Sentando las bases del hidrógeno verde
El hidrógeno puede ser una importante herramienta de descarbonización en la combinación energética. Los proyectos piloto están mostrando cómo aumentar la producción de hidrógeno "verde" y reducir los costes.
Hay partes de la economía baja en carbono a las que sólo podrá llegar el hidrógeno. Después de décadas de estar eclipsado por otras tecnologías de energía limpia, el hidrógeno se considera ahora la mejor manera de eliminar los combustibles fósiles de la combinación energética en una serie de aplicaciones. Los retos a los que se enfrenta la industria para hacer realidad este potencial son dos: hacer más ecológica la producción del gas y reducir el coste de ese hidrógeno ecológico.
El hidrógeno ya se utiliza ampliamente en la industria y cada año se producen unos 80 millones de toneladas, casi todas ellas a partir del reformado del gas natural o la gasificación del carbón. Esa producción genera unos 830 millones de toneladas de CO2
Enlace externo, se abre en ventana nueva. , lo que equivale a las emisiones de CO2 del Reino Unido e Indonesia juntas, según la Agencia Internacional de la Energía (AIE).
Esto significa que "el primer paso es descarbonizar el uso del hidrógeno como materia prima", dice el Dr. Samuel Pérez, jefe de investigación de hidrógeno y calor del grupo eléctrico español Iberdrola. "Si podemos evitar 830 millones de toneladas de emisiones de CO2 al año, es una enorme contribución a la descarbonización".
El papel del hidrógeno en la descarbonización
Técnicamente, el hidrógeno puede tener muchas aplicaciones con bajas emisiones de carbono. Puede quemarse para liberar calor y energía, y puede utilizarse en una pila de combustible para producir electricidad. Por lo tanto, puede funcionar como combustible para el transporte pesado; o para descarbonizar sectores industriales de alto consumo energético.
La división de las moléculas de agua —un proceso conocido como electrólisis— también puede producir hidrógeno. Esto requiere mucha energía y es caro. Por eso, para que el hidrógeno contribuya de forma significativa a la ecologización de la economía, los costes de producción deben bajar y la energía para la electrólisis tendrá que proceder de fuentes renovables. El hidrógeno producido con energías renovables se conoce como hidrógeno "verde", en contraposición al hidrógeno "gris" creado a partir de combustibles fósiles.
Es un mercado que acaba de empezar, pero el potencial es enorme
Debido a estos retos, el Dr. Pérez considera que el hidrógeno desempeña un papel complementario al de las energías renovables en la transición hacia economías bajas en carbono. "La principal solución de descarbonización será la electrificación, pero en algunos casos eso no funciona. Para alrededor del 15% del uso de la energía mundial, el hidrógeno podría proporcionar una solución, por lo que será una herramienta de descarbonización muy importante".
Entre sus muchas aplicaciones, las más prometedoras son el transporte marítimo, la aviación y otros sectores "difíciles de abandonar", como el del cemento y la siderurgia, donde la electrificación no es una opción porque el carbón es una parte esencial del proceso de producción, además de utilizarse para proporcionar el calor a los hornos.
Un hidrógeno verde comercialmente viable
El hidrógeno verde es un sector incipiente. Según la estrategia de la UE, de 2025 a 2030, el hidrógeno debe convertirse en una parte intrínseca de nuestro sistema energético integradoEnlace externo, se abre en ventana nueva. , con al menos 40 gigavatios (GW) de electrolizadores de hidrógeno renovable y la producción de hasta 10 millones de toneladas de hidrógeno renovable en la UE. Para aprovechar ese crecimiento previsto, Iberdrola ha lanzado recientemente una unidad de hidrógeno verde, con el objetivo de convertirse en líder mundial en esta tecnología.
El sector se encuentra todavía en una fase en la que los proyectos piloto están aportando experiencia sobre cómo ampliar la producción de hidrógeno verde. Uno de los primeros es la empresa conjunta de Iberdrola con el productor español de fertilizantes Fertiberia, de 150 millones de euros, que permitirá a Iberdrola construir la mayor planta de hidrógeno verde de Europa para uso industrial.
La planta contará con un parque solar de 100 megavatios (MW), un sistema de almacenamiento de baterías de 20 megavatios hora (MWh) y un electrolizador de 20 MW. El estado incipiente de la industria del hidrógeno se pone de manifiesto en el hecho de que el nuevo dispositivo será uno de los mayores del mundo, aunque sólo proporcionará una pequeña fracción de la demanda de hidrógeno de Fertiberia, un gran aporte a la producción de fertilizantes.
El hidrógeno verde de Iberdrola ayudará a Fertiberia a producir fertilizantes sostenibles y bajos en carbono. La planta se considera un primer paso importante en el aumento de la producción para reducir el precio del hidrógeno verde (actualmente entre 5 y 9 euros por kilo) y hacerlo más competitivo con el hidrógeno gris, que cuesta algo menos de 2 euros por kilo. "Creemos que en 2030 el precio del hidrógeno verde será competitivo", afirma Pérez.
Un tercio del coste del producto es el gasto de capital en forma de electrolizadores y dos tercios son el coste de la energía, añade. "Esperamos que el coste de la tecnología caiga por debajo de los 500 euros/kW instalados en los próximos 10 años, desde los más de 1.200 euros/kW actuales. Una parte de esa reducción procederá de los avances tecnológicos que mejoren el rendimiento, pero la mayor parte serán economías de escala por el aumento de la producción. El coste de las tecnologías renovables también seguirá bajando".
Aunque las redes eléctricas nacionales serán cada vez más renovables en la próxima década, Iberdrola afirma que tiene sentido construir una nueva capacidad de energía renovable dedicada a proyectos de hidrógeno verde. Además, es probable que el hidrógeno producido no viaje demasiado lejos antes de ser utilizado, porque el coste de transportarlo a largas distancias sería prohibitivo. Esto significa que se producirá cerca de las agrupaciones industriales o de las instalaciones individuales con demanda de gas.
Iberdrola también está explorando el potencial del hidrógeno como combustible para el transporte, a través de su filial británica ScottishPower, que forma parte del proyecto Green Hydrogen for Scotland (Hidrógeno verde para Escocia), que pondrá en marcha una red de plantas de producción de hidrógeno verde para abastecer a flotas y vehículos de transporte pesado que funcionarán con pilas de combustible.
Estos planes ayudarán no sólo a descarbonizar la economía, sino también a impulsarla tras la pandemia, según el Dr. Pérez. "La construcción de una industria de hidrógeno verde creará muchos puestos de trabajo, no sólo en instalaciones individuales, sino también a través del desarrollo de una cadena de valor que produzca equipos de electrólisis.
"En la actualidad sólo hay 50 MW de capacidad de electrolización en funcionamiento en Europa, pero las autoridades europeas han anunciado planes para construir 40 GW de capacidad. El hidrógeno verde es caro hoy en día, pero confiamos en que podremos producirlo de forma competitiva dentro de ocho o diez años, porque tanto las energías renovables como los electrolizadores serán más baratos", explica.
Fuente: The Trust. Texto original en inglés.
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