El hidrógeno verde ha sido aclamado como el combustible del futuro porque es limpio, almacenable y portátil. Cuando el hidrógeno se combina con el oxígeno, se quema para producir agua y libera calor sin emitir dióxido de carbono (CO2). Debido a su alta densidad de energía masiva, el hidrógeno es muy adecuado para alimentar procesos industriales que consumen mucha energía y que son difíciles de electrificar y también puede usarse como materia prima para una variedad de aplicaciones industriales. Además, como portador de energía limpia, el hidrógeno verde puede almacenarse durante mucho tiempo con pérdidas mínimas. En comparación con la energía de energía renovable conectada a la red, puede transportarse de manera más flexible a largas distancias a áreas de aplicación más alejadas de la energía renovable y también puede lograr una redistribución global de la energía renovable.
Direcciones de aplicación del hidrógeno verde.
El hidrógeno azul producido utilizando combustibles fósiles y tecnología de captura y almacenamiento de carbono (CAC) podría ser un catalizador para el mercado del hidrógeno en las primeras etapas de la transición energética. Por lo tanto, las emisiones de gases de efecto invernadero (GEI) de las instalaciones existentes se pueden reducir sin dejar de utilizar la infraestructura existente. Sin embargo, el hidrógeno azul también tiene ciertas limitaciones: depende de recursos limitados, es susceptible a las fluctuaciones de los precios de los combustibles fósiles, está ligado a los costos y regulaciones del transporte y almacenamiento de CO2 y no mejora la seguridad energética. Además, la captura y almacenamiento de dióxido de carbono (CAC) no es idealmente eficiente, ya que todavía produce algunas emisiones residuales de CO2, y el uso de metano en CAC podría provocar fugas aguas arriba, lo que haría que el hidrógeno azul fuera incompatible con los objetivos de emisiones netas cero.
Vale aclarar que el hidrógeno verde definitivamente no pretende reemplazar la descarbonización de las industrias de electricidad, transporte, calefacción y refrigeración mediante la electrificación de energías renovables, sino complementarla. La siguiente figura presenta las áreas de aplicación (prioridad de aplicación del hidrógeno verde) donde el hidrógeno verde y sus derivados tienen ventajas comparativas obvias, a saber:
Campos industriales que son difíciles de reducir.
Actualmente, la industria pesada utiliza hidrógeno extraído de combustibles fósiles, en particular en la refinación de petróleo, la síntesis de amoníaco, el metanol y la producción de acero. El uso de GH2 como combustible térmico avanzado puede ayudar a descarbonizar estas y otras industrias difíciles de reducir. Además, puede utilizarse como materia prima para muchas aplicaciones industriales.
Campos de aviación y transporte marítimo.
Los sectores del transporte difíciles de reducir, como el transporte marítimo y la aviación, tendrán dificultades para descarbonizarse debido a las limitadas alternativas de combustibles con bajas emisiones de carbono.
Campo de energía.
El hidrógeno es un portador de energía eficiente con capacidad de almacenamiento a largo plazo sin pérdidas significativas y podría desempeñar un papel clave en la estabilización de las redes energéticas que dependen de la energía solar y eólica. Al mitigar las fluctuaciones inherentes a estas fuentes de energía renovables, el hidrógeno puede ayudar a garantizar un suministro estable y fiable de electricidad.
La competitividad de costos y la disponibilidad de infraestructura serán determinantes clave para introducir más aplicaciones de hidrógeno. Por ejemplo, el uso de automóviles y camiones con pilas de combustible de hidrógeno dependerá del coste de las pilas de combustible y de la disponibilidad de estaciones de servicio. El hidrógeno puede integrarse en la red de gas natural existente y utilizarse en sistemas de calefacción urbana o en calderas de hidrógeno y pilas de combustible para sistemas de calefacción residencial. Por otro lado, el amoníaco, cuando se utiliza en turbinas de gas, tiene el potencial de aumentar la flexibilidad del sistema eléctrico o ayudar a reducir las emisiones de las centrales eléctricas alimentadas con carbón.
Para liberar plenamente el potencial del hidrógeno verde, es necesario reducir significativamente el coste de producirlo. Actualmente, sus costos de producción son entre 3 y 6 veces más altos que los del hidrógeno gris (hidrógeno verde: entre 3 y 6 dólares EE.UU./kg; hidrógeno gris: 1-2 dólares EE.UU./kg), incluso en los lugares de producción más favorables. Un factor de coste importante es la electricidad renovable necesaria para los electrolizadores. Producir hidrógeno verde en lugares con abundantes recursos renovables puede mejorar su competitividad de costos. La compresión de costos en las tecnologías de energía solar fotovoltaica (PV) y eólica también ayudará a reducir los costos asociados con la producción de hidrógeno verde. Otra prioridad es reducir el coste de los electrolizadores, lo que tiene el potencial de reducir los costes de inversión en un 80% a largo plazo.
Por lo tanto, es importante superar los desafíos de las barreras técnicas y los altos costos de producción. Los países enfrentan varios obstáculos para aprovechar todo el potencial del hidrógeno verde. Los mayores desafíos incluyen el conocimiento técnico necesario para producir hidrógeno verde, la ampliación de la generación de energía renovable y la capacidad de electrolizadores, los altos costos de producción, la falta de mercado interno y la infraestructura limitada. Por lo tanto, se necesitan políticas y colaboraciones específicas para abordar con éxito estas barreras a la producción de hidrógeno verde. Además, se debe promover simultáneamente tanto la demanda como la oferta de hidrógeno verde. Los formuladores de políticas desempeñan un papel fundamental a la hora de impulsar la innovación, atraer inversiones de la industria privada y crear asociaciones para integrar eficazmente el hidrógeno en la combinación energética.
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