Fuente: https://www.pv-magazine.com/
Tras una oleada mundial de anuncios de hidrógeno verde, insolvencias de empresas de pilas de combustible y una fuerte reevaluación del mercado, los desarrolladores solares están cuestionando la demanda de hidrógeno verde a corto plazo. Carrie Hampel de pv magazine analiza el panorama internacional.
La economía del hidrógeno es compleja. Dado que la energía fotovoltaica se dedica principalmente a la descarbonización directa de las redes eléctricas, el hidrógeno solar se suele planificar en zonas remotas con exceso de energía renovable. Para ir más allá de la publicidad exagerada, es necesario comprender dónde el hidrógeno es esencial para la transición energética. Las estrategias gubernamentales en materia de hidrógeno suelen identificar el hidrógeno verde como crucial para la descarbonización del transporte marítimo, la aviación, algunos transportes de larga distancia por carretera, la producción de amoníaco y acero, y otros procesos industriales. China también considera el hidrógeno esencial para el almacenamiento de energía de larga duración (LDES).
Hipérbole del hidrógeno
Los últimos seis años han traído lo que la asociación europea del hidrógeno H2UB denomina un «pico de expectativas infladas» y un «punto bajo de desilusión». Afirma que Europa está entrando ahora en una «pendiente de iluminación», antes de alcanzar una «meseta de productividad».
El hidrógeno contribuye de forma diferente a las industrias difíciles de reducir. Si bien es esencial para la descarbonización del acero o del amoníaco utilizado en fertilizantes, desempeña un papel menor, aunque aún crucial, en la ecologización de otros sectores. Esto puede generar confusión y polarizar el debate sobre el hidrógeno verde.
China y, más recientemente, India están avanzando rápidamente con el hidrógeno en sus políticas energéticas. Más allá de la mitigación del cambio climático, estas buscan reducir la contaminación atmosférica y siguen una estrategia geopolítica alejada de la volatilidad de los mercados petroleros mundiales. Europa y otras regiones también son vulnerables a los factores de estrés geopolíticos relacionados con los combustibles fósiles. Rusia cuenta con abundantes recursos petroleros de fácil extracción y se encuentra entre los mayores exportadores de petróleo del mundo.
Como lo ha demostrado el Instituto de Investigación Energética de la Academia China de Investigación Macroeconómica (ver el gráfico a continuación), se espera que el hidrógeno desempeñe un papel menor pero crucial en la demanda de energía de uso final hasta 2060.
Fuerzas impulsoras
En conjunto, el transporte marítimo y la aviación son los principales impulsores de los derivados del hidrógeno en los denominados combustibles bajos en carbono.
El transporte marítimo está listo para aumentar, en gran medida, gracias a los requisitos de combustibles verdes de la Unión Europea. Al igual que en el caso de las aeronaves, las pilas de combustible pueden impulsar buques directamente o mediante electrocombustibles, como las pilas de combustible de metanol. La mayoría de los pedidos actuales corresponden a motores de combustión alimentados con combustibles verdes, como los derivados del hidrógeno.
Vitalii Protasov, de la empresa finlandesa de análisis de combustibles renovables Gena Solutions, dijo que la Unión Europea está impulsando la regulación para la descarbonización del transporte marítimo, pero señaló que también se espera que la Organización Marítima Internacional (OMI) introduzca medidas a mediano plazo en 2025, marcando el ritmo a nivel internacional para aumentar la proporción de combustibles bajos en carbono.
Protasov afirmó que el metanol verde para uso directo, a diferencia del hidrógeno, se puede transportar con la misma facilidad que el metanol basado en combustibles fósiles. La diferencia radica en la intensidad de carbono y el precio. «El problema del metanol [verde] es que existe un enorme potencial de demanda, especialmente en el sector marítimo, pero el volumen de contratos de compraventa a largo plazo es muy reducido», explicó. «También existen otros problemas, como los altos costos en comparación con el combustible convencional. Por lo tanto, se necesita una regulación que fomente el uso de combustibles renovables o una regulación que prohíba o castigue el uso de combustibles convencionales».
Podría decirse que la aviación es el mayor reto para la descarbonización del transporte. Las baterías no tienen la densidad energética suficiente para impulsar la aviación más allá de aeronaves pequeñas y muy locales.
El hidrógeno puede utilizarse directamente, por ejemplo, en aeronaves de corta distancia impulsadas por pilas de combustible, o puede utilizarse para alimentar los e-combustibles utilizados en los combustibles de aviación sostenibles (SAF) y otros combustibles, como sustituto de la materia orgánica limitada. La mayoría de las aerolíneas han comenzado a invertir en vuelos impulsados por SAF para cumplir con las regulaciones recientes. Muchas también han invertido en aeronaves de pila de combustible, como KLM y American Airlines, entre otras.
En Estados Unidos, las aerolíneas regionales recientemente fusionadas, Alaska Airlines y Hawaiian Airlines, se han asociado con la empresa de aviones eléctricos de hidrógeno ZeroAvia para desarrollar aviones para rutas de corta distancia. Diana Birkett Rakkow, vicepresidenta sénior de sostenibilidad de Alaska Airlines, explicó que aproximadamente el 15 % de las rutas de la red de la aerolínea tienen menos de 500 millas náuticas, lo que significa que pueden ser atendidas por aviones propulsados por hidrógeno.
Marina Hritsyshyna, experta en regulación del hidrógeno que trabaja en el ámbito de las energías renovables desde 2016, declaró a pv magazine que “el marco regulatorio es crucial, ya que establece un camino claro para el desarrollo del sector energético”.
Las regulaciones ReFuelEU Aviation y FuelEU Maritime desempeñan un papel importante, afirmó Hritsyshyna, quien también cita los objetivos de la UE establecidos en RED III, la tercera Directiva de Energías Renovables del bloque, para combustibles renovables. Esto requerirá que los Estados miembros cumplan con cuotas específicas, «lo que facilitará el crecimiento del mercado del hidrógeno», añadió Hritsyshyna. «Al mismo tiempo, se espera que la implementación del RCDE UE (Régimen de Comercio de Derechos de Emisión) reduzca el uso de combustibles fósiles, impulsado por el aumento de los precios del carbono en los sectores de la aviación y el transporte marítimo».
Transporte por carretera
Las pilas de combustible de hidrógeno tienen una mayor densidad energética que las baterías, pero una menor eficiencia energética en vehículos más pequeños.
Las estrategias de hidrógeno de Estados Unidos, Europa y China consideran algunos camiones y autobuses como casos de uso para vehículos de pila de combustible. La infraestructura juega un papel importante, ya que las paradas de camiones eléctricos que utilizan baterías consumen tanta energía para recargarse como un pequeño pueblo. Los corredores de transporte generan una demanda inmediata a partir de los centros vinculados con la industria del hidrógeno, que ya presentan modelos de negocio viables.
Reinhold Wurster, director sénior de proyectos de la consultora alemana Ludwig-Bölkow Systemtechnik (LBST), explicó el progreso de China. Dado que el último plan quinquenal de China prevé 50.000 vehículos de pila de combustible para 2025, Wurster afirmó que la mayoría de los entre 20.000 y 21.000 vehículos de pila de combustible que circulan por las carreteras chinas son camiones y autobuses.
“China debe introducir otros 30.000 vehículos de pila de combustible este año”, afirmó Wurster. “Las cifras que he visto de los diferentes centros de concentración parecen indicar que se logrará. Quieren contar con un sistema de innovación en tecnología de hidrógeno más completo, con sistemas de producción y suministro de hidrógeno limpio que se desarrollarán y que deberían estar maduros para 2035”.
Las grandes industrias de China
El estudio “Mejora de un Sistema Financiero de Transición Justa para Industrias con Alto Consumo de Carbono” se centra en los esfuerzos en marcha para descarbonizar los sectores siderúrgico y naviero de China. Investigadores de la Universidad Duke Kunshan de China, encargados por la fundación política alemana Friedrich Ebert Stiftung, revelaron que el hidrógeno ya está integrado en los esfuerzos para descarbonizar las industrias chinas, que producen aproximadamente la mitad del acero mundial y un tercio del volumen de transporte marítimo global. El estudio cita el ejemplo de una empresa siderúrgica de Shanghái que ha “reducido eficazmente sus emisiones de carbono en un 20% y el consumo de combustibles sólidos en un 30% mediante la sustitución de energía, la optimización de procesos y la adopción de tecnologías innovadoras como los altos hornos de reciclaje de carbono enriquecido con hidrógeno”.
Vías internacionales
El hidrógeno tiene limitaciones. El informe «Global Energy Outlook 2024» del gigante de combustibles fósiles BP concluyó que el «costo relativamente alto del transporte del hidrógeno, especialmente en su forma pura, implica que el comercio de hidrógeno bajo en carbono se concentra en mercados regionales relativamente localizados».
Por ejemplo, la producción de hidrógeno se impulsa con energía eólica en los países nórdicos y con energía solar en el sur de Europa y Oriente Medio.
Estados Unidos, por ejemplo, tiene la ventaja de contar con una industria de alto consumo energético y un amplio potencial de generación de energías renovables. Podría convertirse en un exportador de hidrógeno.
Tuberías y almacenamiento
Las estrategias de hidrógeno suelen contemplar gasoductos para el transporte directo de hidrógeno entre regiones vecinas. Las estructuras existentes de combustibles fósiles suelen ser reutilizables para diferentes aspectos de la economía del hidrógeno. Los gobiernos esperan utilizar la infraestructura de gasoductos existente o construir una nueva. Wurster explicó la incursión de China en el almacenamiento directo de hidrógeno y los gasoductos. «Ningún país conoce mejor las limitaciones de las baterías», afirmó. Hace diez años, desde Mongolia Interior, se construyó una línea de transmisión de corriente continua de alto voltaje de 1800 km en 18 meses, con 67 000 torres que la soportaban. Así que China es sin duda un país capaz de construir rápidamente líneas de transmisión de corriente continua de alto voltaje. Pero un solo gasoducto de 1200 mm de diámetro puede transportar 40 GW [de hidrógeno]. Esto es diez veces más que lo que transportan actualmente las líneas aéreas de transmisión de corriente continua de alto voltaje, que son 4 GW… nadie puede garantizar que la electricidad producida esté disponible cuando los consumidores la necesiten, y viceversa, y por encima de cierto límite ya no se podrá almacenar en baterías porque será demasiado caro y consumirá demasiado material.
La infraestructura de tuberías de hidrógeno de China todavía está en sus primeras etapas, dijo el medio de comunicación chino Sohu.com en enero de 2025. Pero el plan de desarrollo industrial del país apunta a 3.000 km de tuberías de hidrógeno de larga distancia para 2030.
China no está necesariamente por delante de la Unión Europea, Estados Unidos o el Reino Unido. Numerosos estudios han demostrado que Europa tiene potencial para destacar en diversas tecnologías del hidrógeno, pero China avanza con rapidez. Si Occidente se centra demasiado en las preocupaciones políticas a corto plazo, perderá su ventaja competitiva.
La experta en regulación Hritsyshyna señala: «También se prevé que la Comisión Europea adopte el Pacto Industrial Limpio y el Plan de Acción para una Energía Asequible en febrero [de 2025]. Además, la Comisión Europea ha presentado una lista de iniciativas planificadas en la Brújula de Competitividad, cuyo objetivo es acelerar el despliegue de tecnologías limpias para lograr la neutralidad climática en la UE», añadió Hritsyshyna.
¿Qué significa todo esto? Significa que las economías del hidrógeno se están desarrollando a nivel internacional. Pensar a corto plazo será una desventaja en el escenario internacional.