El hidrógeno verde empieza a madurar

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La idea del hidrógeno como fuente de energía no es una nueva, sino que fue propuesta por William R. Grove a mediados del siglo XIX [1]. Sin embargo, no fue hasta los años 70 del siglo XX cuando se empezó a utilizar para producir energía y no solo como elemento de investigación.

Ahora se ha despertado un interés general en torno al hidrógeno verde que, como indicaba Claudio Fernández, Head of Utilities & Energy Business Unit de Babel, hace unos meses en un post de este mismo blog, es el obtenido por electrólisis del agua utilizando energía eléctrica proveniente de fuentes renovables y ha llegado para provocar cambios profundos [2]. La razón por la que atrae tanta atención es porque puede ser la pieza clave en la descarbonización en sectores con altos índices de producción de CO₂ y para los que resulta muy difícil la reducción de emisiones tales como la aviación, transporte marítimo y por carretera y metalurgia. Como prueba de este interés, a mitad del año pasado se habían anunciado 359 proyectos de uso de hidrógeno verde a gran escala con una inversión por valor de 500.000 millones de dólares hasta 2030 en todo el mundo pero con una especial intensidad en Europa y China [3].

El interés está justificado porque se estima que, con la utilización de hidrógeno verde en los sectores citados anteriormente se podrían reducir de 5 a 6 giga toneladas anuales las emisiones de gases de efecto invernadero en 2050. En el gráfico adjunto se muestra la cadena de valor del hidrógeno verde junto con la contribución en la reducción de emisiones de gases de efecto invernadero para cada uno de los usos finales [4].

Pero en el itinerario de la industria del hidrógeno verde hay un conjunto de barreras que dificultan que alcance todo su potencial en la producción de energía [5]:

Madurez tecnológica: algunos de los elementos tecnológicos en la cadena de valor del hidrógeno no tienen la suficiente madurez y no se ha probado su funcionamiento a gran escala.
Eficiencia: la producción de hidrógeno y la posterior obtención de energía a partir de él conlleva aún unas pérdidas significativas de energía en cada etapa de la cadena de valor.
Insuficiente electricidad renovable: se prevé que, en 2050, se necesiten 21.000 TWh para realizar la electrólisis de hidrógeno verde. Esta cantidad es casi la misma que se produce hoy globalmente. Conforme se vaya produciendo la descarbonización y electrificación en todos los sectores de la economía, será necesaria más energía renovable para alimentarlos, lo que podría suponer la falta de energía procedente de fuentes renovables para obtener hidrógeno verde.
Coste: el coste de la producción de hidrógeno verde es todavía muy alto, especialmente al compararlo con los combustibles fósiles, si bien este coste irá disminuyendo conforme vaya creciendo su uso. Se estima que será competitivo cuando alcance los 2 dólares/kg.
Insuficiente atracción entre oferta y demanda: la falta de oferta a precios atractivos hace que no haya suficiente tracción por parte de la demanda, lo que impide la atracción de inversiones y, por tanto, la generación de nueva oferta, entrando así en un círculo vicioso.
Incertidumbre regulatoria: a pesar de que una mayoría de países se han comprometido a alcanzar emisiones netas 0 en las próximas décadas, cada uno de ellos lo hace bajo su propio marco regulatorio y a su propia velocidad. Si existiera un marco común se facilitaría el panorama a la inversión.
Falta de estándares y certificaciones: los países no cuentan aún con mecanismos para trazar la producción y consumo de hidrógeno verde.

A pesar de estas dificultades, hay numerosos países que están realizando progresos significativos en la adopción de hidrógeno verde con el objetivo de liderar esta industria. Entre estos cabe destacar [6]:

Japón: en 2017 fue el primer país en establecer una estrategia nacional de hidrógeno respaldada por fuertes inversiones del gobierno en tecnología e infraestructura. Tiene como objetivo tener 800.000 vehículos con pilas de hidrógeno y 900 estaciones de recarga en 2030.
China: es el principal consumidor con más de 24 millones de toneladas anuales y también es el principal productor de hidrógeno (principalmente proveniente del carbón). Actualmente, tiene una flota de 8.400 vehículos con pilas de hidrógeno. En el actual Plan Quinquenal (2021-2025) es una de las 6 industrias del futuro.
Unión Europea: el hidrógeno es una prioridad en su transformación hacia una economía con cero emisiones y está enfocada en el hidrógeno renovable. Tiene definida desde 2020 su estrategia de hidrógeno y prevé la instalación de 40 GW de electrolizadores en 2030.
India: lanzó en 2021 la Misión de Hidrógeno Nacional con la intención de convertirse en un hub global para la producción y exportación de hidrógeno verde, que es considerado por el gobierno como clave para alcanzar la independencia energética en 2047.
Corea: estableció en 2019 su estrategia de hidrógeno y tiene como intención ser líder en la producción de vehículos con pilas de hidrógeno y de pilas de hidrógeno de gran escala para la generación de electricidad. En 2020 tenía 10.000 vehículos con pilas de hidrógeno y tienen como objetivo alcanzar 200.000 vehículos en 2025 y que el 10% de la electricidad consumida en 2030 y el 30% de la consumida en 2040 proceda del hidrógeno.
Estados Unidos: es el segundo consumidor y productor de hidrógeno con un 13% de la demanda global. Dedicó en 2021 9.500 millones de dólares para acelerar el desarrollo del hidrógeno limpio y han lanzado la iniciativa “111 goal” para reducir el coste del hidrógeno limpio a 1 dólar por 1 kilogramo en una década.

España se va a situar a la vanguardia mundial del hidrógeno verde a través de HyDeal España, que será el hub de hidrógeno renovable más grande del mundo y la primera implementación industrial de la plataforma HyDeal Ambition. En el proyecto participan más de 30 socios entre los que destacan Enagás, Naturgy, Fertiberia y ArcelorMittal.

En una primera etapa, se establecerá un complejo de producción de hidrógeno verde por electrólisis que comenzará a funcionar en 2025 con una capacidad de 9,5 GW que abastecerá un complejo industrial en Asturias a un coste de 1,5 €/kg. Contribuirá además a la independencia energética, puesto que suministrará el equivalente al 5% del gas natural importado por España.

Desde Babel trabajamos en el desarrollo de sistemas de gestión energética y en la operación de los mercados de energía que ya están contribuyendo al progreso en la implantación del hidrógeno verde y una economía de cero emisiones.

Referencias