La tecnología de electrólisis en España en 2026

La tecnología de electrólisis es fundamental en la generación de energía a partir de hidrógeno. Los ingenieros de energía han avanzado en los desarrollos de diversas tecnologías de electrólisis En la última década han aumentado la eficiencia del sistema, incluso ha alcanzado casi el 90 por ciento en laboratorio. Sin embargo, según datos recientes del Observatorio Tecnológico del Hidrógeno, las eficiencias eléctricas estimadas son: Electrólisis alcalina (ALK): ~65 % (HHV), PEM: ~68-70 % (HHV), y  SOEC de alta temperatura: >80 % (HHV) en integración con calor residual (datos obtenidos en fases piloto de alcance limitado.

En este aspecto, destaca notablemente la tecnología PEM. La vida útil operativa del proceso es aproximadamente 80.000 horas. Además, estimamos que los materiales nuevos y más baratos reducirán el coste de capital total de los equipos PEM. La consecuencia directa es la disminución en el coste de capital por kilovatio (kW). Actualmente, los costes actuales de electrolizadores han bajado: electrolizadores PEM se ofertan por debajo de ~600 €/kW (~650 $/kW). Se espera una reducción significativa  del coste debido a la fabricación en serie hacia 2030.

La tecnología de electrólisis actual

La transición energética global ha situado a la electrólisis en el centro del tablero estratégico. Este proceso físico-químico permite la disociación de la molécula de agua ($H_2O$) en sus componentes fundamentales, hidrógeno ($H_2$) y oxígeno ($O_2$), mediante la aplicación de una corriente eléctrica. El hito fundamental de esta tecnología reside en su origen energético: cuando la electricidad empleada proviene de fuentes renovables, el resultado es el denominado hidrógeno verde, un vector energético cuya producción está completamente libre de emisiones directas de $CO_2$.

Las tecnologías dominantes: ALK y PEM

Actualmente, el mercado se divide principalmente entre dos arquitecturas tecnológicas. La más extendida es la de los electrolizadores alcalinos (ALK), una solución madura que representaba aproximadamente el 75% de la capacidad instalada global en 2024. Estos sistemas destacan por su robustez, una vida útil superior a los 20 años y costes de capital reducidos. No obstante, presentan una eficiencia de planta de entre el 60% y el 70% (HHV) y muestran una menor flexibilidad para adaptarse a las fluctuaciones rápidas de la energía eólica o solar.

En contraparte, la tecnología de membrana de intercambio de protones (PEM) ha ganado terreno gracias a su diseño compacto y una excelente respuesta dinámica. Con eficiencias situadas entre el 65% y el 70%, los sistemas PEM permiten la presurización directa del hidrógeno, facilitando su almacenamiento. Su principal desafío sigue siendo el factor económico, debido al uso de metales nobles en sus electrodos y a una estructura de costes todavía más elevada que la tecnología alcalina.

Innovación y futuro

En la vanguardia de la eficiencia se encuentran los electrolizadores de óxido sólido (SOEC). A diferencia de los anteriores, estos sistemas operan a temperaturas extremas —entre 700 y 850 °C—, lo que permite integrar calor residual de procesos industriales. Esta sinergia térmica dispara su potencial de eficiencia por encima del 80% (HHV). Aunque su implementación a escala industrial masiva se encuentra todavía en fase de demostración, su capacidad de integración los perfila como el futuro de la industria pesada.

Aplicaciones de las mejoras en tecnología de electrólisis

Productos químicos

El hidrógeno se utiliza como materia prima química para la producción de amoníaco y metanol. Se piensa que la demanda de hidrógeno para la industria química debería crecer desde los 43 Mt hasta aproximadamente 120 Mt en 2050. También, se prevee un crecimiento más amplio en los mercados de amoníaco y metanol.

Un caso especifico que estudiamos en el curso de Amoniaco verde es el uso del hidrógeno verde en las instalaciones de producción de amoníaco y metanol. Esto provocará la demanda de hasta 55 Mt de hidrógeno verde para 2050.

Acero

Las políticas de lucha contra el cambio climático obligan a los productores de acero primario a hacer una transición. Es necesario desechar técnicas convencionales y evolucionar a procesos más respetuosos con el medio ambiente.

Destaca el método de hierro reducido directo (DRI), que utiliza hidrógeno como agente reductor. Se estima que la producción mundial anual de acero primario debería ser de aproximadamente 1.500 millones de toneladas. Una tercera parte se generará a partir del método DRI. Este cambio en los procesos de fabricación potencialmente aumentar la demanda de hidrógeno verde a aproximadamente 10 Mt para 2050.

Calor

El calor comercial y residencial se genera típicamente al quemar gas natural en calderas. Inyección hacia arriba al 10 por ciento de hidrógeno (por volumen) en la red de distribución de gas natural. Se estima que se necesitará alrededor de 115 Mt para 2050. Esta optimización de la energía es especialmente llamativa en las plantas de hidrógeno verde más modernas.

Generación de energía

La importación de electricidad a través de líneas de transmisión es problemática debido a la alta costes, pérdidas del sistema y barreras geográficas. Sin embargo, el hidrógeno verde presenta una alternativa.

Los países que hoy dependen de la importación de hidrocarburos podrían importar hidrógeno verde de bajo coste. Posteriormente y en función de la demanda de consumo se transforma en electricidad a través de pilas de combustible. Esto se realizará a gran escala en centrales eléctricas domésticas.

Combustible para el transporte

Los vehículos propulsados por motores de combustión interna se enfrentan a la creciente competencia de los vehículos eléctricos (EV) dado que son más sostenibles. La alimentación para los vehículos eléctricos se puede proporcionar enchufando el vehículo en la red eléctrica para cargar una batería. Otra opción es alimentar con hidrógeno el depósito de combustible y convertirlo en electricidad a través de pilas de combustible.

Muchos estudios han demostrado que, para el transporte pesado de larga distancia, los vehículos eléctricos de pila de combustible son más rentables que vehículos eléctricos alimentados por baterías.