Han pasado 37 años desde que un incendio subterráneo de carbón obligó a la familia de Tom Darrah a huir de su hogar en Centralia, Pensilvania. Décadas más tarde, el incendio que comenzó en la era de Kennedy todavía arde bajo tierra a través de vetas de carbón fracturadas, arrojando dióxido de carbono y sulfuro de hidrógeno tóxico, convirtiendo a Centralia en un pueblo fantasma. Es uno de los desastres ambientales de mayor duración en la historia de los Estados Unidos.
Una foto enmarcada de Centralia en los años previos al incendio unge la pared de la oficina de Darrah en la Universidad Estatal de Ohio, donde es profesor de ciencias de la tierra y uno de los principales expertos del mundo en una nueva forma de energía subterránea que podría acelerar drásticamente el cambio de los combustibles fósiles que arruinan el planeta: el llamado hidrógeno “geológico”, que se ha encontrado en grandes depósitos a lo largo de las placas tectónicas, donde las condiciones están maduras para que el elemento más ligero de la tierra permanezca en su forma gaseosa pura.
“Está en todos los continentes”, dijo. “La escala de cuánto hay es profunda”.
Al igual que su potencial para atenuar una catástrofe climática inminente ya anunciada por olas de calor cada vez más feroces, tormentas de lluvia más intensas y huracanes más violentos. Eso se debe a que el elemento más abundante del universo no contiene carbono y tiene el mayor contenido de energía por peso de cualquier combustible. Pero nadie ha aprovechado la variedad clandestina y la ha convertido en un negocio.
“ESTÁ EN TODOS LOS CONTINENTES. LA ESCALA DE CUÁNTO HAY ES PROFUNDA”.
Dr. Tom Darrah, cofundador y CTO de Koloma
Koloma, una startup -hasta ahora- secreta de Denver, cree que ha descubierto cómo hacer exactamente eso. Y el cofundador Darrah, que figura en 16 patentes presentadas para encontrar y extraer hidrógeno de manera eficiente, está planeando un futuro en el que perforaremos en busca de hidrógeno tal como lo hemos hecho históricamente en busca de petróleo y gas.
Koloma, fundada silenciosamente hace dos años y operando sigilosamente hasta ahora, está perforando sus primeros pozos en el Medio Oeste, analizando muestras de roca y gas en el laboratorio de Darrah en Columbus para determinar qué sitios tienen el mejor volumen y pureza de hidrógeno. Está respaldado con 91 millones de dólares (mdd) de Breakthrough Energy Ventures de Bill Gates, Energy Impact Partners, Evōk Innovations, Prelude Ventures y Piva Capital, lo que la convierte en la startup mejor financiada en el espacio con diferencia.
En este momento, el mundo usa alrededor de 100 millones de toneladas métricas de hidrógeno anualmente, un mercado con un valor de más de 120,000 millones, según Goldman Sachs. La mayor parte está hecha de gas natural, un proceso que emite carbono, y la mayor parte se usa para refinar petróleo, fabricar fertilizantes, productos químicos y procesamiento de alimentos.
Pero el gobierno de EU cree que tiene un papel más importante que desempeñar como fuente de energía libre de carbono y combustible para el transporte y está invirtiendo mucho dinero en ello. En la Ley de Infraestructura de 2021 se destinaron unos 9500 millones de dólares para proyectos de hidrógeno limpio y en la Ley de Reducción de la Inflación del año pasado se incluyó un crédito fiscal de 3 dólares por kilogramo de combustible sin emisiones de carbono.
Científicos como Doug Wicks, que dirige la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada-Energía del Departamento de Energía, o ARPA-E, ven el hidrógeno geológico como una nueva opción importante para desplazar a los combustibles fósiles.
Koloma y sus patrocinadores ven mucho dinero: Goldman estima que el mercado del hidrógeno se duplicará a 250,000 millones para 2030 y superará 1 billón anual para 2050. Gates insinuó el potencial geológico del hidrógeno en una publicación de blog de 2022 sobre la capacidad del elemento para ser una fuente de energía limpia.”
Los cofundadores Darrah, el director ejecutivo Pete Johnson y el director comercial Paul Harraka, que nunca antes habían hablado de la empresa con los medios, no dirán cuándo comenzarán las operaciones comerciales. Pero si Koloma tiene razón, podría generar decenas de miles de millones de dólares en ingresos en una década.
La creciente conciencia de que la tierra contiene vastas reservas de una fuente de energía inodora, incolora y libre de carbono que, a diferencia del petróleo, el gas y el carbón que continúa ardiendo debajo de la ciudad natal de Darrah, se genera continuamente, es un desarrollo esperanzador e inesperado, particularmente porque el Los efectos catastróficos del cambio climático causado por el hombre se vuelven innegables.
El experto en energía Michael Webber, profesor de ingeniería mecánica en la Universidad de Texas en Austin, cree que fácilmente hay billones de kilogramos de hidrógeno atrapados bajo tierra, aunque aún no se sabe cuánto se puede acceder a bajo costo.conocido. (También es director de tecnología del inversor de Koloma, Energy Impact Partners, y se negó a comentar sobre la puesta en marcha).
“Un kilogramo de hidrógeno vale 1 dólar. Entonces, si es un billón de kilogramos, hay como 1 billón de hidrógeno, una fracción del cual se puede producir con éxito”, dijo. “Es lo suficientemente grande como para decir, ‘Está bien, esto es emocionante’”.
‘TODO SE TRATA DE LA ROCA’
El hidrógeno se ha promocionado como una opción de energía limpia durante décadas, pero no ha alcanzado su potencial. Hágalo funcionar a través de una celda de combustible y es pura energía limpia: electricidad producida solo con agua como subproducto. Se puede utilizar como combustible gaseoso o líquido sin emisiones de carbono para camiones, autobuses, automóviles e incluso barcos y trenes, así como para generadores de energía estacionarios. Pero es complicado trabajar con él. Es el elemento más liviano de la tabla periódica y generalmente existe en la naturaleza en combinación con otros, como el oxígeno, el carbono y el azufre. Puede fluir a través de tuberías como el gas natural, pero puede hacer que se vuelvan quebradizas y tengan fugas. Y también es altamente inflamable y debe comprimirse y superenfriarse cuando se almacena, lo que requiere energía adicional.
Los incentivos multimillonarios de EU apuntan al hidrógeno “verde”, hecho de agua y energía renovable, o hidrógeno “azul” hecho de gas natural, pero con un subproducto de carbono capturado y mantenido fuera de la atmósfera. Pero Koloma cree que el hidrógeno geológico, también conocido como blanco u dorado, será una forma mucho más barata y menos intensiva en energía.
La compañía espera que el hidrógeno geológico y sus operaciones de producción califiquen tanto para los fondos relacionados con la Ley de Infraestructura como para los créditos de producción de hidrógeno limpio.
El cofundador Harraka, expiloto de NASCAR que dirige las operaciones comerciales y las relaciones gubernamentales de Koloma, dijo que el hidrógeno geológico está encontrando “un amplio apoyo bipartidista porque ofrece la oportunidad de producir energía limpia a partir de fuentes totalmente domésticas, creando empleos e invirtiendo en las comunidades”.
Al igual que los buscadores de la fiebre del oro que piensan que han llegado a un filón rico o los buscadores de petróleo anticipando un chorro, Koloma no quiere que los competidores sepan dónde está buscando y perforando. Sus fundadores solo dirán que sus primeros pozos se encuentran en el medio oeste de EU y pueden explorar oportunidades internacionales con el tiempo.
Natural Hydrogen Energy y HyTerra, dos rivales más pequeños de Koloma, están preparando sus propios pozos de prueba en Nebraska y Kansas a lo largo del Midcontinent Rift System de 1,200 millas, una fisura tectónica en el centro de América del Norte. Koloma no confirmará si también está operando en esa región.
“Nos estamos enfocando en los lugares donde no solo pensamos que existe el tipo correcto de gas, el tipo correcto de roca, sino lugares que pueden convertirse en productores comerciales”, dijo Johnson, un inversionista en energía desde hace mucho tiempo que anteriormente dirigió Monolith Materials, una empresa que produce hidrógeno a partir de gas natural. “Se trata de la roca… cuánto gas podría contener esa roca; cómo se moverá el gas a través de esa roca. Es un proceso continuo de tratar de entender la roca”.
‘ALGUIEN NO ESTÁ PENSANDO’
Darrah, de 41 años, un científico corpulento que se parece al jugador de fútbol americano y luchador de la escuela secundaria que alguna vez fue, es “un geoquímico de clase mundial”, dijo Webber. Su laboratorio de OSU, adyacente al centro comercial South Oval Mall arbolado de la universidad, está lleno de espectrómetros de masas, equipos de medición sensibles, vasos de precipitados y tubos y tuberías envueltos en papel de aluminio. Junto con la vieja foto de Centralia hay una foto enmarcada del belicoso general de la Segunda Guerra Mundial George S. Patton con una cita que le gusta a Darrah: “Si todos piensan igual, entonces alguien no está pensando”.
“LA TIERRA NOS DA VIENTO Y SOLAR Y OLAS E HIDRO; NOS DA PETRÓLEO Y GAS Y CARBÓN Y TURBA Y ESTIÉRCOL DE VACA. ¿POR QUÉ NO NOS DARÍA HIDRÓGENO?
Prof. Michael Webber, Universidad de Texas, Austin
Ha investigado el hidrógeno natural durante unos 15 años, viajando por el mundo en misiones geológicas a África, Europa, Australia y otras regiones para confirmar su existencia y las condiciones más probables para generarlo.
Esa experiencia lo hizo particularmente aficionado a las maravillas geológicas de Etiopía, e inicialmente llamó a la compañía Lalibela Labs, en honor a la antigua ciudad del país de iglesias excavadas en la roca inspiradas en la antigua Jerusalén.
Fue rebautizado como Koloma como una referencia a Coloma, California, hogar de Sutter’s Mill, donde otro descubrimiento geológico en 1848 inició la fiebre del oro de California.
“No dejé Centralia para ir a buscar hidrógeno natural”, dijo durante el almuerzo en una cervecería en un arbolado suburbio de Columbus. “Pero en retrospectiva, es bastante obvio que siempre estaba pensando en cosas como esa”.
Con su financiación, la experiencia geológica de Darrah para saber dónde buscar, incluida una patente para el uso de imágenes satelitales y láser lidar con aprendizaje automático para realizar un análisis muy detallado de sitios prometedores que desarrolló en OSU, y reclutas como la directora de operaciones Carrie Hudak, geóloga y Experto en perforación que dirigió importantes proyectos de yacimientos de petróleo y gas para Anadarko Petroleum, Koloma cree que está posicionada para dominar el espacio.
Ha “construido una increíble ventaja de propiedad intelectual con su tecnología única y herramientas de inteligencia artificial”, dijo Eric Toone, líder técnico de Breakthrough Energy y ex profesor de química en la Universidad de Duke.
Y hay un beneficio adicional de perforar en busca de hidrógeno: el helio de gran valor a menudo se encuentra en los mismos depósitos subterráneos, lo que crea el potencial para que Koloma se beneficie de dos gases diferentes. El helio se vende a alrededor de 310 dólares por mil pies cúbicos, según una estimación de 2022 del Servicio Geológico de EU.
“Eso capturó la imaginación de mucha gente, que podrías tener dos recursos en el mismo lugar”, dijo Darrah.
‘AÑOS, NO DÉCADAS’
El inicio de la exploración y perforación activas por parte de diferentes empresas e incluso un nuevo programa del Departamento de Energía (becas de investigación para empresas y universidades para encontrar formas de impulsar el flujo de hidrógeno de los depósitos subterráneos) sugiere que la producción comercial de hidrógeno geológico no está muy lejos.
“Estamos hablando de años, no de décadas”, dijo Webber.
Actualmente, alrededor del 40% del hidrógeno producido a nivel mundial está hecho de carbón, un proceso más contaminante y que consume más carbono que extraerlo del gas natural. Eso crea una demanda considerable a corto plazo para las empresas que pueden suministrar hidrógeno verde o natural, dijo Webber.
“HAY COMO UN BILLÓN DE DÓLARES DE HIDRÓGENO POR AHÍ… ES LO SUFICIENTEMENTE GRANDE COMO PARA DECIR, ‘ESTÁ BIEN, ESTO ES EMOCIONANTE’”.
Prof. Michael Webber, Universidad de Texas, Austin
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“Hay muchos usos finales para el hidrógeno solo para desplazar las formas más sucias en las que ahora se fabrica”, dijo. “Incluso si no cree que el mercado del hidrógeno vaya a crecer, aunque creo que se multiplicará por 10 en los próximos 20 años, hay un gran mercado para el hidrógeno más limpio”.
Pero Koloma tampoco se apresura a salir al mercado porque el mercado no está completamente listo.
“Los únicos grandes usuarios de hidrógeno son las refinerías y las plantas de amoníaco. Entonces, si sé dónde hay mucho hidrógeno, necesito esperar a que se desarrollen los mercados”, dijo Johnson. “Estamos desarrollando nuestras capacidades y vamos a tratar de sincronizar la comercialidad en el momento en que la demanda de hidrógeno realmente alcance su punto máximo”.
IMPACTO MEDIOAMBIENTAL
El hidrógeno se quema fácilmente y puede ser explosivo a alta presión (recuerde los desastres del Hindenburg y el transbordador espacial Challenger), pero no es probable que la perforación desencadene el tipo de evento que devastó Centralia. Eso se debe a que existen bolsas de hidrógeno a miles de pies bajo tierra, selladas contra el oxígeno. Un fuego de carbón como el que se encuentra debajo de la ciudad natal de Darrah arde más cerca de la superficie y se mantiene con oxígeno.
Además de estar libre de carbono, Darrah está convencida de que la extracción de hidrógeno natural también utilizará menos agua de la que se necesita para el petróleo y el gas natural y representará un riesgo menor para el medio ambiente.
“La gasolina no se hizo popular porque la gente quisiera contaminar el clima. Se hizo popular porque era una fuente densa de energía a la que se podía acceder con un bajo uso local de la tierra y bajos requisitos de energía”, dijo. “Cuando piensa en el costo nivelado, la huella de carbono, la utilización de la tierra o el agua, ahí es donde surgen todas las ventajas del hidrógeno geológico. Eso es tan impactante como la cantidad de hidrógeno que podemos poner en el mercado”.
Webber, quien admite que el hidrógeno geológico “me dejó boquiabierto” cuando comenzó a estudiarlo hace cinco años, dijo que hay una especie de obviedad en ello.
“La tierra siempre tiene la respuesta si estás dispuesto a tener la mente abierta y mirar”, dijo. “La tierra nos da viento y solar y olas e hidro; nos da petróleo y gas y carbón y turba y estiércol de vaca. ¿Por qué no nos daría hidrógeno? Tiene sentido en un gran arco filosófico”.
