Hidrógeno Verde como fuente de energía para la descarbonización del Sector Agrícola

Abstract

Este trabajo analiza el potencial del hidrógeno como alternativa energética en explotaciones agrícolas, con un enfoque técnico y económico orientado a reducir las emisiones del sector, que siempre ha sido dependiente de los combustibles fósiles. Desde el punto de vista técnico, se valoraron distintas tecnologías de producción, almacenamiento y uso del hidrógeno. Se determinó que la opción más adecuada en entornos rurales es la electrólisis alcalina alimentada por energía fotovoltaica, por su bajo coste operativo y su compatibilidad con fuentes renovables. En cuanto al almacenamiento, el hidrógeno comprimido resulta la alternativa más viable debido a su madurez tecnológica y adaptabilidad. Otros métodos, como el almacenamiento líquido o químico, presentan limitaciones para su aplicación a pequeña escala. Se exploraron también sus posibles usos en maquinaria agrícola mediante pilas de combustible o motores adaptados, así como en sistemas de riego, climatización y producción de fertilizantes sostenibles. En el ámbito económico, se diseñó un modelo autosuficiente de instalación in situ, considerando los costes de producción, almacenamiento, infraestructura auxiliar y operación. El análisis comparativo muestra que, sin subvenciones, el hidrógeno no es competitivo frente al gasóleo agrícola ni a la electricidad de red. Sin embargo, con ayudas del 30% de la inversión inicial, resulta competitivo respecto a la electricidad, aunque sigue por encima del gasóleo agrícola. En conclusión, la implantación del hidrógeno verde en la agricultura es técnicamente viable y especialmente atractiva en zonas con alta demanda energética y baja disponibilidad eléctrica. Su viabilidad económica depende de avances tecnológicos y ayudas públicas, lo que lo convierte en una alternativa prometedora hacia una agricultura más sostenible.

This paper analyzes the potential of hydrogen as an alternative energy source in agricultural operations, with a technical and economic focus aimed at reducing emissions in a sector that has long been dependent on fossil fuels.

From a technical perspective, different hydrogen production, storage, and utilization technologies were evaluated. It was determined that the most suitable option in rural environments is alkaline electrolysis powered by photovoltaic energy, due to its low operating cost and compatibility with renewable sources. Regarding storage, compressed hydrogen is the most viable alternative because of its technological maturity and adaptability. Other methods, such as liquid or chemical storage, present limitations for small-scale application. Possible uses were also explored in agricultural machinery through fuel cells or adapted combustion engines, as well as in irrigation systems, climate control, and the production of sustainable fertilizers.

From an economic standpoint, a self-sufficient on-site installation model was designed, considering production, storage, auxiliary infrastructure, and operating costs. The comparative analysis shows that, without subsidies, hydrogen is not competitive against agricultural diesel or grid electricity. However, with 30% investment subsidies, it becomes competitive with electricity, though it remains more expensive than diesel.

In conclusion, the implementation of green hydrogen in agriculture is technically feasible and particularly attractive in areas with high energy demand and limited grid access. Its economic viability depends on technological advances and public support, making it a promising alternative for moving towards more sustainable agriculture.