Las redes mundiales de gas natural no sirven para el hidrógeno, alerta un estudio

Las infraestructuras de gas natural actualmente existentes son en gran medida incompatibles con el hidrógeno y no pueden reutilizarse sin una amplia y costosa reconversión, según un artículo publicado estos días en la revista Energy Science & Engineering. Este hallazgo supone un revés para los planes mundiales de mezclar hidrógeno con sistemas de gas natural para descarbonizar y prolongar la vida útil de las infraestructuras gasísticas.

Los autores del estudio concluyen que cada parte de la infraestructura de gas existente, desde los gasoductos hasta los aparatos de uso final, sufre problemas técnicos, de seguridad, medioambientales y económicos cuando se reutiliza con hidrógeno.

Aunque la mezcla de un porcentaje menor de hidrógeno con gas natural mitiga algunos de estos problemas, sólo ofrece una pequeña reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero. Pasar a utilizar un mayor porcentaje de hidrógeno puro no es posible sin importantes adaptaciones y sustituciones de las infraestructuras, señala el estudio.

Por ejemplo, una mezcla de 20% de hidrógeno (en volumen) mezclado con gas natural representa sólo un 7% de hidrógeno en términos de contenido energético y, en el mejor de los casos, significa únicamente una reducción del 7% de las emisiones de dióxido de carbono por julio de calor generado por su combustión.

Entre los autores del estudio se encuentran miembros del grupo de expertos independientes Hydrogen Science Coalition, como el catedrático de Ingeniería Mecánica de la Universidad de Cambridge David Cebon o el profesor visitante de la Universidad de Strathclyde (Reino Unido) y antiguo ingeniero de BP Tom Baxter, así como destacados científicos del clima, como la asesora principal del enviado especial de Estados Unidos para asuntos climáticos, Ilissa Ocko.

Agrietamiento de las tuberías

El estudio identificó como principal problema el agrietamiento por fatiga acelerado por hidrógeno (Hydrogen-Accelerated Fatigue Cracking -HAFC-), que se produce cuando el hidrógeno se propaga a través de los aceros utilizados habitualmente en las tuberías de transporte de gas y acelera el crecimiento de las grietas. Esta situación, en última instancia, pueden provocar fugas o roturas en las tuberías.

Por este motivo, el estudio concluye que la mayoría de los gasoductos no modernizados sólo podrían transportar con seguridad el 100% de hidrógeno y cumplir la normativa del sector reduciendo la presión operativa a un tercio de los niveles actuales, lo que supondría suministrar a los clientes sólo una novena parte de la cantidad de energía.

Las fugas en las tuberías presentan riesgos tanto para la seguridad como para el clima, ya que el hidrógeno conlleva un mayor riesgo de incendio y explosión que el gas natural, y tiene un potencial de calentamiento global 35 veces superior al del dióxido de carbono (CO2) en los primeros 20 años tras su liberación a la atmósfera.

David Cebon, catedrático de Ingeniería Mecánica de la Universidad de Cambridge y cofundador de la Hydrogen Science Coalition, afirma: "Mezclar hidrógeno con gas natural en porcentajes bajos no allana el camino para sustituir totalmente el gas natural. Sólo se puede mezclar una pequeña cantidad de hidrógeno en las tuberías de gas natural antes de tener que realizar costosas reconversiones. Ese pequeño porcentaje de hidrógeno supone una reducción insignificante de las emisiones".

Sólo se puede mezclar una pequeña cantidad de hidrógeno en las tuberías de gas natural, según los autores

Por su parte, otro de los autores del estudio, Paul Martin, ingeniero químico y cofundador de la Hydrogen Science Coalition, añade: "Reutilizar nuestra red de gas natural para transportar hidrógeno suena atractivo, pero nuestro estudio detecta problemas técnicos en cada paso, debido a que el hidrógeno tiene propiedades físicas y químicas fundamentalmente diferentes a las del gas natural".

"Invertir más en infraestructuras de gas natural no es una forma eficaz de abordar la crisis climática, y mezclar hidrógeno en infraestructuras mal adaptadas sólo aumentará los riesgos de fugas de gas, explosiones, emisiones nocivas para el clima, emisiones nocivas para la salud humana y altos costes energéticos", agrega.

Estudio de referencia: https://scijournals.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/ese3.1861

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