Hidrógeno Verde
En lo que respecta a los problemas del cambio climático, se habla mucho sobre el hidrógeno y cómo puede ayudarnos a restringir el aumento de temperatura a 1,5°C, como se decidió en el acuerdo de Paris. El hidrógeno, aunque no es nada nuevo y se utiliza mucho hoy en día en áreas, como refinerías de petróleo, fertilizantes y otras industrias químicas y petroquímicas. El punto a tener en cuenta es que lo que se produce hoy en día es hidrógeno a partir de combustibles fósiles, llamado hidrógeno gris. El hidrógeno gris, por supuesto, genera emisiones de carbono, pero la mitad que el carbón. Hay formas de aislar una parte del dióxido de carbono a través de la captura y almacenamiento de carbono (CCUS), aunque hay costos involucrados. Este hidrógeno se llama hidrógeno azul. Lo que el mundo aspira es hidrógeno verde, es decir. hidrógeno producido por electrólisis en donde la electricidad requerida se obtiene de fuentes renovables, como solar, eólica y biomasa.
Hay varios problemas en la producción de hidrógeno verde y, en la actualidad, menos del 1% del hidrógeno que se produce es verde. La Agencia Internacional de Energía (IEA) ha estimado que el 6% del gas mundial y aproximadamente el 2% del carbón mundial se está utilizando para fabricar hidrógeno, que emite alrededor de 830 millones de toneladas de dióxido de carbono al año. Para producir hidrógeno verde, se requieren grandes cantidades de electricidad renovable que ejercerá presión sobre la disponibilidad de tierra. Aparte de eso, el costo de producción del hidrógeno verde hoy en día es de aproximadamente US$ 5- US$ 6 por kilogramo (kg) y esto se debe principalmente al costo de los electrolizadores, que es de alrededor de US$ 300 por kg y se espera que alrededor de 2050, el costo de los electrolizadores disminuya. a alrededor de US$ 100 por kg. Alrededor de 2005, el costo fue de aproximadamente US$ 850 por kg. El costo del Capex comprende aproximadamente el 50% del costo del hidrógeno verde. La eficiencia de los electrolizadores también es motivo de preocupación y debe mejorarse para que la producción de hidrógeno verde sea competitiva con la del hidrógeno gris. El costo de producción de hidrógeno verde debe reducirse a aproximadamente US$ 1 a US$ 2, que es el costo actual de producción de hidrógeno gris. Para convertir hidrógeno gris en hidrógeno azul, cuesta alrededor de US$ 0,5 por kg.
Cuando hablamos de limitar el aumento de temperatura a aproximadamente 1,5°C., en realidad se está observando una gran cantidad de hidrógeno verde. Según la Agencia Internacional de Energías Renovables (IRENA), para el 2050, el hidrógeno y sus derivados representarán el 12% del uso final de energía en todo el mundo y alrededor de dos tercios de este se cubrirán con hidrógeno verde. Esto requerirá alrededor de 5,000 GW de capacidad de electrólisis para 2050, produciendo alrededor de 400 millones de toneladas métricas de hidrógeno verde por año. Esto requeriría una inversión de alrededor de US$ 78 mil millones entre ahora y 2050 para la electrólisis y el transporte juntos.
La producción de cantidades tan enormes de hidrógeno, por supuesto, tendrá que dispersarse por todo el mundo. No será posible que una sola región satisfaga la demanda mundial. La demanda actual de hidrógeno es de aproximadamente 70 tm por año, que se multiplicará en 2050. No todas las regiones del mundo son las más adecuadas para la producción de hidrógeno verde. Es más rentable donde se dispone de electricidad renovable barata, algunos países están aprovechando su alto potencial de energía renovable para convertirse en exportadores globales de hidrógeno, por ejemplo, Arabia Saudita, Marruecos, Australia y Chile. Siguiendo la misma lógica económica, para un país como Japón, tiene más sentido importar hidrógeno verde de Australia en lugar de hacerlo en casa.
Al llegar al uso del hidrógeno verde, hay áreas específicas en las que será útil. No se puede utilizar en todas partes ya que tiene que competir con baterías que seguirán siendo más competitivas. Uno de los mejores usos del hidrógeno se encuentra en el sector industrial, que se considera difícil de reducir en lo que respecta a las emisiones de carbono. Si bien tenemos un plan de acción para el sector de la energía (es decir, alejarse de los combustibles fósiles) y el sector del transporte (es decir, avanzar hacia los vehículos eléctricos), no existe un camino para el sector industrial, al menos por ahora. Las industrias que pueden beneficiarse incluyen la química y petroquímica, el hierro y el acero y el cemento. El hidrógeno verde puede reemplazar la materia prima de hidrógeno existente a base de combustibles fósiles en una serie de procesos industriales. El hidrógeno se puede utilizar en el sector del transporte cuando se trata de camiones pesados de larga distancia. Para vehículos más ligeros como los automóviles, las baterías siguen siendo la opción más económica. El hidrógeno también proporciona una vía para el almacenamiento, pero aquí nuevamente, es solo un almacenamiento a largo plazo donde es beneficioso. A largo plazo significaría almacenamiento entre estaciones. Para el almacenamiento durante el día, las baterías siguen siendo la mejor opción, ya que se pueden almacenar y descargar varias veces al día. Además, el hidrógeno verde también puede desempeñar un papel fundamental en la calefacción de espacios en los edificios.
No hay duda de que el hidrógeno nos ofrecerá la posibilidad de reducir nuestras emisiones de carbono, pero su utilización a gran escala no ocurrirá a menos que haya un apoyo directo de los gobiernos. Es un caso clásico de la historia del "huevo y la gallina". Debido a su uso generalizado, el costo de los electrolizadores tiene que bajar y el costo no bajará a menos que haya grandes pedidos en los que la industria pueda beneficiarse de las economías de escala. Por tanto, los gobiernos tienen que actuar y ofrecer incentivos a la industria. Además, también deberán proporcionar dinero para la investigación y el desarrollo en la producción de electrolizadores. Puede ser necesario un modelo diferente de crecimiento industrial donde la producción de hidrógeno verde y las industrias que utilizan el hidrógeno tengan que ser coubicadas, ya que el transporte de hidrógeno no es un tema fácil dado que es inflamable y requeriría contenedores enormes, ya que tiene baja densidad energética. Además, existen altos costos iniciales si el hidrógeno debe transportarse a largas distancias, ya que la construcción de tuberías es una propuesta costosa. También se requeriría la intervención en la elaboración de regulaciones en el uso del hidrógeno para hacerlo seguro. Al igual que hasta la fecha, prácticamente no existen regulaciones sobre el uso de hidrógeno. Por tanto, la tarea que tenemos ante nosotros es inmensa y gigantesca.
Dr. Francisco Javier González Puebla
Director Carreras Administración
CFT-IP Santo Tomas – Viña del Mar
