¿Puede el hidrógeno competir con el gas natural? Comparación energética

En un contexto global donde la transición hacia fuentes de energía sostenibles se vuelve urgente, el hidrógeno aparece como una alternativa con alto potencial. Aunque el gas natural mantiene su rol como uno de los principales recursos energéticos gracias a su costo accesible y menor impacto ambiental frente a otros fósiles, surgen dudas sobre su futuro frente al hidrógeno. ¿Podría este gas convertirse en su reemplazo? Comparando su contenido energético, el hidrógeno es más potente por kilogramo, pero menos denso por volumen, lo que encarece su almacenamiento y transporte. Además, su producción verde sigue siendo costosa en comparación con el gas natural, que cuenta con una infraestructura consolidada. A nivel ambiental, el hidrógeno verde es más limpio, aunque su producción aún depende mayoritariamente de fuentes contaminantes. Mientras tanto, las políticas públicas y las innovaciones tecnológicas serán determinantes para su competitividad en el mediano y largo plazo.

En un mundo que busca urgentemente transitar hacia modelos energéticos sostenibles, el hidrógeno emerge como un vector energético prometedor. Al mismo tiempo, el gas natural continúa siendo una de las principales fuentes de energía a nivel global, gracias a su disponibilidad, costos relativamente bajos y menor huella de carbono en comparación con otros combustibles fósiles como el carbón o el petróleo. Pero ¿estamos realmente frente a un reemplazo viable? ¿Puede el hidrógeno competir, y eventualmente sustituir al gas natural en diferentes sectores? Este artículo realiza una comparación detallada desde distintas dimensiones: energética, económica, técnica y ambiental.

1. Contenido energético: poder calorífico y eficiencia

Una de las primeras comparaciones necesarias es el contenido energético de cada gas. El poder calorífico inferior (PCI) del hidrógeno es de aproximadamente 120 MJ/kg, significativamente más alto que el del gas natural (aproximadamente 50 MJ/kg). Sin embargo, debido a su baja densidad volumétrica, el hidrógeno ocupa mucho más espacio. Esto implica que, a presión ambiente, se requiere un volumen mayor de hidrógeno para generar la misma cantidad de energía que el gas natural.

Para compensar este aspecto, el hidrógeno debe ser comprimido o licuado, lo que implica consumo de energía adicional y encarece su manejo.

Resumen energético:

2. Costos de producción y competitividad económica

Actualmente, la mayor parte del hidrógeno producido en el mundo proviene de fuentes fósiles, especialmente del reformado de metano, proceso que también emite CO₂. El hidrógeno "verde", producido mediante electrólisis del agua utilizando energía renovable, representa un porcentaje mucho menor y es considerablemente más costoso.

El gas natural, en cambio, cuenta con una infraestructura consolidada de extracción, procesamiento, transporte y comercialización, lo cual le otorga una ventaja significativa en términos de costos.

Comparación de costos (promedio estimado en 2024):

• Gas natural: 2 - 6 USD/MMBtu
• Hidrógeno gris: 1.5 - 2.5 USD/kg (~11 - 18 USD/MMBtu)
• Hidrógeno verde: 3 - 7 USD/kg (~22 - 51 USD/MMBtu)

Estos valores pueden variar ampliamente según la región y las políticas energéticas aplicadas, como subsidios o impuestos al carbono.

3. Infraestructura y compatibilidad técnica

El gas natural cuenta con una infraestructura robusta de gasoductos, plantas de licuefacción y regasificación, redes de distribución urbana e instalaciones industriales. El hidrógeno, por su parte, requiere una adaptación tecnológica importante. Debido a su pequeño tamaño molecular, puede causar fragilización en materiales metálicos y fugas en sistemas no diseñados para su manejo.

Si bien existen investigaciones sobre mezclas de hidrógeno con gas natural (blending), los porcentajes de mezcla deben ser bajos para mantener la seguridad y la compatibilidad con los equipos existentes.

Desafíos técnicos del hidrógeno:

• Baja densidad energética por volumen
• Requiere nuevos materiales y sistemas para transporte
• Mayor riesgo de fugas e inflamabilidad
• Costos elevados de almacenamiento a alta presión o temperaturas criogénicas

4. Impacto ambiental

Desde una perspectiva ambiental, el hidrógeno verde se posiciona como una de las soluciones más limpias, ya que su combustión produce únicamente vapor de agua. En contraste, aunque el gas natural emite menos CO₂ que el carbón y el petróleo, sigue siendo un combustible fósil con impacto climático.

El gran dilema es que actualmente más del 95% del hidrógeno producido en el mundo es “gris” o “azul”, es decir, sigue generando emisiones de gases de efecto invernadero en su producción, a menos que se implementen tecnologías de captura y almacenamiento de carbono (CCUS).

5. Aplicaciones y uso final

El gas natural es ampliamente utilizado para:

• Generación eléctrica
• Calefacción residencial y comercial
• Procesos industriales
• Transporte (en forma de GNV)

El hidrógeno tiene un campo de aplicación más emergente, pero muy prometedor, especialmente en:

• Movilidad pesada (camiones, trenes, barcos)
• Almacenamiento estacional de energía
• Sustitución del carbón en procesos industriales (por ejemplo, producción de acero)
• Celdas de combustible para generación distribuida

6. Políticas públicas e incentivos

El futuro del hidrógeno depende en gran parte de las decisiones políticas. Países como Alemania, Japón, Corea del Sur, Estados Unidos y Chile han lanzado estrategias nacionales para fomentar el desarrollo del hidrógeno verde. Los subsidios, las inversiones públicas y las normativas pueden cambiar radicalmente su competitividad frente al gas natural en los próximos años.

En muchos países, el gas natural sigue siendo una “energía de transición” hacia una matriz más limpia. No obstante, si los costos del hidrógeno verde bajan y la infraestructura se adapta, podría desplazarlo a mediano plazo en varias aplicaciones clave.

Conclusión

El hidrógeno aún no puede competir de forma generalizada con el gas natural en términos de costo, infraestructura y disponibilidad. Sin embargo, en sectores específicos como la movilidad pesada, el almacenamiento energético a largo plazo y las industrias intensivas en carbono, el hidrógeno verde está emergiendo como una alternativa viable y más limpia.

A medida que avance la tecnología, bajen los costos de producción y aumenten las exigencias ambientales, el hidrógeno podría no solo competir, sino eventualmente superar al gas natural en muchas áreas. La clave estará en la inversión, la innovación tecnológica y el compromiso político global por una transición energética sostenible.