Un kilogramo de hidrógeno contiene una enorme cantidad de energía, pero obtenerlo a partir del agua exige aproximadamente 50 kWh de electricidad o más dependiendo de la tecnología y del sistema. Esa aparente contradicción explica tanto el potencial como uno de los mayores desafíos económicos del hidrógeno verde.
El agua parece una materia prima extraordinariamente simple: dos átomos de hidrógeno unidos a uno de oxígeno. Sin embargo, separar esas moléculas requiere una cantidad considerable de energía porque sus enlaces químicos son muy estables.
Eso es precisamente lo que hace un electrolizador.
La máquina recibe agua y electricidad, rompe las moléculas de H₂O y produce dos corrientes principales: hidrógeno y oxígeno. Si la electricidad utilizada proviene de fuentes renovables, el producto suele denominarse hidrógeno verde.
El proceso no consiste en encontrar energía escondida gratuitamente dentro del agua. Hay que introducir energía para fabricar el hidrógeno. Por eso entender esta tecnología requiere comenzar con una idea fundamental: el hidrógeno no es una fuente primaria de energía como el Sol, el viento o el uranio; es principalmente un vector energético.
Primero hay que producirlo.
Para fabricar hidrógeno hay que romper una molécula muy estable
Una molécula de agua está formada por dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno.
Esos átomos se mantienen unidos mediante enlaces químicos. Separarlos requiere suministrar energía suficiente para impulsar una reacción que espontáneamente no ocurriría de la forma que necesita una planta industrial.
En un electrolizador, la electricidad permite producir la reacción:
agua → hidrógeno + oxígeno.
Aunque existen distintas tecnologías de electrólisis, el principio general es similar. El equipo posee electrodos separados por un electrolito o membrana y utiliza corriente eléctrica para provocar las reacciones electroquímicas necesarias.
Por un lado aparece hidrógeno. Por el otro, oxígeno.
La dificultad está en hacerlo continuamente, con alta eficiencia, durante miles de horas y a una escala capaz de producir toneladas de hidrógeno.
Aproximadamente 50 kWh para producir un kilogramo
Aquí aparece la cifra que permite entender la magnitud del desafío.
Los electrolizadores modernos pueden necesitar alrededor de 50 kWh de electricidad por cada kilogramo de hidrógeno producido, y el consumo total del sistema puede resultar mayor dependiendo de la tecnología, las condiciones de operación y los equipos auxiliares.
Un kilogramo parece poco.
Pero una planta que quisiera producir 100 toneladas diarias de hidrógeno tendría que fabricar 100.000 kilogramos cada jornada.
Utilizando simplemente 50 kWh/kg como referencia, eso implicaría alrededor de:
5.000 MWh de electricidad cada día.
Equivale a mantener una demanda eléctrica promedio superior a 200 MW durante las 24 horas, antes incluso de considerar todos los consumos adicionales del complejo.
Y existen proyectos industriales proyectados a escalas todavía mayores.
Por eso cuando se habla de desarrollar una industria masiva de hidrógeno verde, en realidad también se está hablando de construir enormes cantidades de nueva generación eléctrica.
¿Por qué utilizar 50 kWh para obtener algo que contiene menos energía?
Este es uno de los aspectos más interesantes.
Un kilogramo de hidrógeno posee aproximadamente 33 kWh de energía utilizando su poder calorífico inferior.
Si producirlo requiere del orden de 50 kWh eléctricos, parecería que estamos perdiendo energía deliberadamente.
Y efectivamente existe una pérdida.
Ningún electrolizador convierte el 100% de la electricidad en energía química aprovechable dentro del hidrógeno. Parte termina principalmente como calor y en consumos asociados al proceso.
Pero el objetivo no es crear más energía de la que ingresó.
El objetivo es transformarla.
Podemos tener electricidad solar disponible al mediodía en el Desierto de Atacama, pero querer utilizar esa energía posteriormente para producir acero, mover maquinaria pesada, fabricar amoníaco o eventualmente transportarla hacia otro continente.
El hidrógeno permite convertir electricidad en una molécula que puede almacenarse, transportarse y utilizarse en determinados procesos industriales.
Ese es su verdadero valor.
Es parecido a cargar una batería, pero utilizando moléculas
Un BESS almacena electricidad mediante reacciones electroquímicas dentro de baterías.
El hidrógeno hace algo conceptualmente parecido, aunque siguiendo una ruta mucho más larga.
Electricidad renovable entra a un electrolizador.
El electrolizador produce hidrógeno.
El gas puede almacenarse.
Posteriormente puede utilizarse como materia prima industrial, quemarse en determinados procesos o ingresar a una celda de combustible para volver a producir electricidad.
Cada transformación tiene pérdidas.
Por esta razón, utilizar electricidad directamente suele ser energéticamente más eficiente cuando es técnicamente posible.
Si podemos alimentar un motor directamente con electricidad, fabricar primero hidrógeno, comprimirlo, transportarlo y después volver a convertirlo en electricidad normalmente implica consumir considerablemente más energía.
Entonces aparece una pregunta evidente.
¿Por qué hacerlo?
Porque existen industrias donde electrificar directamente es extremadamente difícil.
El verdadero objetivo son los sectores difíciles de electrificar
El hidrógeno verde probablemente no necesita reemplazar la electricidad donde ya existe una solución eléctrica eficiente.
Su mayor interés aparece en actividades donde se necesitan moléculas, temperaturas elevadas, almacenamiento energético de larga duración o combustibles muy densos.
Uno de los ejemplos más importantes es el amoníaco.
Actualmente el hidrógeno es una materia prima fundamental para fabricar amoníaco, base de una parte importante de los fertilizantes utilizados en el mundo.
Hoy gran parte de ese hidrógeno se produce utilizando combustibles fósiles.
Sustituirlo por hidrógeno generado mediante electrólisis renovable permitiría reducir emisiones asociadas a ese proceso, siempre considerando todo el ciclo energético.
También existe interés en la producción de hierro utilizando hidrógeno como agente reductor, en ciertos procesos químicos y en la fabricación de combustibles sintéticos.
Es aquí donde la tecnología empieza a conectarse directamente con minería e industria pesada.
Incluso después de producirlo todavía hay que gastar más energía
Salir del electrolizador no significa que el hidrógeno esté listo para cualquier aplicación.
El hidrógeno es el elemento más ligero de la tabla periódica y, en condiciones normales, posee una densidad volumétrica extremadamente baja.
Almacenar una cantidad importante requiere resolver ese problema.
Una alternativa consiste en comprimirlo a alta presión.
Pero los compresores necesitan electricidad.
Otra posibilidad consiste en convertir el hidrógeno en líquido.
Para hacerlo hay que enfriarlo hasta aproximadamente -253 °C, apenas unas decenas de grados sobre el cero absoluto.
Eso también consume cantidades significativas de energía.
Otra alternativa es transformarlo químicamente en moléculas más fáciles de transportar, como amoníaco o determinados combustibles sintéticos.
Pero cada nueva conversión vuelve a necesitar infraestructura y energía.
Por eso no basta con preguntar cuánto cuesta producir un kilogramo de hidrógeno. Hay que preguntar dónde se utilizará y qué deberá ocurrir con él después de salir del electrolizador.
También se necesita agua, pero la electricidad domina el proceso
La reacción química permite calcular otra cifra interesante.
Para producir un kilogramo de hidrógeno se necesitan teóricamente alrededor de 9 litros de agua como materia prima química.
En una planta real el requerimiento total puede ser mayor debido al tratamiento del agua, purificación, refrigeración y otros servicios.
Esto ha generado preguntas especialmente relevantes para lugares áridos como el norte de Chile.
Sin embargo, desde el punto de vista energético, el desafío principal sigue siendo la electricidad.
Incluso desalinizar agua de mar requiere mucha menos energía por kilogramo de hidrógeno que la propia electrólisis necesaria para separar esa agua.
Esto significa que un gran proyecto de hidrógeno en el Desierto de Atacama podría utilizar agua desalinizada, pero necesitaría simultáneamente una cantidad gigantesca de generación renovable.
Aquí aparece la ventaja extraordinaria de Chile
Chile posee una combinación poco común.
En el norte existe uno de los mejores recursos solares del planeta, mientras Magallanes posee condiciones excepcionales para generación eólica.
Eso importa porque el costo de la electricidad es uno de los factores fundamentales del costo del hidrógeno verde.
Si un electrolizador consume alrededor de 50 kWh para fabricar un kilogramo, cualquier variación en el precio del MWh tiene un efecto considerable sobre el producto final.
Por eso las regiones capaces de producir grandes volúmenes de electricidad renovable a bajo costo poseen una ventaja potencial.
Chile actualizó en 2026 su Estrategia Nacional de Hidrógeno Verde y Derivados para el período 2026-2030, poniendo énfasis, entre otros aspectos, en desarrollar demanda interna y aplicaciones en sectores difíciles de electrificar, incluyendo minería, industria química y combustibles sintéticos.
La oportunidad, por tanto, no está solamente en exportar hidrógeno.
También está en utilizarlo dentro de industrias que Chile ya posee.
La minería podría convertirse simultáneamente en productor y consumidor
La relación con minería es especialmente interesante.
Las operaciones mineras necesitan enormes cantidades de electricidad, utilizan combustibles en equipos pesados y participan en cadenas industriales donde existen procesos difíciles de electrificar.
Una faena con acceso a generación solar podría producir hidrógeno durante determinadas horas y utilizarlo posteriormente en aplicaciones específicas.
También podría emplearse en derivados destinados a explosivos, químicos, transporte pesado o procesos metalúrgicos, dependiendo del desarrollo tecnológico y económico de cada aplicación.
Sin embargo, esto no significa que el hidrógeno vaya a reemplazar rápidamente las baterías en todos los camiones mineros o al diésel en cada faena.
En muchas aplicaciones, la electrificación directa mediante baterías puede resultar más eficiente.
La industria probablemente terminará utilizando distintas tecnologías dependiendo del trabajo requerido.
El gran desafío es mantener funcionando el electrolizador
Existe además una tensión interesante entre energía renovable y economía industrial.
Un enorme electrolizador representa una inversión considerable.
Para recuperar esa inversión resulta atractivo mantenerlo funcionando muchas horas.
Pero una planta solar no produce durante las 24 horas.
Si el electrolizador funciona únicamente cuando existe máxima radiación, se reduce su utilización anual. Si se quiere mantenerlo operando continuamente, hay que combinar distintas fuentes, utilizar almacenamiento o comprar electricidad desde la red.
Por eso diseñar una planta de hidrógeno verde implica optimizar simultáneamente generación renovable, electrolizadores, transmisión, almacenamiento y demanda final.
No es simplemente conectar paneles solares a una máquina.
Es construir un nuevo sistema energético-industrial.
Por qué no debería producirse hidrógeno para todo
La baja eficiencia de algunas rutas energéticas también impone límites.
Imagine producir electricidad solar, utilizarla para fabricar hidrógeno y después introducir ese hidrógeno en una celda de combustible para volver a generar electricidad.
Primero hay pérdidas en la electrólisis.
Después en compresión y almacenamiento.
Finalmente aparecen nuevas pérdidas al convertir el hidrógeno nuevamente en electricidad.
Si el objetivo original era solamente almacenar electricidad durante algunas horas, una batería podría realizar el trabajo con una eficiencia global mucho mayor.
Pero una batería no puede reemplazar fácilmente al carbón utilizado químicamente para producir determinados metales, ni convertirse directamente en materia prima para amoníaco.
Ahí está la diferencia.
El hidrógeno no necesita ganar todas las carreras energéticas para convertirse en una industria importante. Solo necesita resolver aquellas donde existen pocas alternativas mejores.
La paradoja del hidrógeno verde
El hidrógeno posee una enorme cantidad de energía por kilogramo.
Pero antes de aprovechar esa característica necesitamos gastar otra enorme cantidad de energía para producirlo.
No es una falla tecnológica. Es consecuencia directa de la química.
Estamos tomando una molécula extremadamente estable como el agua y utilizando electricidad para separarla en componentes que posteriormente puedan almacenar parte de esa energía.
Por eso el futuro del hidrógeno verde está inseparablemente unido al futuro de la generación eléctrica.
Si Chile quiere producir millones de toneladas algún día, deberá construir no solamente electrolizadores, tuberías y plantas industriales, sino también enormes cantidades de nueva capacidad solar y eólica, transmisión y almacenamiento.
Y allí aparece quizás la mejor forma de entender esta industria: detrás de cada kilogramo de hidrógeno verde existe, antes que nada, una gran cantidad de electricidad renovable que tuvo que ser producida en algún lugar.
