Japón lanza el primer motor comercial de gas del mundo que funciona con una mezcla de hasta un 30% de hidrógeno

Una revolución práctica en energía limpia

Mientras los titulares sobre el clima suelen centrarse en objetivos fijados para dentro de varias décadas, un cambio tangible ya está en marcha en instalaciones industriales de todo Japón. A finales de septiembre de 2025, Kawasaki Heavy Industries comenzó a vender lo que denomina el primer motor de gas de gran potencia del mundo capaz de funcionar con gas natural mezclado con hasta un 30% de hidrógeno por volumen. A diferencia de los prototipos experimentales, esta máquina cuenta con una garantía completa del fabricante, calendarios de servicio establecidos y una vía clara para su instalación en centrales eléctricas existentes. Para los responsables de instalaciones que deben equilibrar los costos de electricidad con las exigencias de reducción de carbono, esta tecnología ofrece un avance práctico e inmediato sin necesidad de reconstruir por completo la infraestructura energética.

El lanzamiento comercial se produce tras un período de verificación operativa de once meses que comenzó en octubre de 2024 en las instalaciones de Kawasaki en Kobe, cerca del aeropuerto de Kobe. Los ingenieros probaron un sistema de 8 megavatios bajo cargas industriales reales, centrándose no solo en la estabilidad de la combustión, sino también en los desafíos prácticos de integrar el suministro de hidrógeno, establecer protocolos de mantenimiento y aplicar procedimientos de seguridad cotidianos. La finalización satisfactoria de estas pruebas en septiembre de 2025 marcó el paso del proyecto piloto al producto comercial, lo que permite implementar de inmediato la tecnología en aplicaciones de generación distribuida de energía, desde instalaciones industriales hasta empresas municipales de servicios públicos que buscan una fuente de energía de base con menor intensidad de carbono. Analistas del sector señalan que este enfoque cierra la brecha entre la dependencia actual de los combustibles fósiles y las futuras economías basadas en el hidrógeno renovable.

Del laboratorio a la realidad comercial

El nuevo motor se basa en la plataforma Green Gas Engine de Kawasaki, concretamente en la serie KG, que ha acumulado más de 240 pedidos en todo el mundo desde su presentación en 2011. Esta base consolidada permite a la empresa ofrecer un modelo preparado para el hidrógeno que mantiene el mismo rango de potencia de 5 a 8 megavatios que sus predecesores y, al mismo tiempo, admite mezclas de combustible que contienen entre un 5% y un 30% de hidrógeno por volumen. La filosofía de diseño se centra en la transición, no en el reemplazo: permite a los operadores de centrales eléctricas empezar con gas natural convencional o gas ciudad y aumentar gradualmente el contenido de hidrógeno a medida que maduren las cadenas de suministro y se amplíe la producción de hidrógeno verde.

Lo que distingue este lanzamiento de las demostraciones anteriores de hidrógeno es la posibilidad de adaptar los motores existentes. Los motores de la serie KG instalados durante la última década pueden actualizarse para funcionar con una mezcla de hidrógeno mediante modificaciones limitadas en la máquina y los equipos circundantes. Para los responsables de las centrales, esto significa que las inversiones de capital realizadas años atrás no se convierten de inmediato en activos sin uso. La adaptación permite a las instalaciones prolongar la vida útil de la infraestructura actual y reducir progresivamente las emisiones, una consideración crucial para un sector que enfrenta presión para descarbonizarse sin afectar la confiabilidad de la red ni emprender reemplazos de instalaciones que cuestan miles de millones de dólares.

El modelo específico, denominado KG-18-H, se basa en la arquitectura del motor de gas ciudad KG-18-T. Al diseñar el sistema de control de la proporción de mezcla de hidrógeno para integrarlo con cambios mínimos en el bloque del motor existente, Kawasaki garantiza que se mantenga la confiabilidad probada de la serie KG y, al mismo tiempo, añade flexibilidad en el uso de combustibles. Este enfoque de ingeniería se basa en más de una década de datos operativos de las más de 240 unidades que ya están en servicio, lo que reduce los riesgos técnicos que suelen asociarse con la adopción de nuevas tecnologías de combustión.

Soluciones de ingeniería para un futuro con hidrógeno

El hidrógeno plantea desafíos de ingeniería específicos frente al gas natural compuesto de metano. Sus moléculas son mucho más pequeñas, por lo que pueden difundirse a través de sellos y uniones que contienen eficazmente moléculas de metano más grandes. El hidrógeno también se enciende en un rango más amplio de proporciones de combustible y aire, y arde con mayor velocidad y temperatura de llama, lo que crea riesgos de combustión anormal y sobrecalentamiento en los diseños convencionales de motores. Estas características hicieron necesarias innovaciones de seguridad integrales y sistemas de control de la combustión antes de poder proceder al despliegue comercial.

Kawasaki abordó estas preocupaciones mediante varias capas de protección. El sistema incorpora detectores de fugas de hidrógeno ubicados alrededor de las tuberías de combustible y en espacios cerrados donde podría acumularse el gas. Los sistemas de purga con nitrógeno limpian las tuberías de combustible durante el arranque, la parada o cuando se produce una falla, para evitar la formación de mezclas explosivas. Los ingenieros también rediseñaron la configuración de las tuberías para reducir el número de uniones con bridas donde podrían producirse fugas, teniendo en cuenta la tendencia del hidrógeno a escapar por espacios microscópicos. Durante el período de verificación de once meses, estos sistemas de seguridad se sometieron a pruebas rigurosas para garantizar que pudieran gestionar los riesgos específicos de la combustión de hidrógeno en entornos industriales y mantener la eficiencia operativa.

El sistema de control de la combustión ajusta dinámicamente las condiciones en función de la producción de energía y del contenido de hidrógeno en tiempo real en la mezcla de combustible. Esta capacidad es esencial porque el hidrógeno arde aproximadamente siete veces más rápido que el gas natural, lo que puede provocar detonación o ignición prematura si no se controla con cuidado. Al regular el proceso de combustión para tener en cuenta estas propiedades, el motor logra un funcionamiento estable en todo el rango de mezclas con entre un 5% y un 30% de hidrógeno, sin sacrificar la alta eficiencia ni las bajas emisiones de NOx que caracterizaban el rendimiento original de la serie KG.

Aplicaciones marítimas en desarrollo

La tecnología de transición se está extendiendo más allá de las centrales eléctricas fijas hacia el sector marítimo, donde las normas sobre emisiones y los costos del combustible impulsan una innovación constante. El 28 de octubre de 2025, un consorcio integrado por Kawasaki, Yanmar Power Solutions y Japan Engine Corporation anunció la finalización de la primera operación en tierra del mundo de motores marinos de hidrógeno. La demostración, realizada en la sede de Japan Engine Corporation, utilizó un sistema de suministro de combustible de hidrógeno líquido de nuevo desarrollo para alimentar varias clases de motores diseñados para buques de navegación oceánica. El proyecto recibió financiación del Fondo de Innovación Verde de Japón.

Durante estas pruebas, dos motores de velocidad media y cuatro tiempos de Kawasaki y Yanmar lograron una combustión estable de hidrógeno a potencia nominal. Está previsto que un motor principal de baja velocidad y dos tiempos, del tipo que se utiliza habitualmente en grandes buques portacontenedores, comience a funcionar en la primavera de 2026. Los tres diseños cuentan con capacidad para usar dos combustibles, lo que permite a las tripulaciones alternar entre hidrógeno y diésel convencional según la disponibilidad de combustible en los puertos. Esta flexibilidad responde a la actual falta de infraestructura mundial para el abastecimiento de hidrógeno en buques y garantiza que estos puedan seguir operando incluso cuando no haya suministro de hidrógeno, al tiempo que reducen las emisiones de gases de efecto invernadero cuando este combustible esté disponible.

La iniciativa marítima recibe financiación del Fondo de Innovación Verde de Japón, un programa gestionado por la Organización para el Desarrollo de Nuevas Energías y Tecnología Industrial (NEDO), que destina aproximadamente dos billones de yenes a tecnologías que contribuyan a alcanzar los objetivos de neutralidad de carbono de Japón para 2050. Estos motores de doble combustible representan un enfoque pragmático para descarbonizar el transporte marítimo: reconocen que durante años las rutas internacionales quizá no cuenten con un suministro constante de hidrógeno. Al permitir que los buques utilicen hidrógeno cuando sea posible y diésel cuando sea necesario, la tecnología ofrece una vía de transición similar a la de las aplicaciones de generación eléctrica fija. Así, el sector puede empezar a reducir las emisiones de inmediato mientras se desarrolla la infraestructura necesaria.

Creación de la cadena de suministro de hidrógeno

Los motores necesitan combustible, y las cadenas de suministro de hidrógeno siguen siendo el principal obstáculo para su adopción generalizada. Consciente de esta dependencia, Kawasaki y Japan Suiso Energy iniciaron el 27 de noviembre de 2025 las obras de la terminal Kawasaki LH2, en Ogishima, ciudad de Kawasaki. La instalación será la primera terminal comercial de hidrógeno líquido a gran escala del mundo. Contará con un tanque de almacenamiento de 50.000 metros cúbicos, instalaciones marítimas de carga y descarga, unidades de licuefacción y una infraestructura para el despacho de camiones. Está previsto que comience a operar alrededor del año fiscal 2030 y constituya la base para importar hidrógeno producido en el extranjero y suministrarlo a la industria nacional.

La terminal será abastecida por un nuevo buque para el transporte de hidrógeno líquido con una capacidad aproximada de 40.000 metros cúbicos, mucho mayor que la del Suiso Frontier, el buque anterior que realizó envíos piloto desde Australia. El hidrógeno líquido, almacenado a menos 253 grados Celsius, requiere un manejo especializado, pero ofrece ventajas de densidad energética para el transporte marítimo. Kei Nomura, quien dirige la División de Estrategia del Hidrógeno de Kawasaki, destacó la importancia estratégica de esta infraestructura al explicar la visión a largo plazo de la empresa:

el hidrógeno líquido es una clave fundamental para hacer realidad una sociedad energética sostenible

Entre los avances recientes en el manejo del hidrógeno líquido figura un sistema de vaporización con fluido intermedio desarrollado en colaboración con Kobe Steel. Esta tecnología aprovecha el frío extremo del hidrógeno líquido para su uso en refrigeración industrial, climatización de centros de datos y otras aplicaciones de refrigeración, mientras convierte eficientemente el combustible en gas para alimentar los motores. Al presurizar el hidrógeno en estado líquido, el sistema reduce drásticamente la carga parasitaria, es decir, la energía que consume la propia planta, lo que hace que la generación de energía con hidrógeno sea viable por primera vez a escala comercial.

Validación en condiciones reales y seguimiento del carbono

Más allá del entorno controlado de las instalaciones de Kobe, la tecnología ya está entrando en servicio activo con verificación independiente. En la central eléctrica Himeji No. 1, Kansai Electric Power, Kawasaki Heavy Industries y BIPROGY han implementado el primer sistema de seguimiento del carbono en tiempo real de Japón para operaciones de combustión conjunta con hidrógeno. El sistema está validado por DNV, una entidad internacional acreditada de registro y clasificación. Este sistema de seguimiento audita continuamente las emisiones y garantiza que las afirmaciones sobre la reducción de carbono puedan verificarse de forma independiente, en lugar de basarse únicamente en proyecciones teóricas.

Este nivel de transparencia responde a las crecientes exigencias de reguladores e inversionistas, que reclaman pruebas documentadas de la reducción de emisiones. El sistema registra la intensidad de carbono específica de la electricidad generada con la mezcla de hidrógeno y crea un historial auditable que puede utilizarse para contabilizar las emisiones de carbono y elaborar informes de sostenibilidad. Es probable que estos mecanismos de verificación se conviertan en requisitos estándar a medida que la combustión conjunta con hidrógeno se extienda más allá de las instalaciones pioneras y llegue a un despliegue industrial más amplio. Así se aportaría la credibilidad necesaria para los mercados de créditos de carbono y los informes de cumplimiento.

El sistema de verificación utiliza sensores avanzados y registros basados en cadena de bloques para impedir la manipulación de los datos de emisiones. De este modo, garantiza que la reducción anual de aproximadamente 1.150 toneladas métricas de CO2 atribuida al funcionamiento con un 30% de hidrógeno quede reflejada con precisión en los informes de la instalación. Esta validación independiente es crucial para las empresas de servicios eléctricos que deben demostrar que cumplen normas ambientales cada vez más estrictas y, al mismo tiempo, mantener su autorización social para operar en comunidades sensibles a las emisiones industriales.

La economía de la transición

El umbral del 30% de hidrógeno representa un equilibrio calculado entre la reducción de emisiones y la compatibilidad con la infraestructura. En esta concentración, la mezcla de combustible puede circular por las tuberías existentes de gas natural sin provocar fragilización de los metales ni exigir modificaciones importantes en sellos y válvulas. Para los operadores, esto significa que es posible adoptar la tecnología sin reemplazar las tuberías subterráneas de distribución ni los tanques de almacenamiento, lo que reduce considerablemente las barreras de inversión. Cuando funciona con una proporción de hidrógeno del 30%, el motor reduce las emisiones de dióxido de carbono en aproximadamente 1.150 toneladas métricas al año, el equivalente a las emisiones anuales de unos 420 hogares.

Sin embargo, la transición será gradual. A corto plazo, es probable que muchos compradores utilicen estos motores principalmente con gas natural o diésel, ya que el suministro de hidrógeno a gran escala todavía está en desarrollo. La comercialización del motor de la serie KG preparado para el hidrógeno resuelve en parte el problema del huevo y la gallina que enfrenta la economía del hidrógeno, al generar una demanda que puede crecer gradualmente a medida que maduren las cadenas de suministro. Los operadores de centrales pueden comprar los motores hoy, utilizarlos con gas natural al 100% y pasar a mezclas con mayor contenido de hidrógeno cuando mejore la disponibilidad y bajen los costos. Así protegen su inversión mientras se preparan para un futuro con menor intensidad de carbono.

De cara al futuro, Kawasaki planea seguir desarrollando tecnologías relacionadas con el hidrógeno en toda la cadena de suministro, desde la producción y el transporte hasta el almacenamiento y el uso. La empresa considera que estos motores son productos esenciales para eliminar las emisiones de carbono del sector de generación eléctrica de Japón, responsable de aproximadamente el 40% de las emisiones de CO2 del país. Al ofrecer una solución práctica y adaptable que funciona con la infraestructura actual y admite los combustibles del futuro, Kawasaki posiciona su tecnología como un puente entre los sistemas energéticos actuales y las sociedades neutrales en carbono que se busca alcanzar para 2050.

Puntos clave

• Kawasaki Heavy Industries inició el 30 de septiembre de 2025 la venta comercial del primer motor de gas de gran potencia del mundo que funciona con combustión conjunta de hasta un 30% de hidrógeno, tras once meses de verificación operativa
• El motor de 8 megavatios funciona con mezclas de hasta un 30% de hidrógeno por volumen con gas natural o gas ciudad y reduce las emisiones de CO2 en aproximadamente 1.150 toneladas métricas al año
• Los motores existentes de la serie KG, de la que se han instalado más de 240 unidades desde 2011, pueden adaptarse para funcionar con combustión conjunta de hidrógeno, lo que protege las inversiones realizadas en infraestructura
• Los sistemas de seguridad incluyen detectores de fugas de hidrógeno, sistemas de purga con nitrógeno y tuberías rediseñadas para gestionar la alta inflamabilidad del hidrógeno y el pequeño tamaño de sus moléculas
• Las aplicaciones marítimas avanzan mediante un consorcio con Yanmar y Japan Engine Corporation. Sus motores de doble combustible pueden alternar entre hidrógeno y diésel
• La terminal Kawasaki LH2, en construcción en Ogishima y cuya entrada en servicio está prevista para 2030, ofrecerá a Japón su primera instalación comercial a gran escala para importar y almacenar hidrógeno líquido
• En la central eléctrica Himeji No. 1 ya está operativo un sistema de seguimiento del carbono en tiempo real, verificado por DNV, que audita de forma independiente las emisiones de la combustión conjunta con hidrógeno