La urgencia de lograr la descarbonización total ha obligado a los gobiernos, la comunidad científica, las empresas y muchas otras partes interesadas a mirar más allá de los beneficios más inmediatos y buscar soluciones para descarbonizar actividades difíciles de hacerlo. En este sentido, varios estudios estiman que el hidrógeno y sus derivados podrían representar hasta el 25% del uso final de la energía en 2050. En este artículo hablamos sobre qué es el hidrógeno renovable, las oportunidades que ofrecen su implantación y los retos a los que se enfrenta. También analizamos cómo se está posicionando EDP para aprovechar esta oportunidad de futuro.
¿Qué es el H2 renovable?
En la actualidad, el mercado mundial de H2 se estima en unos 120.000- 180.000 millones de dólares. A modo de comparación, el mercado de las energías renovables tiene un valor estimado de unos 800.000-1 millón de dólares. En 2022, la industria del H2 produjo casi 95 Mt de hidrógeno, la mayor parte en instalaciones de producción locales dedicadas a procesos de refinado y amoníaco. Dado que alrededor del 83% de este hidrógeno se producía a partir de combustibles fósiles sin captura de carbono, la industria del hidrógeno era responsable de casi el 2% del total de las emisiones mundiales de carbono. Sin embargo, con la necesidad de descarbonización y el creciente potencial de uso del hidrógeno en otras aplicaciones, es probable que este escenario cambie.
El hidrógeno tiene la capacidad de apoyar la descarbonización de diversos sectores, como el transporte, la industria pesada y la producción de energía, ya que su combustión o su uso en pilas de combustible no da lugar a la emisión de dióxido de carbono (CO2). Aunque algunos usos energéticos plantean un reto técnico para la utilización directa del hidrógeno, la producción de productos derivados del hidrógeno, como el amoníaco, el metanol o el combustible de aviación sostenible, puede ser una opción.
Mientras nuestro planeta se enfrenta a la urgente necesidad de hacer frente al cambio climático y a la transición hacia un panorama energético más sostenible, se abre la carrera para producir hidrógeno a gran escala y con una huella de carbono limitada. Aunque existen varias tecnologías para producir hidrógeno, que dependen de diversos vectores energéticos, el hidrógeno renovable está ganando impulso como la mejor opción, ya que promete revolucionar nuestros sistemas energéticos, descarbonizar las industrias, apoyar el desarrollo económico y mitigar los retos medioambientales a los que nos enfrentamos.
Pero, ¿qué es realmente el hidrógeno verde? En esencia, el hidrógeno renovable es gas producido mediante un proceso llamado electrólisis, que utiliza electricidad renovable, como la eólica o la solar, para dividir las moléculas de agua en hidrógeno y oxígeno. A diferencia de los métodos tradicionales de producción de hidrógeno, que dependen principalmente de combustibles fósiles como el gas natural, el hidrógeno renovable se produce con unas emisiones de carbono mínimas. Incluso comparado con el llamado hidrógeno azul, producido a partir de gas natural con captura y almacenamiento de carbono (CSS), se espera que el hidrógeno renovable tenga menos impacto ambiental. Esto lo convierte en un vector energético limpio y sostenible con un enorme potencial para impulsar la transición hacia un mundo neutro en carbono.
“El hidrógeno renovable ofrece una forma de reducir significativamente las emisiones de carbono en varios sectores.”
¿Cuáles son las oportunidades?
El principal motor de la implantación del hidrógeno renovable es la urgente necesidad de combatir el cambio climático. Con el aumento de las temperaturas globales y la creciente preocupación por el impacto ambiental de los combustibles fósiles, la transición a fuentes de energía bajas en carbono se ha convertido en un imperativo. El hidrógeno verde ofrece una forma de reducir significativamente las emisiones de carbono en diversos sectores, alineándose con los objetivos climáticos internacionales esbozados en acuerdos como el de París.
Pero la adopción del hidrógeno renovable aporta varios beneficios que justifican la atención que se le presta. Una de las razones de peso para adoptar el hidrógeno renovable es reforzar la independencia y la seguridad energéticas. Los recursos energéticos renovables están mejor distribuidos que los combustibles fósiles, lo que permite a cualquier país producir parte de sus necesidades de hidrógeno, reduciendo así la dependencia exterior de los combustibles fósiles. Además, al diversificar los países de los que importan, los Estados pueden reforzar su resiliencia energética y mitigar los riesgos geopolíticos asociados a las interrupciones del suministro energético, como bien ha demostrado el caso de la guerra de Ucrania.
La economía verde del hidrógeno también representa una importante oportunidad económica. Tiene potencial para crear millones de puestos de trabajo en toda la cadena de valor, muchos de ellos en los países donde se consume, desde la producción de energías renovables e hidrógeno hasta el desarrollo de infraestructuras y actividades de investigación y desarrollo. Además, los países que se posicionen como líderes en el campo del hidrógeno renovable podrían beneficiarse de oportunidades de exportación y crecimiento económico.
Teniendo esto en cuenta, más de 52 países han lanzado estrategias H2, y otros están en proceso de hacerlo. Las estrategias pretenden apoyar el desarrollo de esta nueva industria fijando objetivos ambiciosos, proponiendo la normativa necesaria, aplicando mecanismos de apoyo y detallando pasos concretos a lo largo de la cadena de valor para permitir su despliegue (desde la producción de electricidad renovable, la fabricación de equipos, el despliegue de proyectos, el transporte y el almacenamiento y utilización de H2). Las estrategias se basan en las condiciones naturales de cada país y en sus necesidades actuales y futuras.
Afrontar grandes retos
Aunque los beneficios potenciales del hidrógeno renovable son enormes, su adopción generalizada no está exenta de dificultades. El primero es la falta de antecedentes tecnológicos. A pesar de ser un proceso con más de un siglo de historia, la electrólisis (el proceso utilizado para producir hidrógeno verde), aún no se ha desarrollado hasta alcanzar una capacidad de producción a gran escala. Esto es especialmente cierto para la mayoría de los fabricantes de electrolizadores, que aún no han tenido la oportunidad de producir sus tecnologías a gran escala y durante largos periodos de tiempo. Las implicaciones de esta situación son numerosas, entre ellas la falta de capacidad de producción, la baja eficiencia de los electrolizadores y la incertidumbre sobre su funcionamiento a lo largo del tiempo (vida útil, degradación, condiciones de funcionamiento).
Otro reto es la intensidad energética de la producción de hidrógeno verde. Con los elevados precios actuales de la electricidad renovable, y su menor competitividad en comparación con el uso directo de combustibles fósiles, ésta acaba siendo uno de los principales componentes del coste de la producción de hidrógeno renovable.
Además, la falta de una infraestructura sólida para almacenar, transportar y distribuir hidrógeno dificulta el desarrollo de grandes centros de producción en zonas con acceso a abundante electricidad renovable pero escasa demanda de hidrógeno.
Por último, aunque se están logrando avances significativos en el establecimiento de un marco normativo completo y de mecanismos de apoyo para la creación de un mercado del hidrógeno, sigue habiendo varias incertidumbres en cuanto a la aplicación de muchos aspectos normativos.
En última instancia, todos estos retos se traducen en un coste de producción mucho más elevado para el hidrógeno verde en comparación con los combustibles fósiles o el hidrógeno generado a partir de combustibles fósiles. Reducir el coste mediante avances tecnológicos (por ejemplo, reducción de materiales esenciales y mejoras de la eficiencia), economías de escala y aumentos significativos de la capacidad de producción de energías renovables, sin olvidar las cuestiones relacionadas con el uso del suelo y la integración en la red, es esencial para su competitividad. Además, es necesario establecer marcos reguladores y fiscales justos basados en el principio de “quien contamina paga” para garantizar la igualdad de condiciones entre el hidrógeno renovable y las alternativas basadas en combustibles fósiles.
¿Y ahora qué?
Nunca está de más insistir en la importancia del hidrógeno renovable para construir un futuro sostenible y neutro en carbono. El hidrógeno representa una poderosa herramienta para hacer frente al cambio climático, aumentar la seguridad energética y promover el crecimiento económico. Aunque existen retos importantes, los esfuerzos conjuntos de los gobiernos, las industrias y la comunidad investigadora están impulsando la innovación y el progreso.
A medida que avanzamos, es crucial dar prioridad a las inversiones en tecnología del hidrógeno renovable frente a las soluciones basadas en combustibles fósiles, apoyar marcos políticos que fomenten su adopción y promover la colaboración internacional para crear una economía global del hidrógeno verde. Con determinación y acción colectiva, podemos aprovechar el potencial del hidrógeno renovable para construir un mundo más limpio, resistente y sostenible para las generaciones venideras.
Principales retos
Capacidad de fabricación de electrolizadores
La mayoría de los fabricantes de electrolizadores tienen un historial limitado, lo que dificulta su capacidad para suministrar equipos a escala y a tiempo, lo que aporta incertidumbre al mercado en términos de costes, rendimiento y plazos de entrega.
Falta de madurez de la tecnología
La mayoría de las tecnologías solo se han probado a pequeña escala y no tienen un historial que permita a los fabricantes de equipos ofrecer garantías sobre el rendimiento de los equipos durante su funcionamiento (vida útil, degradación de la eficiencia, condiciones de funcionamiento, entre otros).
Retrasos y normativa poco clara
A pesar de los avances positivos registrados en varias regiones en el marco regulador del hidrógeno renovable, persisten varios interrogantes sobre su aplicabilidad, como las condiciones en las que la producción de hidrógeno puede optar a determinadas ayudas o la aplicación concreta de los requisitos de consumo de hidrógeno.
Inflación y precios de la electricidad elevados
El reciente contexto energético y económico ha provocado un aumento de los costes de los equipos y del desarrollo de capacidad adicional de electricidad renovable, así como un incremento de los precios de la electricidad en general, lo que ejerce una presión significativa sobre el coste del hidrógeno renovable en comparación con los costes de las alternativas basadas en combustibles fósiles.
Objetivos e iniciativas globales
Las estrategias de H2 lanzadas actualmente requerirían más de 200 GW de electrolizadores para alcanzar los objetivos de 2030, y las distintas regiones tendrían que adoptar enfoques diferentes en función de sus condiciones naturales y de las necesidades de hidrógeno previstas.
Europa
La Unión Europea se ha fijado objetivos ambiciosos en materia de hidrógeno renovable, con el fin de convertirse en líder mundial en este campo. Proyectos como la Alianza Europea para el Hidrógeno Limpio y la Hydrogen Valleys Partnership impulsan la innovación y la inversión. A escala de la UE, existe el objetivo de consumir 20 millones de toneladas de hidrógeno renovable de aquí a 2030, de las cuales 10 millones se producirían internamente y el resto se importaría de otras regiones. Para fomentar esta adopción, se han establecido compromisos para el uso de hidrógeno renovable y sus derivados en los sectores industrial y del transporte. A escala nacional, Alemania lanzó el programa H2Global (presupuesto inicial de 900 millones de euros), destinado importar amoníaco, metanol y combustibles sintéticos. Los Países Bajos han reservado 7.500 millones de euros para financiar el H2, de los cuales 5.100 millones de euros son para proyectos terrestres y 1.800 millones de euros para proyectos marinos. El Reino Unido cuenta con varios mecanismos de apoyo al H2, como el Net Zero Hydrogen Fund, dotado con 240 millones de libras, y el Hydrogen Production Business Model.
América del Norte
En Estados Unidos, el Departamento de Energía (DOE) ha lanzado la iniciativa Hydrogen Energy Earthshot, con el objetivo de reducir el coste de producción de hidrógeno limpio a 1 dólar por kilogramo en una década. Para apoyar la adopción del hidrógeno verde en el país, el DOE se ha fijado el objetivo de consumir 10 millones de toneladas de hidrógeno limpio de aquí a 2030, apoyará la producción limpia hasta 3 dólares por kilogramo a través de la US IRA (Inflation Reduction Act) y distribuirá hasta 7.000 millones de dólares para crear centros regionales de hidrógeno limpio. En respuesta a la IRA estadounidense, Canadá ha anunciado que permitirá un ITC (crédito fiscal a la inversión) para el hidrógeno de entre el 15% y el 40% para los equipos de producción de H2; espera destinar un presupuesto de 5.600 millones de dólares canadienses en los próximos 5 años y de 12.100 millones entre 2028 y 2035; además de establecer otras medidas de descarbonización que también apoyen el H2 (tarificación del CO2, regulación sobre combustibles limpios).
Asia
Países como Japón y Corea del Sur están invirtiendo mucho en infraestructuras verdes de hidrógeno, con el objetivo de importar hidrógeno como fuente de energía limpia. El Centro de Investigación de la Energía del Hidrógeno de Fukushima, en Japón, es un buen ejemplo. Japón tiene una de las estrategias de H2 más antiguas y la ha revisado recientemente, aumentando el suministro de H2 de 2 Mt a 3 Mt para 2030 (revisión prevista a 12 Mt para 2040), además de establecer asociaciones internacionales para garantizar la importación de H2 y amoníaco (Australia, Oriente Próximo y otros países asiáticos).
Otras regiones
La abundancia de recursos energéticos renovables en Oriente Próximo, Australia y Sudamérica ha dado lugar a planes de proyectos de producción de hidrógeno renovable a gran escala, con la intención de exportar hidrógeno a los mercados internacionales. En el caso de Oriente Próximo y Australia, se trata de una forma de mantener sus industrias de exportación de energía, mientras que en Sudamérica se ve como una forma de promover el desarrollo económico.
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