Por qué el hidrógeno aún podría ser el combustible del futuro

Hydrogen has long been noted as a potential fuel for the future.  One that will eliminate the need for fossil fuels to power internal combustion engines (ICE) by offering a clean burning alternative that is easily accessible.  Interestingly, this future is becoming more likely as scientists are now discovering new sources of hydrogen around the world.  Some through natural excretions from the Earth and some through the introduction of enzymes into capped wells.

Empresas que desarrollan tecnología de pilas de combustible de hidrógeno

A continuación se presentan las empresas que tienen divisiones dedicadas al desarrollo de pilas de combustible de hidrógeno y motores de combustión interna de hidrógeno.

Cummins Inc. (NASDAQ: CMI)

Fundada en 1919, Cummins Inc. (CMI ) ha crecido hasta convertirse en un líder global en soluciones de energía.  Con su sede en Columbus, Indiana, la empresa es conocida por diseñar, fabricar, vender y dar servicio a una amplia gama de productos de energía, incluidos motores diésel y de combustibles alternativos, trenes motrices eléctricos e híbridos, y componentes asociados.  Cummins opera a través de cinco segmentos distintos: Motor, Distribución, Componentes, Sistemas de Energía y Nueva Energía.

En los últimos años, Cummins ha estado transitando proactivamente hacia soluciones energéticas más sostenibles, con un énfasis particular en el hidrógeno.  El segmento New Power de la empresa, lanzado en 2019, está dedicado al desarrollo de trenes motrices electrificado, tecnología de baterías avanzadas, pilas de combustible y generación de hidrógeno.

Un hito importante en la transición de Cummins hacia el hidrógeno fue la adquisición de Hydrogenics Corporation en 2019.  Como innovador líder en tecnologías de pilas de combustible y producción de hidrógeno, la integración de Hydrogenics en las operaciones de Cummins marcó un paso significativo hacia el compromiso de la empresa con soluciones basadas en hidrógeno.

A través de alianzas estratégicas e inversiones, Cummins está posicionándose a la vanguardia de la economía del hidrógeno, aprovechando su amplia experiencia en sistemas de energía y componentes.  El enfoque de la empresa en el hidrógeno subraya su dedicación a la sostenibilidad y la descarbonización.

Capitalización de mercado: $34.34B

Relación Precio‑Ganancias (P/E): 13.73

Ganancias por Acción (EPS): $17.74

Al momento de redactar, Cummins (CMI) mostraba las métricas anteriores y está catalogada como ‘Comprar’ entre la mayoría de las principales firmas de inversión.

Plug Power Inc. (NASDAQ: PLUG)

Plug Power Inc. (PLUG ), fundada en 1997 y con sede en Latham, Nueva York, es una fuerza pionera en el desarrollo de la tecnología de pilas de combustible de hidrógeno.  La empresa diseña, desarrolla, fabrica y comercializa sistemas de pilas de combustible de hidrógeno utilizados para alimentar motores eléctricos principalmente en el sector de movilidad eléctrica.

Los innovadores sistemas de pilas de combustible de Plug Power están diseñados para reemplazar baterías convencionales en vehículos y equipos eléctricos, como montacargas utilizados en almacenes y centros de distribución.  La línea de productos de la empresa incluye GenDrive, un sistema de pila de combustible PEM alimentado con hidrógeno que proporciona energía a vehículos eléctricos de manipulación de materiales.

En los últimos años, Plug Power ha ampliado su enfoque más allá de las pilas de combustible para la manipulación de materiales y ha comenzado a dirigirse a mercados más amplios.  Esto incluye sistemas de energía estacionaria, flotas de vehículos de reparto e incluso posibles aplicaciones en la aviación.  Las adquisiciones estratégicas de la empresa, como la de United Hydrogen y Giner ELX, han reforzado aún más su posición en la economía del hidrógeno al mejorar sus capacidades en generación, licuefacción y distribución de hidrógeno.

El compromiso de Plug Power con la tecnología de pilas de combustible de hidrógeno subraya su dedicación a soluciones energéticas sostenibles y su visión de un futuro más verde.

Capitalización de mercado: $7.09B

Relación Precio‑Ganancias proyectada (P/E) 1 año: -12.14

Ganancias por Acción (EPS): $-1.33

Al momento de redactar, Plug Power (PLUG) mostraba las métricas anteriores y está catalogada como ‘Compra Fuerte’ entre la mayoría de las principales firmas de inversión.

¿Qué es el hidrógeno?

El hidrógeno es el elemento más simple y abundante del universo.  Es un gas incoloro, inodoro e insípido bajo condiciones estándar.  El hidrógeno tiene un solo electrón y protón, lo que lo convierte en el elemento más ligero.

El hidrógeno es altamente reactivo debido a la configuración de sus electrones.  Tiene un electrón en su capa más externa, mientras que necesita dos para lograr una configuración estable similar al gas noble helio.  Esto hace que el hidrógeno esté ansioso por formar enlaces con otros elementos para llenar su capa externa.  Forma fácilmente un enlace con elementos que necesitan un electrón para completar sus propias capas externas, como el oxígeno en la formación del agua (H2O), o con otro átomo de hidrógeno para formar una molécula de hidrógeno (H2).  Esta propensión a formar enlaces con otros elementos para lograr una configuración electrónica estable es lo que hace que el hidrógeno sea tan reactivo.

El hidrógeno se utiliza comúnmente en diversas industrias, incluido el sector energético, donde se considera una posible fuente de combustible limpio porque, cuando se usa para producir energía en una pila de combustible, solo emite agua como subproducto.

¿Cómo se utiliza como combustible?

El hidrógeno puede utilizarse como combustible de varias maneras:

1. Celdas de combustible: En una celda de combustible, el hidrógeno y el oxígeno se combinan para producir electricidad, con agua y calor como únicos subproductos.  Este proceso es limpio y eficiente.  Las celdas de combustible pueden usarse en una variedad de aplicaciones, desde alimentar edificios hasta vehículos eléctricos.
2. Motor de combustión interna: El hidrógeno puede usarse en un motor de combustión interna de manera similar a la gasolina o el diésel.  Sin embargo, esto es menos común y típicamente menos eficiente que usar hidrógeno en celdas de combustible.
3. Generación de energía: El hidrógeno puede quemarse en una turbina para generar electricidad, similar a las turbinas de gas natural.
4. Almacenamiento de energía: El hidrógeno puede actuar como medio de almacenamiento de energía.  El exceso de energía renovable (como la eólica o solar) puede usarse para producir hidrógeno mediante electrólisis.  Este hidrógeno puede almacenarse y usarse más tarde cuando la demanda de energía es alta o la producción de energía renovable es baja.

La principal ventaja de usar hidrógeno como combustible es que solo produce agua al quemarse o al usarse en una celda de combustible, lo que lo convierte en una fuente de energía limpia que no contribuye a las emisiones de gases de efecto invernadero.

¿Por qué es importante el hidrógeno como combustible?

El cambio a usar hidrógeno como combustible es importante por varias razones:

1. Impacto ambiental: El hidrógeno, cuando se usa como combustible en celdas de combustible, produce solo agua como subproducto, lo que lo convierte en una fuente de energía limpia.  Esto puede reducir significativamente las emisiones de gases de efecto invernadero y ayudar a mitigar el cambio climático.
2. Seguridad energética: El hidrógeno puede producirse a partir de una variedad de recursos, incluidos el agua, el gas natural y la biomasa.  Esta diversificación de fuentes de energía puede aumentar la seguridad energética y reducir la dependencia de los combustibles fósiles.
3. Versatilidad: El hidrógeno puede usarse en una amplia gama de aplicaciones, desde alimentar vehículos hasta calentar hogares y generar electricidad.  Esta versatilidad lo convierte en una parte potencialmente importante de un futuro energético sostenible.

Sin embargo, también existen desafíos asociados con el uso del hidrógeno como combustible, incluidos procesos de producción que tradicionalmente son bastante intensivos en energía.  También se deben considerar las dificultades de almacenamiento y transporte, y la necesidad de un desarrollo significativo de infraestructura.  A pesar de estos desafíos, los beneficios potenciales del hidrógeno lo convierten en un área importante de enfoque en la transición a un sistema energético más sostenible.

Fuentes de hidrógeno

Como ya hemos establecido, la estructura atómica del hidrógeno lo hace particularmente reactivo.  Esta característica nos ha llevado durante mucho tiempo a creer que el hidrógeno puro es difícil de encontrar en la naturaleza, lo que ha generado una dependencia de técnicas como la electrólisis para generar suministro.  Sin embargo, ha habido varios desarrollos en los últimos años que indican que esta forma de pensar podría estar equivocada.

Enzimas de pozos de petróleo

Los humanos han perforado en busca de petróleo desde mediados del siglo XIX.  Como resultado de esta actividad, existen innumerables pozos abandonados y agotados en todo el mundo.  Curiosamente, los científicos han descubierto que, aunque los pozos pueden estar agotados de petróleo, ahora existe la oportunidad de extraer un combustible más sostenible de sus profundidades: hidrógeno.

Esto es posible gracias a empresas como Cemvita Factor, que están desarrollando enzimas especializadas que, al introducirse en pozos agotados, descomponen los hidrocarburos residuales en varios componentes, siendo el hidrógeno uno de ellos.  La empresa se refiere al hidrógeno generado por este proceso como ‘Hidrógeno de Oro’.

Reservas naturales de hidrógeno

Aunque introducir enzimas en pozos agotados es un enfoque fantástico para revitalizar un recurso existente, ¿es el único medio para generar suministro?  Curiosamente, ha habido múltiples descubrimientos en los últimos años de enormes bolsas de gas hidrógeno que se forman naturalmente.  Algunos países donde se han encontrado tales ejemplos incluyen,

• Australia
• Canadá
• Francia
• Alemania
• Japón
• Rusia
• Nueva Zelanda

A pesar de estos hallazgos, los científicos aún están investigando el proceso de origen del hidrógeno, la magnitud de las reservas y el posible efecto en los entornos circundantes si se extrae.  Sin embargo, el potencial de estos depósitos para acelerar la adopción generalizada del hidrógeno como fuente de combustible es enorme.

Palabra final

En general, el hidrógeno sigue siendo una alternativa/reemplazo fascinante para nuestra continua dependencia de los combustibles fósiles.  Afortunadamente, gracias a la ingeniosidad de los científicos de todo el mundo, pronto podríamos tener acceso a suministros de hidrógeno más asequibles y abundantes, tanto a través de pozos naturales como tratados.  En este caso, habrá una disminución subsecuente en el costo de producción del hidrógeno, lo que lo convierte en un combustible aún más atractivo para que empresas como Cummins y Plug Power desarrollen soluciones alrededor.