La búsqueda subterránea de un combustible limpio

A las afueras de la ciudad de Thetford Mines, Quebec, en una región que en algún momento abasteció de amianto al mundo, los trabajadores están perforando el subsuelo en busca de una nueva fuente de energía limpia, inusual y potencialmente vasta.Una empresa emergente llamada Vema Hydrogen ha perforado dos pozos de prueba en el lecho rocoso, cada uno a 300 metros de profundidad aproximadamente, y está empezando a inyectar agua tratada en las rocas ricas en hierro que hay debajo. El objetivo es desencadenar un tipo especial de reacción química que podría llegar a producir grandes cantidades de hidrógeno, un combustible de ignición limpia que algún día podría desempeñar un papel vital en la lucha contra el cambio climático.”El potencial es enorme”, dijo Pierre Levin, director ejecutivo de Vema, mientras observaba a un equipo de perforación en plena faena, en un día de primavera luminoso y muy frío. “Se pueden encontrar rocas como estas en todo el mundo, suficientes para producir miles de millones de toneladas de hidrógeno”.Durante décadas, el sueño del hidrógeno limpio ha seducido a los expertos en energía. Cuando se quema, el hidrógeno solo emite vapor de agua. En teoría, podría utilizarse en lugar de combustibles fósiles en barcos, aviones, acerías o plantas químicas, y en todas esas industrias en las que es difícil encontrar alternativas viables al petróleo, el gas y el carbón, y con eso se reducirían las emisiones que calientan el planeta.El problema siempre ha sido fabricar ese hidrógeno.La mayor parte del hidrógeno que el mundo utiliza –principalmente para fertilizantes y refinación– se produce mediante un proceso con gas natural que genera muchas emisiones. En los últimos años, Estados Unidos y otros países han invertido miles de millones de dólares para intentar fabricar hidrógeno “verde” con energía eólica y solar, pero ha resultado difícil y caro.Ahora, un número creciente de empresas cree que podría haber una mejor respuesta bajo tierra. Decenas de empresas nuevas están tratando de encontrar grandes reservas de hidrógeno natural que se cree que existen bajo la superficie. Otras, como Vema, intentan estimular los procesos que generan ese hidrógeno, sin emisiones. Es un campo al que se suele llamar “hidrógeno geológico”.”Esto podría ser transformador si logramos resolverlo”, dijo Madeline Schomburg, vicepresidenta de la Energy Futures Initiative, una organización de investigación sin fines de lucro. “Aunque la probabilidad de éxito sea baja, las recompensas potenciales son tan altas que vale la pena explorarlo”.Un descubrimiento subterráneoEl hidrógeno es el elemento más abundante del universo, y se produce de manera natural en la corteza terrestre cuando ciertos minerales ricos en hierro reaccionan con el agua y el óxido. Este proceso, conocido como serpentinización, suele dejar tras de sí rocas con un color verde moteado.Desde hace tiempo, muchos geólogos concluyeron que era improbable que el hidrógeno natural producido de este modo se acumulara en grandes depósitos subterráneos porque las diminutas moléculas se escurrirían por las grietas de las rocas.Sin embargo, esa creencia ha cambiado. En 1987, unos trabajadores en Malí estaban excavando un pozo que parecía seco hasta que un hombre se asomó demasiado con un cigarro encendido y provocó una explosión. Se trataba de un depósito natural de hidrógeno, que desde entonces se ha aprovechado con el fin de generar electricidad para un pueblo cercano.Para la década de 2020, los científicos estaban publicando artículos en los que se estimaba que los depósitos naturales de hidrógeno del subsuelo podrían abastecer las necesidades mundiales durante cientos de años. Un lugar prometedor era la fisura conocida en inglés como el Midcontinent Rift de Norteamérica, una enorme formación de basalto rico en hierro que se extiende por unos 1900 kilómetros desde Kansas hasta Míchigan.”Cuando empecé a investigar esto, tenía serias dudas”, dijo Geoffrey Ellis, geoquímico del Servicio Geológico de Estados Unidos. “Ahora estoy convencido de que hay mucho hidrógeno ahí abajo. Solo es cuestión de si podemos encontrar acumulaciones que puedan producirse económicamente”.El Departamento de Energía de Estados Unidos ha calculado que el hidrógeno geológico podría producirse por menos de 1 dólar el kilogramo. Eso sería más barato que el hidrógeno producido a partir de combustibles fósiles y una sexta parte del costo actual de producir hidrógeno a partir de energía eólica y solar.Las compañías se apresuran a encontrar el combustible. Una de las empresas emergentes mejor financiadas, Koloma, ha recaudado 400 millones de dólares de inversionistas como Amazon y United Airlines, y ha perforado pozos exploratorios en Iowa. HyTerra, una empresa australiana, está buscando hidrógeno y helio en Kansas y Nebraska.Riley Kemp, director ejecutivo de HyTerra, dijo que su empresa está encontrando hidrógeno en sus primeros pozos, pero que necesita hacer pruebas para ver si el gas fluirá a velocidades suficientemente altas como para que la producción valga la pena. Comparó la búsqueda con los primeros tiempos de la exploración petrolífera, cuando las empresas perforaban numerosos pozos antes de encontrar yacimientos muy productivos.Los obstáculos siguen siendo grandes. Aunque los científicos han identificado amplias zonas que probablemente sean favorables para el hidrógeno geológico, no hay forma de saber con seguridad qué hay ahí abajo sin perforar, lo que puede ser caro y conlleva el riesgo de fracasar.La labor de cartografiar y analizar los posibles yacimientos aún es incipiente, y algunos de los mejores datos geológicos los recogen empresas que quieren mantener la información en secreto. Eso podría ralentizar los descubrimientos, según dijeron los expertos, al igual que las dificultades para obtener permisos de exploración o los efectos secundarios medioambientales imprevistos.”En mi opinión, si queremos hacerlo rápidamente, tendríamos que trabajar juntos y compartir los datos”, dijo Ellis. “De lo contrario, al ritmo que vamos, tardaremos muchas décadas”.Los legisladores están empezando a darse cuenta. En enero, la gobernadora demócrata de Míchigan, Gretchen Whitmer, ordenó a los organismos estatales que estudiaran el hidrógeno geológico e identificaran los obstáculos para su desarrollo. La Fuerza Aérea de Estados Unidos está explorando el hidrógeno geológico como posible fuente de energía para sus bases. Algunos legisladores del Congreso han propuesto financiación, aunque esta tecnología sigue sin recibir prácticamente ningún apoyo federal, a diferencia de otros métodos de producción de hidrógeno limpio.’Somos muy ambiciosos’No todos piensan que la mejor estrategia sea buscar depósitos naturales bajo tierra. Una mejor idea es crearlos, según algunos expertos.En Quebec, Vema planea pasar el resto del año inyectando agua en sus pozos subterráneos de prueba para ver si puede acelerar el proceso de serpentinización que crea hidrógeno natural bajo tierra. Recientemente, un equipo de perforación cerca de Thetford Mines estaba introduciendo tuberías en un pozo mientras los geólogos examinaban los testigos de roca extraídos del suelo.Las formaciones rocosas de este lugar, conocidas como ofiolitas, se crearon hace más de 400 millones de años, cuando un gran trozo de la corteza oceánica de la Tierra fue empujado hacia arriba. Estas formaciones son ricas en amianto, y Thetford Mines llegó a ser conocida como la capital mundial del amianto, hasta que se conocieron los riesgos para la salud del material y las minas fueron cerradas.También podrían ser ricas en hidrógeno.Carl Hinds, ingeniero de operaciones de Vema, sostenía unos recortes de roca húmeda que habían salido de un pozo. Eran de color verde oscuro y mostraban signos de serpentinización.”Esa es la reacción”, dijo Hinds. “Solo intentamos acelerarla”.No es fácil. Los investigadores de Vema han pasado años en el laboratorio experimentando con las combinaciones precisas de agua, temperatura, presión y catalizadores químicos para llegar a las mejores reacciones de producción de hidrógeno en distintos tipos de rocas subterráneas. Levin, cofundador de la empresa, lo llama la “salsa especial” de Vema.La empresa también necesita encontrar el tipo adecuado de rocas subterráneas. Tienen que estar parcialmente serpentinizadas, para que el agua pueda fluir a través de ellas, pero no tan fracturadas como para que el hidrógeno se escape.Los expertos externos afirman que los esfuerzos para producir hidrógeno bajo tierra son plausibles, pero aún no están probados. El hidrógeno podría escaparse del suelo. O microbios invisibles podrían devorar el gas antes de que pudiera utilizarse. Inyectar agua en las rocas también puede hacer que se hinchen, y eso acarrearía el riesgo de deformaciones superficiales o terremotos.Levin, que se formó como ingeniero de minas y geólogo, dijo que la empresa está preparada para afrontar los retos que plantea pasar del laboratorio al campo. “Quien trabaja en el subsuelo sabe que si esperas que las cosas funcionen según lo esperado a la primera, no será así”, dijo.En 2021, Levin había fundado una empresa que buscaba yacimientos subterráneos de hidrógeno. Pero llegó a creer que ese enfoque dejaba demasiado al azar, y tres años después fundó Vema con Florian Osselin, un geoquímico francés que había sido pionero en métodos para estimular la producción natural de hidrógeno.Vema espera iniciar la producción a gran escala en 2028, y su objetivo es producir hidrógeno de una manera que con el tiempo pueda llegar a ser más barata que los métodos tradicionales.Si funciona, la cuestión es qué hacer con el combustible. Aunque el hidrógeno podría utilizarse potencialmente para casi todo, ya sea para propulsar coches o generar electricidad, es bastante difícil de transportar y almacenar. Eso significa que cualquier hidrógeno geológico probablemente deba utilizarse lo más cerca posible del lugar de producción.Una propuesta es convertir el gas en un combustible líquido limpio para barcos conocido como metanol. En los últimos años, los gobiernos han presionado a las compañías navieras para que reduzcan el uso de combustibles derivados del petróleo y disminuyan sus emisiones que calientan el planeta. Como es difícil que los enormes portacontenedores funcionen con baterías, muchas empresas están estudiando la posibilidad de utilizar metanol verde fabricado a partir de hidrógeno y carbono reciclado. Pero encontrar hidrógeno barato es difícil.”El costo importa, y la gente solo puede absorber una prima determinada por los combustibles limpios”, dijo Judson Whiteside, director ejecutivo de StormFisher Hydrogen, una empresa que planea producir metanol verde en Varennes, Quebec. Aunque StormFisher pretende generar su hidrógeno con electricidad renovable, es uno de los tres productores locales de metanol que siguen el planteamiento de Vema para ver si resulta más barato.Otras ideas incluyen utilizar hidrógeno con el fin de fabricar combustibles sostenibles para aviones, producir fertilizantes más ecológicos, crear acerías con bajas emisiones de carbono o alimentar centros de datos locales. Quizá el plan más ambicioso sería utilizar hidrógeno geológico para crear un tipo sintético de metano que pudiera sustituir al gas natural convencional para la industria o la calefacción.”Eso sería el santo grial, porque entonces estarías hablando de millones de toneladas al año”, dijo Levin. “Pero somos muy ambiciosos, y en algún momento queremos estar preparados para competir con los combustibles fósiles”.Vema ya ha recaudado 15 millones de dólares y está trabajando para recaudar más. Hay ofiolitos por toda la Tierra, incluida una cordillera que se extiende desde Costa Rica hasta Alaska, y la empresa también está estudiando yacimientos en Oregón y California. Otras empresas emergentes, incluida una del MIT llamada GeoRedox, están desarrollando sus propios enfoques.”Hace dos años, todo esto parecía muy hipotético”, dijo Alexis Templeton, catedrático de geoquímica y geobiología de la Universidad de Colorado en Boulder, quien investiga la ingeniería del hidrógeno en Omán, donde se encuentra el mayor ofiolito del mundo.”Hoy sabemos que se puede fabricar hidrógeno bajo tierra, la única cuestión es si puede ser económico”, dijo. “Todo el mundo va a trabajar en eso”.Brad Plumer es un reportero del Times que cubre las iniciativas tecnológicas y políticas para abordar el calentamiento global.