El impulso para destetar al planeta de los combustibles libres de carbono y la transición a la energía renovable se centra principalmente en la energía eólica y solar. Pero la creciente evidencia científica sugiere que hay una fuente de energía limpia sin explotar en las profundidades subterráneas que podría proporcionar mucha más energía de la que necesitamos: hidrógeno creado por procesos geológicos naturales. 

Al igual que los primeros días de la industria petrolera en el siglo XIX, se está generando una ola de nuevas empresas de perforación que compiten por ser las primeras en encontrar grandes depósitos.

“Véalos como los buscadores de petróleo en este momento”, propone Doug Wicks, director de la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada del Departamento de Energía de EE. UU.  quien equipara a los cazadores de hidrógeno con los perforadores tradicionales que buscan petróleo en nuevos campos. A nivel mundial, dice Wicks, la cantidad de hidrógeno geológico puede ser "astronómica" en función de cuán comunes parecen ser las condiciones geológicas necesarias para generarlo: depósitos de agua ricas en hierro cerca de grietas tectónicas, ubicadas en todo el mundo.

Potencialmente, "son 150 billones de toneladas métricas", dijo Wicks. “Mil millones de toneladas alimentarían a los Estados Unidos durante un año completo”. O sea se podría alimentar el consumo de EE.UU durante 1.000 años. 

Grandes compañías de energía como Shell, BP y Chevron se unieron a un consorcio creado por el Servicio Geológico de EE.UU. y la Escuela de Minas de Colorado para estudiar el hidrógeno geológico, pero un puñado de nuevas empresas ambiciosas ya están a la caza. HyTerra y Natural Hydrogen Energy se están preparando para perforar en Nebraska y Kansas, y Gold Hydrogen lo está buscando en Australia. 

Investigadores franceses creen que existe en antiguas minas de carbón en la región de Alsacia-Lorena del país y lo están buscando allí. En África, Hydroma, con sede en Montreal, ya está aprovechando un pozo de hidrógeno descubierto hace años en Mali y está buscando más. En el espectro de color del hidrógeno , la variedad geológica también se conoce como oro blanco; el hidrógeno producido con energía renovable es verde. La forma producida a partir del gas natural es gris.

Rastrear sitios potenciales de hidrógeno requiere habilidades similares a las que se usan en la industria del petróleo y el gas, y llegar a miles de pies bajo tierra usa las mismas plataformas de perforación. Pero a diferencia de los depósitos de petróleo y gas, que son sucios y finitos, el hidrógeno natural se genera continuamente. Existen diferentes teorías sobre cómo se genera, pero la opinión principal es que es un subproducto de una reacción química continua de agua mezclada con hierro en estado de oxidación. Es una etapa intermedia, "no completamente oxidada, no metálica", según Wicks.

“Imagine el potencial de una fábrica subterránea alimentada por la naturaleza que genera un suministro de energía limpia y manejable”, afirma Luke Velterop, director de operaciones de HyTerr

Velterop cree que el hidrógeno geológico "resuelve la intermitencia de la energía renovable y proporciona la seguridad y la estabilidad necesarias para desplazar a los combustibles fósiles".

El elemento más abundante del universo es una forma convincente pero esquiva de energía limpia. No es tan inalcanzable como la fusión nuclear, pero aún enfrenta grandes desafíos. Actualmente es vital para la refinación de petróleo, la fabricación de fertilizantes, productos químicos y procesamiento de alimentos y producción de acero. 
 

Si se logra hacer funcionar el hidrógeno a través de una celda de combustible se creará electricidad para impulsar automóviles y camiones con solo vapor de agua como subproducto. Se puede fabricar de forma económica y sencilla a partir de gas natural, pero eso genera contaminación por carbono. Hacerlo a partir de agua y energía renovable resuelve ese problema, pero crea otro: el hidrógeno verde requiere más energía para generarse de la que proporciona cuando se usa. El atractivo del hidrógeno geológico es que resuelve ambos problemas. 

Microbios comedores de hidrógeno

Suele considerarse que debido a que el hidrógeno es el elemento más ligero de la tabla periódica, solo puede encontrarse en combinación con otros elementos y no de forma natural. Pero los informes de hidrógeno natural se remontan a décadas. En 1984, el entusiasta del hidrógeno Roger Billings creyó encontrar un campo de hidrógeno natural en Kansas. Según un informe contemporáneo de UPI, su empresa, Billings Energy, con sede en Missouri, quiso aprovechar su potencial energético, que se estimaba en el equivalente a 65 millones de barriles de petróleo. Billings no respondió a un correo electrónico en busca de detalles sobre por qué falló.

Más recientemente, la existencia de hidrógeno natural es un tema de moda en el mundo académico. En la Universidad Estatal de Montana, los científicos monitorean el hidrógeno expulsado de los calderos hirvientes del Parque Nacional de Yellowstone. La revista Science publicó un artículo detallado en febrero de 2023 sobre el descubrimiento de un pozo de hidrógeno en Malí en 2015, que Hydroma está explotando.

Entonces, ¿Por qué se ha tarda tanto en empezar a buscar hidrógeno natural? Además de no saber buscarlo, "la presencia de hidrógeno geológico está oculta por microbios en el suelo que lo consumen" explica Geoff Ellis, geoquímico petrolero del Programa de Recursos Energéticos del USGS. Los organismos que se alimentan de hidrógeno incluyen caminibacter y aquifex , mientras que hydrogenobacter thermophilus , descubierto en Japón, prospera con el hidrógeno producido por las aguas termales.

“No es tan sorprendente que se lo haya pasado por alto porque es un gas incoloro e inodoro y estos microbios lo comen de manera muy eficiente en el subsuelo a medida que se filtra. Podría haber acumulaciones realmente grandes en el suelo. Solo tenemos que averiguar dónde encontrarlos y podemos perforar allí y tener esta gran fuente de energía limpia”, dice Ellis. Pero el geoquímico advierte que, si bien existe un gran volumen potencial de hidrógeno geológico a nivel mundial, gran parte de él puede ser demasiado difícil de alcanzar.

“La mayor parte del hidrógeno está a demasiada profundidad o muy lejos de la costa, o sino hay acumulaciones que son demasiado pequeñas para que sean viables economicamente”, asegura Geoff Ellis, Servicio Geológico de EE. UU.

Se estima que a nivel mundial podría haber al menos 10 millones de megatones de hidrógeno en el suelo, mucho más que los 100 megatones que el mundo usa ahora para procesos industriales. Las nuevas aplicaciones del elemento para cosas como el combustible de aviación y la generación de energía estacionaria aumentarán la demanda global a por lo menos 500 megatones en las próximas dos décadas.

“Entonces, si solo se puede aprovechar el 2% o el 3% de los 10 millones de megatones que existen, eso cubriría toda la demanda mundial de 500 millones de toneladas por año durante cientos de años”, comenta Ellis. Y no es solo el potencial de hidrógeno limpio y barato. Es importante destacar que las condiciones subterráneas que crean hidrógeno también pueden generar helio de gran valor, un gas industrial que se ha vuelto más caro a medida que se reducen los suministros tradicionales, dijo Ellis.

HyTerra, que ya recaudó US$4 millones para financiar los esfuerzos iniciales de perforación y busca algunos millones de dólares más, se asoció con Natural Hydrogen Energy en un proyecto de pozo en Ginebra, Nebraska. Este mes, la startup reveló que también tiene derechos de perforación para buscar depósitos de hidrógeno a lo largo de Nemaha Ridge en Kansas. Ambos sitios están ubicados a lo largo del Midcontinent Rift System de 1200 millas, una fisura tectónica en el centro de América del Norte.

Construyendo un mercado de hidrógeno

Descubrir dónde existen grandes volúmenes de hidrógeno geológico y encontrar formas de extraer el gas de manera segura son desafíos que aún deben resolverse. Wicks del DOE también quiere crear un programa de subvenciones federales para ayudar a los investigadores universitarios y de empresas a desarrollar métodos para estimular el proceso subterráneo natural que genera hidrógeno, utilizando métodos químicos o eléctricos para aumentar sustancialmente la cantidad que ya se está creando. Eso podría resultar fundamental para comercializar hidrógeno geológico, ya que ayudaría a las empresas a obtener más del suelo.

“Seríamos el primer programa gubernamental, extranjero o nacional, en reconocer esta posibilidad”, se esperanza Wicks. Confirmar que se pueden extraer grandes cantidades comerciales de hidrógeno natural de fuentes subterráneas podría llevar años, pero eso no es un factor decisivo. “Todavía es pronto para el uso del hidrógeno como combustible más allá de su nicho industrial actual; el mercado aún no se ha formado”, confiesa Ellis del USGS.

Esa es parte de la razón por la cual HyTerra y Natural Hydrogen Energy están trabajando juntos en un proyecto de perforación en Nebraska. “Eligieron ese sitio porque hay una planta de fertilizantes al final de la calle. Se pusieron en contacto con ellos y les dijeron: '¿Nos comprarían hidrógeno?' Y la planta dijo: 'Claro, lo haríamos'. Así que tenían un mercado cerca” detalla Ellis.

Si las nuevas empresas más pequeñas muestran cierto éxito, las grandes compañías petroleras, con la capacidad de invertir miles de millones de dólares en hidrógeno geológico, pueden unirse a la carrera. “Todavía no están pensando en perforar pozos. Están adoptando una actitud de esperar y ver”, explica Ellis.

Una de las razones también puede ser un conflicto con su negocio principal. “Desafía su modelo económico. El anuncio de que hay un recurso al que se puede acceder usando las mismas técnicas, la misma tecnología, pero que no es un combustible fósil y es renovable y limpio, eso puede depreciar sus activos”, concluye Viacheslav Zgonnik, fundador y director ejecutivo de Natural Hydrogen Energy.