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La década del Hidrogeno

Escribe This Van de Graaf – La carrera mundial por el hidrógeno limpio significa nuevas realidades geopolíticas e interdependencia

Si la década de 1990 fue la década del viento, la década de 2000 la década de la energía solar y la década de 2010 la década de las baterías, la década de 2020 podría lanzarnos hacia la próxima frontera de la transición energética: el hidrógeno. Difícilmente pasa una semana sin un gran proyecto nuevo de hidrógeno o un gran avance. Solo en los últimos cinco años, más de 30 países han desarrollado o comenzado a preparar estrategias nacionales de hidrógeno (IEA 2022). Los objetivos climáticos de París han sido un factor clave, pero la guerra de Rusia en Ucrania y el aumento de los precios de la gasolina también han impulsado un cambio hacia combustibles más ecológicos. El desarrollo económico y la política industrial también ocupan un lugar preponderante.

El hidrógeno limpio tiene el potencial de cambiar la geopolítica de la energía tal como la conocemos. Pueden surgir nuevas geografías de comercio en torno al hidrógeno limpio y sus derivados, como el amoníaco. Los países bendecidos con abundante sol y viento podrían emerger como grandes exportadores de combustibles verdes o sitios de industrialización verde. La competencia industrial podría intensificarse a medida que los países aspiren al liderazgo tecnológico en segmentos clave de la cadena de valor del hidrógeno. En general, aumentar la escala del hidrógeno limpio podría fomentar una competencia geoeconómica intensa, impulsar nuevas alianzas y colaboraciones, y engendrar nuevos nodos de energía a lo largo de los futuros centros de producción y uso de hidrógeno.

La promesa del hidrógeno

Es la molécula más pequeña del universo, pero el hidrógeno tiene un inmenso potencial como combustible limpio para la transición energética global. Es un gas que puede quemarse en un motor o usarse en una celda de combustible para impulsar vehículos, producir electricidad o proporcionar calor. Puede servir como materia prima y como bloque de construcción para otros productos químicos, como el amoníaco (un insumo clave para fertilizantes) y el metanol (utilizado en la producción de plásticos). El hidrógeno y sus derivados pueden almacenarse indefinidamente en tanques y cavernas de sal, lo que significa que podrían ser una de las soluciones clave para el almacenamiento de energía a largo plazo.

Fundamentalmente, el hidrógeno puede reemplazar a los combustibles fósiles para todos esos fines sin emitir dióxido de carbono. Es un portador de energía sin carbono, al igual que la electricidad, pero tiene una ventaja cuando se trata de descarbonizar sectores que son difíciles de electrificar: piense en la industria pesada, el transporte de larga distancia o el almacenamiento estacional. La mayoría de los escenarios de descarbonización anticipan un papel clave para el hidrógeno en el logro de emisiones netas cero para mediados de siglo. La Agencia Internacional de Energía (AIE) y la Agencia Internacional de Energías Renovables (IRENA), por ejemplo, esperan que el hidrógeno satisfaga entre el 12 y el 13 por ciento de la demanda final de energía para 2050, frente a prácticamente cero en la actualidad.

El hidrógeno ya es una industria importante, pero el mercado actual del hidrógeno tiene tres rasgos que están a punto de transformarse radicalmente: el hidrógeno en la actualidad todavía se produce en gran medida a partir de combustibles fósiles sin disminuir, se usa casi exclusivamente como materia prima y se produce y consume principalmente en el sitio. . Cada uno de estos pasos en la cadena de valor debe someterse a una revisión masiva si se quiere que el hidrógeno esté a la altura de su potencial como la pieza que falta en el rompecabezas de la energía limpia. Su producción debe cambiar a fuentes más limpias y su consumo expandirse a nuevos sectores, y el hidrógeno y sus derivados podrían convertirse en productos energéticos comercializados internacionalmente.

Las batallas del hidrógeno

Sin embargo, el camino para el crecimiento de hidrógeno limpio sigue siendo polémico. Han surgido dos fallas principales: cómo producirlo y en qué sectores desplegarlo.

En términos de producción, las dos rutas principales para limpiar el hidrógeno son el hidrógeno “verde” a partir de electricidad renovable y el hidrógeno “azul” a partir de gas natural equipado con tecnologías de captura de carbono. El hidrógeno verde alguna vez fue dos o tres veces más caro que el hidrógeno azul, pero eso fue antes de la crisis actual del precio del gas. Además, el hidrógeno verde ofrece el mayor potencial para la reducción de costes. Un número creciente de proyecciones ahora prevé hidrógeno verde que es más barato que el hidrógeno azul y “gris” (de combustibles fósiles no reducidos) antes de que finalice la década.

Ambos caminos suscitan sus propios debates. La producción de hidrógeno verde podría desviar la electricidad renovable de otros usos finales, lo que genera un debate sobre si se deben aplicar los criterios de “adicionalidad”, es decir, si el hidrógeno puede llamarse verde solo si se produce a partir de capacidad renovable que de otro modo no se encargaría o no. usó. También podría exacerbar el estrés hídrico en algunas regiones. Después de todo, los lugares más soleados también suelen ser los más secos. El hidrógeno azul, por su parte, genera preocupación sobre la posible fuga de metano, la captura insuficiente de dióxido de carbono y el bloqueo de la infraestructura de gas fósil. Otras vías de producción, como las de fuentes nucleares o de biomasa, son igualmente controvertidas.

En términos de consumo, surgen debates similares. El hidrógeno a veces se llama la navaja suiza de la transición energética porque puede hacer casi todo con él, aunque puede que no siempre sea la mejor herramienta para el trabajo. El uso de hidrógeno suele ser una ruta menos eficiente desde el punto de vista energético que la electrificación directa. Por ejemplo, para recorrer la misma distancia con un automóvil de hidrógeno, necesita de dos a tres veces más parques eólicos que para un vehículo eléctrico (Transporte y Medio Ambiente 2020). Ciertos sectores difíciles de reducir, como el acero, el transporte marítimo y la aviación, necesitarán hidrógeno o un derivado, eso no está sujeto a debate. Estos son los sectores sin remordimientos. Sin embargo, el uso indiscriminado de hidrógeno podría retrasar la transición energética.

Liderazgo tecnológico

El apoyo político para el hidrógeno limpio ha crecido en los últimos años, impulsado por el gasto de recuperación posterior a COVID-19 y la invasión de Ucrania por parte de Rusia. Las empresas centradas en el hidrógeno limpio están recaudando más dinero que nunca, y la inversión anual en hidrógeno limpio ahora asciende a quinientos millones de dólares al año, según la AIE. Los países compiten por dominar lo que se convertirá en una industria internacional multimillonaria en una o dos décadas.

Este cálculo geoeconómico ya está influyendo en las políticas de hidrógeno. En Europa, por ejemplo, se teme que China llegue a dominar la industria del hidrógeno, del mismo modo que domina la fabricación de energía solar fotovoltaica (PV), la producción de baterías y la minería de tierras raras. Muchas estrategias nacionales de hidrógeno son, por lo tanto, tanto un instrumento para la política industrial como una herramienta para la descarbonización. Los países tienen un interés estratégico en ser creadores de tecnología, no receptores de tecnología, en áreas tan críticas de la transición energética.

El mayor premio en la cadena de valor del hidrógeno pueden ser los electrolizadores necesarios para producir hidrógeno verde. Al igual que la energía solar fotovoltaica, los electrolizadores son una tecnología muy modular sujeta a una curva de aprendizaje pronunciada. Los electrolizadores pueden estar hoy donde estaba la tecnología solar fotovoltaica hace 10 o 15 años, a punto de pasar del nicho a la corriente principal. Si bien esta industria emergente todavía está en constante cambio, los electrolizadores fabricados en China son un 75 por ciento más baratos que los fabricados en Occidente, según Bloomberg New Energy Finance.

Muchos países y regiones tienen medidas de apoyo para el hidrógeno limpio, pero Estados Unidos recientemente subió la apuesta con la aprobación de la Ley de Reducción de la Inflación. Sus generosos créditos fiscales ($ 3/kg) harán que el hidrógeno renovable de EE. UU. sea la forma de hidrógeno más barata del mundo. La ley estadounidense probablemente influyó en la decisión del Parlamento Europeo en septiembre de relajar las reglas sobre adicionalidad para el hidrógeno verde, en medio de advertencias del sector de un éxodo masivo de la industria a los Estados Unidos.

Exportar sueños

El hidrógeno y sus derivados podrían marcar el comienzo de una reconfiguración de las relaciones comerciales energéticas. Algunas regiones, especialmente en Europa y el noreste de Asia, se están preparando para convertirse en importantes importadores de hidrógeno; otros sueñan con ser grandes exportadores o incluso, como en el caso de Australia, superpotencias de energías renovables.

Los exportadores de combustibles fósiles como Australia y los países de Medio Oriente y África del Norte tienen varias ventajas: pueden aprovechar sus relaciones comerciales de energía existentes, mano de obra calificada e infraestructura establecida para convertirse en exportadores de hidrógeno limpio. Es una forma atractiva para que diversifiquen sus economías mientras conservan sus roles como exportadores de energía.

Sin embargo, sería una tontería pensar que las rentas del hidrógeno reemplazarán las rentas de los combustibles fósiles o darán a estos países la misma influencia geopolítica. A diferencia del petróleo y el gas, el hidrógeno es un producto manufacturado. Se puede producir donde haya electricidad y agua. Incluso cuando se produce a partir de gas natural, es un negocio de conversión en lugar de un negocio de extracción. Por lo tanto, el hidrógeno no es una versión del petróleo sin carbono.

El hidrógeno podría ser más un cambio de juego geopolítico para los países que actualmente dependen de las importaciones de combustibles fósiles pero que tienen un amplio potencial de energías renovables, por ejemplo, Chile, Marruecos y Namibia. Un consorcio alemán está desarrollando un proyecto de hidrógeno verde en Namibia por un valor de 9.400 millones de dólares, aproximadamente el equivalente al PIB del país. Egipto, el anfitrión de la cumbre sobre el cambio climático COP27, ha atraído compromisos de inversión de más de $ 40 mil millones solo este año para proyectos de hidrógeno verde y amoníaco verde. Ningún continente tiene mejor potencial técnico para producir hidrógeno verde barato que África.

Gobierno del hidrógeno

Es necesario superar muchos obstáculos para llevar el hidrógeno limpio a escala, y estos requieren una gobernanza internacional. Destacaré sólo tres.

Primero, los costos deben reducirse aún más y la producción debe aumentar. Los gobiernos pueden ayudar a reducir el riesgo de inversión en el suministro de hidrógeno limpio mediante la creación de una demanda duradera en sectores sin arrepentimiento a través de instrumentos de política como la contratación pública y los “contratos por diferencia” de carbono.

En segundo lugar, existe la necesidad de establecer estándares armonizados, certificación y procesos de monitoreo para la seguridad, la interoperabilidad y la sostenibilidad a lo largo de toda la cadena de valor del hidrógeno limpio. Estos no deben centrarse solo en prevenir la fuga de hidrógeno o reducir las emisiones, sino también en otras áreas, como el impacto en la seguridad del agua.

En tercer lugar, las economías en desarrollo deben obtener asistencia financiera y tecnológica para que puedan beneficiarse del auge del hidrógeno verde. Una trampa es que las economías en desarrollo bendecidas con abundante energía eólica y solar se consideran únicamente como proveedores de moléculas de energía verde para atender los centros de demanda industrial del Norte Global, en lugar de sitios potenciales de industrialización verde por derecho propio.

El hidrógeno ha sido promocionado durante mucho tiempo como el combustible del futuro. Esta década, por fin podría convertirse en un combustible del presente. Todavía hay grandes desafíos que superar, pero si se hace bien, la revolución del hidrógeno limpio podría desbloquear un premio triple: más estabilidad climática, seguridad energética y equidad global.

THIJS VAN DE GRAAF es profesor asociado en la Universidad de Ghent, Bélgica. Se desempeñó como autor principal del informe de IRENA “Geopolítica de la transformación energética: el factor de hidrógeno”.

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