitat d’usos que té aquest gas. “Contribuirà perquè les empreses del sector redueixin les emissions i siguin més sostenibles, ja que l’hidrogen s’usarà tant en el procés químic de deshidrogenació com en l’obtenció de calor, així com en l’àmbit del transport associat a la indústria dels aliments”, vaticina Vanesa Sendarrubias, tècnica de la Unitat d’Innovació Oberta del CNH.

Cap a un futur verd

Encara queda molt per fer perquè l’hidrogen verd es converteixi en una solució de futur. Segons l’Associació Espanyola de l’Hidrogen, complir el full de ruta de l’hidrogen a Espanya es tracta d’un repte important, però només serà possible gràcies al finançament de projectes tangibles. “L’any 2030 pot semblar molt llunyà, però en realitat és demà. Espanya té totes les cartes per convertir-se en un hub energètic”, afegeix Javier Brey.