¿Puede la producción de hidrógeno verde ayudar a devolver la vida a las zonas muertas oceánicas?

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Douglas Wallace estaba en un barco de investigación en medio del golfo de San Lorenzo en Canadá cuando escuchó la noticia: el primer ministro canadiense, Justin Trudeau, se había reunido con Olaf Scholz, el canciller alemán, en Stephenville, cerca de Terranova. En su reunión de agosto de 2022, los dos líderes reafirmaron el compromiso de Canadá de suministrar gas hidrógeno a Alemania. Eligieron declarar la «alianza de hidrógeno Canadá-Alemania» en Stephenville porque la ciudad es el sitio del proyecto propuesto World Energy GH2, una instalación que utilizará energía eólica para producir gas hidrógeno.

El anuncio permitió a los líderes mundiales demostrar los objetivos comunes de aumentar la disponibilidad del llamado hidrógeno verde y reducir la dependencia de Alemania del petróleo ruso. Pero para Wallace, la noticia generó una idea diferente.

En el mar, Wallace, oceanógrafo de la Universidad de Dalhousie en Nueva Escocia, ha estado siguiendo cómo el oxígeno disuelto se mueve desde el Océano Atlántico a través del golfo hasta el río San Lorenzo, y cómo la falta de oxígeno en algunos lugares puede conducir al desarrollo de baja. -zonas muertas de oxígeno. En particular, le preocupaba una zona muerta extra grande y persistente que se había desarrollado cerca de Rimouski, Quebec, a lo largo de la desembocadura del río San Lorenzo. Entonces, cuando escuchó que Canadá estaba a punto de aumentar la producción de hidrógeno, lograda dividiendo eléctricamente las moléculas de agua en hidrógeno y oxígeno, se preguntó: ¿podría todo ese oxígeno adicional ayudar a que la zona muerta volviera a la vida?

Para quienes viven en la tierra, es fácil dar por sentado la abundancia de oxígeno. Pero bajo el agua, las manchas persistentes de bajo oxígeno son «un control fundamental del hábitat», dice Wallace.

A medida que el mundo se calienta, los océanos pierden oxígeno. Desde la década de 1950, ya han perdido alrededor del dos por ciento, una cifra que podría llegar al cuatro por ciento a finales de este siglo. Las pérdidas pueden ser causadas por un exceso de escorrentía de nutrientes, como ocurre con la vasta zona muerta en la desembocadura del río Mississippi en el Golfo de México, y por cambios en la circulación oceánica impulsados ​​por el cambio climático (el probable culpable en el Golfo de San Luis). Lorenzo. .

Muy poco oxígeno en el agua puede reducir la diversidad de la vida marina, ya que los animales abandonan la zona o mueren. En el Golfo de San Lorenzo, donde el tamaño de la zona muerta casi se ha multiplicado por siete desde 2003 hasta cubrir unos 9.000 kilómetros cuadrados, la disminución de los niveles de oxígeno ya está afectando a muchas especies comercialmente importantes y en riesgo, como el bacalao, el fletán y el norte. camarones, dice Wallace. «Alrededor del 15 por ciento de las partes más profundas del Golfo de San Lorenzo se están acercando al límite en el que muchos animales marinos tendrán dificultades para sobrevivir», afirma.

Actualmente, los científicos poco pueden hacer para arreglar las zonas muertas oceánicas. En masas de agua más pequeñas, como lagos y embalses, los administradores pueden bombear agua rica en oxígeno desde la superficie a áreas profundas pobres en oxígeno. Pero el océano es demasiado grande para agitarlo artificialmente. Quizás, pensó Wallace, podría tomar el oxígeno creado durante la producción de hidrógeno y de alguna manera bombearlo al golfo.

Sus cálculos sugieren que podría funcionar. La planta propuesta en Stephenville produciría oxígeno más que suficiente para reemplazar lo que el golfo pierde cada año. Y los experimentos de Wallace que rastrean cómo se mueve el oxígeno a través de la región muestran que el oxígeno bombeado al golfo cerca de Stephenville llega a la zona muerta de Rimouski, a varios cientos de kilómetros de distancia, en unos pocos años.

Sean Leet, director ejecutivo de World Energy GH2, dice que la compañía está investigando activamente los usos del oxígeno producido por la planta de hidrógeno y que se reunió con Wallace para discutir la idea. La empresa apoya más investigaciones y debates sobre cómo podría funcionar en la práctica, afirma.

Sin embargo, incluso con el interés de Leet, la viabilidad del plan de oxigenación de Wallace está lejos de ser segura.

Para empezar, el plan de Wallace depende de la existencia de una producción de hidrógeno a gran escala. Si bien la planta de Stephenville parece estar en camino de ser construida, Mark Winfield, que estudia energía sostenible y cambio climático en la Universidad de York en Ontario, dice que, en general, el mercado del hidrógeno tiene un mal futuro. El mercado «es más pequeño de lo que algunos piensan, y la transición al hidrógeno va a ser más difícil de lo que piensan», afirma.

Las pilas de combustible de hidrógeno siguen siendo muy caras, afirma Winfield, y en muchos sentidos (como en la prisa por descarbonizar el transporte) el hidrógeno ya ha perdido la carrera. El hidrógeno como combustible tiene más sentido para grandes aplicaciones industriales que no pueden electrificarse fácilmente, como la producción de cemento y acero. Pero por el momento no se ha construido ninguna planta siderúrgica alimentada por hidrógeno. «El mercado no está nada maduro y no ha habido ningún aumento de la demanda», afirma Winfield.

En muchos casos, afirma, en lugar de utilizar electricidad renovable para producir hidrógeno, probablemente sea mejor simplemente enviar esa energía a la red.

Leet, sin embargo, responde que existe potencialmente un gran mercado para el hidrógeno en Europa (particularmente en Alemania, los Países Bajos y Bélgica) con aplicaciones en la fabricación de acero, la industria pesada, la aviación y el combustible marino. «Su demanda de combustibles limpios supera con creces lo que Canadá y otros países pueden suministrar», afirma.

Más allá de las grandes preguntas sobre el futuro de la fabricación de hidrógeno, bombear zonas muertas llenas de oxígeno también requeriría superar muchos desafíos de ingeniería y preocupaciones ambientales, dice Wallace. Esto incluye descubrir cómo capturar exactamente el oxígeno y llevarlo a las profundidades del océano. Pero Wallace dice que estos no son desafíos insuperables; Las empresas ya hacen algo similar en los lagos a una escala mucho menor.

Wallace también quiere determinar qué efecto tiene el bombeo de grandes cantidades de oxígeno al agua en el ecosistema local y comprender cómo afinar un proceso con un retraso de años entre la adición de oxígeno y su llegada a la zona muerta. «Realmente queremos hacer un piloto pequeño y controlado antes de correr», dice Wallace.

Y si bien las empresas que producen hidrógeno probablemente agradecen un mercado para el oxígeno, un subproducto potencialmente valioso sin compradores claros, no está claro cómo podría generarles ingresos. Wallace sugiere alguna forma de crédito, similar a los créditos de carbono, pero sería necesario resolver todos los detalles.

A pesar de la incertidumbre, Wallace cree que es un camino que vale la pena seguir. «Existen riesgos, pero también existe el riesgo de que partes del océano se vuelvan inhabitables», afirma. «Éstas son preguntas difíciles, pero no podemos evitar hacerlas, especialmente si existe la posibilidad de que podamos hacer algo al respecto».