Los electrolizadores son dispositivos que separan las moléculas de agua (H2O) en oxígeno (O2) e hidrógeno (H2). Cuando se alimentan de energía renovable obtienen hidrógeno verde, un vector energético clave para la descarbonización.
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Según la Agencia Internacional de la Energía (IEA), China, la Unión Europea y la India lideran el desarrollo de esta tecnología. América Latina también impulsa proyectos destacados, especialmente en Chile y Colombia.
Los electrolizadores resultan fundamentales para avanzar hacia una economía descarbonizada. Estos dispositivos producen hidrógeno de bajas emisiones mediante electricidad renovable, como la energía solar o eólica.
¿Cómo producen hidrógeno verde los electrolizadores?
Los electrolizadores utilizan electricidad para separar las moléculas de agua en hidrógeno y oxígeno. Durante el proceso, la corriente eléctrica atraviesa el agua y genera burbujas de ambos gases.
Cuando la electricidad procede de fuentes renovables, el proceso no genera emisiones directas de carbono. Por este motivo, el hidrógeno resultante recibe el nombre de hidrógeno verde.
José María Canales, coordinador de Tecnologías de Hidrógeno en Mondragón Unibertsitatea, explica que la electricidad provoca la descomposición de la molécula de agua. El proceso libera oxígeno e hidrógeno por separado.
Para la IEA, la electrólisis con electricidad renovable representa la principal vía para producir hidrógeno de bajas emisiones. Esta tecnología puede contribuir al objetivo global de alcanzar las cero emisiones netas en 2050.
El hidrógeno verde resulta especialmente relevante en sectores donde reducir las emisiones plantea mayores dificultades. Entre ellos figuran la industria pesada y el transporte de larga distancia.
“Los electrolizadores son la tecnología más madura a nivel comercial”, añade Canales. “En el contexto actual, la generación de renovables no siempre coincide con el consumo, por lo que se producen excedentes que en muchas ocasiones no se logran aprovechar por falta de sistemas de almacenamiento. Los electrolizadores permiten utilizar los excedentes de energía renovable y almacenarlos durante periodos estacionales en grandes cantidades en forma de hidrógeno. Es decir, permiten producir durante el verano para consumirlo durante el invierno”.
Los datos de la IEA muestran cómo la capacidad de electrólisis para la producción específica de hidrógeno ha aumentado en los últimos años pero, dado que crece desde un punto de partida muy bajo, requiere de una aceleración significativa.
¿Cuáles son los principales tipos de electrolizadores?
Las tres grandes tecnologías de electrolizadores que mueven hoy la industria del hidrógeno verde son:
AEL, PEM y SOEC (siglas en inglés de electrolizadores alcalinos, membrana de intercambio protónico y celdas de electrólisis de óxido sólido, respectivamente).
- Los electrolizadores alcalinos (AEL) tienen entre sus puntos fuertes su alta eficiencia energética, su bajo coste de fabricación y su larga vida útil, que los convierten en óptimos para grandes plantas industriales. “Los electrolizadores alcalinos, que utilizan potasa cáustica como electrolito [el componente que facilita la conducción eléctrica y hace posible la electrólisis], son la tecnología comercial más madura y la más utilizada para las nuevas plantas de varios cientos de MW de potencia”, explica Canales. “Su gran inconveniente es que deben operar en régimen de potencia constante y requieren de procesos de tiempo largo en los arranques y paradas”. Cabe destacar que la potencia de un electrolizador indica la cantidad de energía eléctrica que consume para separar el agua en hidrógeno y oxígeno, y determina directamente su capacidad de producción. Se mide en vatios (W), en kilovatios (kW) o en megavatios (MW). Una de las claves es que, cuantos más guarismos, mayor es la generación de hidrógeno en menos tiempo, pero el experto asegura que puede implicar un mayor consumo energético.
- La tecnología PEM es, de acuerdo con el profesor de la Mondragón Unibertsitatea, la segunda tecnología comercial más madura. Utiliza un electrolito sólido, lo que reduce el tamaño físico de los electrolizadores, y es capaz de operar con fuentes de energía intermitentes como son las plantas de energía renovables. “En los últimos años, su uso se ha extendido en pequeñas plantas”, explica Canales.
- La tecnología de electrolizador SOEC “opera en alta temperatura, por lo que, si se dispone de una fuente de calor de algún proceso industrial, la eficiencia en el proceso de producción de hidrógeno es muy superior a las tecnologías alcalina y PEM al emplear menos energía eléctrica”, añade el profesor. Actualmente, existen equipos comerciales, pero son voluminosos y presentan un elevado coste de inversión. La disponibilidad de fuentes de calor externas permite mejorar la eficiencia del proceso y reducir el consumo eléctrico asociado.
| Comparativa de los principales tipos de electrolizadores | ||||
|---|---|---|---|---|
| Tipo de electrolizador | Cómo funciona | Ventajas principales | Limitaciones | Aplicaciones más adecuadas |
| Alcalino (AEL) | Utiliza un electrolito líquido alcalino, como la potasa cáustica, para conducir la electricidad y separar el agua en hidrógeno y oxígeno. | Tecnología madura, coste relativamente bajo, larga vida útil y buen rendimiento a gran escala. | Responde peor a cambios rápidos de potencia y requiere arranques y paradas más lentos. | Grandes plantas industriales con suministro eléctrico estable. |
| Membrana de intercambio protónico (PEM) | Emplea una membrana sólida que permite el paso de protones durante la electrólisis. | Diseño compacto, respuesta rápida y buena adaptación a fuentes renovables intermitentes. | Mayor coste de inversión y uso de materiales más exigentes. | Plantas pequeñas y medianas conectadas a energías renovables variables. |
| Óxido sólido (SOEC) | Opera a alta temperatura y utiliza parte de la energía térmica disponible para reducir el consumo eléctrico. | Puede alcanzar una eficiencia elevada cuando se integra con procesos industriales que generan calor. | Equipos voluminosos, coste elevado y menor madurez comercial. | Industrias con calor residual disponible y proyectos de alta eficiencia. |
El rastro de los electrolizadores: del País Vasco a Chile
En el norte de España, la Ría de Bilbao y el puerto de la misma ciudad se han convertido en un referente de la producción industrial de hidrógeno verde, con Petronor a la cabeza de varios proyectos de electrolizadores en el marco del Corredor Vasco del Hidrógeno (BH2C). En 2023 se puso en marcha un electrolizador de 2,5 MW en la refinería de Muskiz, el primero en producir hidrógeno de bajas emisiones en Euskadi, y en la actualidad se está desarrollando un electrolizador de 10 MW en el Puerto de Bilbao para suministrar hidrógeno a una planta de combustibles sintéticos. También se prevé la instalación de otra aún mayor, de 100 MW.
El proyecto, cuya financiación cuenta con la participación de BBVA, tiene como objetivo final transformar el complejo industrial vasco en un modelo con menor huella de carbono y consolidar al País Vasco como uno de los polos emergentes del hidrógeno verde en España y Europa.
Al otro lado del océano, América Latina también impulsa el desarrollo de proyectos de hidrógeno verde. En Chile, destaca la iniciativa del Centro Tecnológico para la Innovación en Hidrógeno Verde de Magallanes, y el organismo público Corfo impulsa la fabricación local de electrolizadores y sus diferentes componentes en concordancia con su Plan de Acción de Hidrógeno Verde (H2V). En Colombia, el grupo Ecopetrol inició en 2025 la instalación de un electrolizador de 5MW en la refinería de Cartagena de Indias que permitirá producir hasta 800 toneladas de hidrógeno verde al año.
La India y China son, según la IAE, otros países que registran un avance notable en relación a los electrolizadores. China representa el 65% de la capacidad instalada mundial de electrólisis del agua, tras alcanzar los 2 GW en 2024, y lidera el panorama gracias a proyectos como el de Sinopec en Xinjiang, en el que se busca alimentar los electrolizadores con energías renovables. La India, por otro lado, destaca por iniciativas como la de la empresa AM Green Ammonia, que en agosto de 2024 alcanzó la decisión final de inversión (FID, por sus siglas en inglés) para desarrollar un proyecto basado en hidrógeno verde destinado a la producción de amoníaco renovable en Kakinada, en el estado de Andhra Pradesh.
Ventajas y desafíos de los electrolizadores en la transición energética
Estos proyectos y otros presentes en países clave (como La India y China) dan un impulso a la producción de hidrógeno a partir de energía renovable, lo que puede agilizar la transición energética en sectores de difícil descarbonización. Para avanzar en este camino, es necesario contar con más investigación, inversión y marcos regulatorios favorables.
“El desarrollo de tecnologías de hidrógeno verde se encuentra en estado incipiente, por lo que disponemos de una oportunidad de oro para investigar y desarrollar nuevas técnicas y modelos de negocio y estar en la punta de lanza de esta nueva tecnología. De este modo tenemos dos oportunidades: en primer lugar, desarrollar industria que comercialice tecnologías de hidrógeno verde. En segundo lugar, incorporar soluciones comerciales que abatan las emisiones de CO2 al ambiente sustituyendo los combustibles fósiles con combustibles renovables basados en hidrógeno verde”, señala Canales.
“Para este desarrollo es fundamental la implicación de los agentes investigadores, centros tecnológicos, agentes industriales y la administración pública, ya que es necesario desarrollar este nuevo modelo energético en base a tecnología, economía y regulación. Un ejemplo de ello es la asociación del Corredor Vasco del Hidrógeno donde se aborda con una perspectiva global el desarrollo de una nueva economía basada en el hidrógeno verde en el País Vasco”, añade el profesor de la Mondragón Unibertsitatea.
Preguntas frecuentes sobre los electrolizadores y el hidrógeno verde
¿Qué es un electrolizador?
Un electrolizador es un dispositivo que utiliza electricidad para separar las moléculas de agua en hidrógeno y oxígeno. Cuando funciona con energía renovable, el hidrógeno obtenido se considera hidrógeno verde.
¿Cómo producen hidrógeno verde los electrolizadores?
Los electrolizadores hacen circular una corriente eléctrica a través del agua para descomponerla en hidrógeno y oxígeno. Si la electricidad procede de fuentes como la solar o la eólica, el proceso permite producir hidrógeno con bajas emisiones.
¿Qué tipos de electrolizadores existen?
Las principales tecnologías son los electrolizadores alcalinos (AEL), los de membrana de intercambio protónico (PEM) y los de óxido sólido (SOEC). Se diferencian en su coste, eficiencia, temperatura de funcionamiento y capacidad para adaptarse a energías renovables variables.
¿Qué diferencia hay entre un electrolizador AEL, PEM y SOEC?
Los AEL son maduros y adecuados para grandes plantas con suministro estable. Los PEM son compactos y responden mejor a la intermitencia de la energía solar y eólica. Los SOEC operan a alta temperatura y pueden alcanzar mayor eficiencia cuando aprovechan calor industrial.
¿Por qué los electrolizadores son importantes para la descarbonización?
Porque permiten producir hidrógeno renovable para sustituir combustibles fósiles en sectores difíciles de electrificar, como la industria pesada, el transporte de larga distancia o la producción de combustibles sintéticos.
¿Pueden los electrolizadores almacenar energía renovable?
Sí. Pueden aprovechar excedentes de electricidad solar o eólica para producir hidrógeno, que después puede almacenarse durante periodos prolongados y utilizarse cuando aumente la demanda energética.
¿Cuáles son los principales retos de los electrolizadores?
Sus principales desafíos son el coste de inversión, la necesidad de grandes cantidades de electricidad renovable, el desarrollo de infraestructuras de almacenamiento y transporte, y la mejora de la eficiencia y la escala industrial.
¿Qué países lideran el desarrollo de electrolizadores?
China, la Unión Europea y la India lideran el despliegue de esta tecnología. En América Latina también avanzan proyectos relevantes en países como Chile y Colombia.