Las energías renovables han recorrido un largo camino, pero dependen de las condiciones meteorológicas adecuadas; el hidrógeno verde podría ser una alternativa viable a los combustibles fósiles.
El hidrógeno verde depende de la energía renovable, por lo que el costo de producción de esta última debe caer más rápido que el del hidrógeno verde para que sea viable.
La integración vertical, en la que una empresa asume todas las actividades aguas arriba y aguas abajo asociadas con su oferta principal, podría reducir significativamente los costos de producción del hidrógeno verde.
A medida que se asienta el polvo de la Conferencia de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático de 2023 (COP28) y los países comienzan a atender el claro llamado a transitar para alejarse de los combustibles fósiles en los sistemas energéticos «de manera justa, ordenada y equitativa», vale la pena reflexionar sobre lo que se requerirá para alcanzar el cero neto, especialmente para países como India, que dependen en gran medida de las importaciones de energía y apenas están comenzando su trayectoria de desarrollo.
En 2021, hablé sobre una transición «equitativa» en la Cumbre Global de Inversores en Londres, antes de la COP26, y es alentador ver la palabra «equitativa» en la declaración principal de la COP28.
Cuando pusimos en marcha nuestro primer proyecto solar en 2011, una instalación de 40 megavatios (MW) en Bitta, Gujarat, la tarifa inicial era de 15 INR por kilovatio-hora (kWh) (casi $0.30), mientras que la eficiencia del panel era de 14-15%. Hoy, la tarifa más baja en India es de tan solo 1.99 INR por kWh ($0.024), y la eficiencia del panel es de 23%. Los avances en la ciencia de materiales mejorarán aún más la eficiencia.
Si bien las energías renovables como la solar y la eólica han recorrido un largo camino, su naturaleza intermitente requiere soluciones de almacenamiento de energía para cuando no brilla el sol ni sopla el viento. La descarbonización de la industria, el transporte pesado y la química requiere una molécula verde que reemplace a los combustibles fósiles. El hidrógeno verde, obtenido mediante la electrólisis del agua con energía renovable, es la respuesta a ambos.
Viabilidad del hidrógeno verde
Desde hace más de un siglo se conoce el hidrógeno como un medio potencial de almacenamiento de energía. Puede producir electricidad en celdas de combustible, cuyo único producto de desecho es el agua, o mediante la combustión en turbinas sin emisiones de dióxido de carbono (CO2). Es una materia prima para fertilizantes y productos químicos. Sin embargo, casi todo el hidrógeno que se produce hoy proviene de combustibles fósiles, lo que emite casi mil millones de toneladas de CO2 equivalente cada año.
En cambio, el hidrógeno verde es un combustible limpio, una solución de almacenamiento de energía escalable y una materia prima industrial de cero emisiones. Para que el hidrógeno verde cumpla estas funciones, el costo de producción debe disminuir de forma similar a las energías renovables. Eso solo puede ocurrir si el costo de producción renovable cae más rápido que el del hidrógeno verde, dado que 60-70% del costo del hidrógeno verde proviene de la electricidad.
Para India, el hidrógeno verde representa una oportunidad propia, ya que tiene la promesa, junto con las renovables, de aliviar el yugo de las costosas importaciones de energía de su economía, que superan los $230 mil millones por año (19.1 billones de INR) en importaciones de crudo.
Ampliación de la adopción
Las empresas responsables están electrificando sus operaciones en su búsqueda del cero neto, adoptando biocombustibles y abasteciéndose de energías renovables de forma proactiva. Si bien los vehículos eléctricos de batería contribuirán significativamente a la reducción de emisiones en la movilidad, es posible que se necesiten otras soluciones para el transporte pesado.
Los biocombustibles son una alternativa neutra en carbono a los combustibles fósiles, pero no están disponibles en cantidad suficiente. El hidrógeno verde y sus derivados –metanol y amoníaco– tienen el potencial de abordar estos desafíos. El hidrógeno verde puede ser la última milla en el camino hacia el cero neto para muchos sectores, especialmente en India.
Sin embargo, el costo del hidrógeno verde debe disminuir significativamente desde los actuales $3-5 por kilogramo (kg) para lograr una adopción generalizada. Con un costo de producción en descenso, el hidrógeno verde se convertirá progresivamente en una alternativa limpia a los combustibles fósiles en muchas aplicaciones. A $1/kg –equivalente a $7.5 por millón de unidades térmicas británicas de calor (MMBtu)–, será económicamente viable descarbonizar incluso los sectores más desafiantes sin una onerosa tasa al carbono.
Superación de los desafíos de producción
La viabilidad del hidrógeno verde es particularmente relevante para India, que carece de reservas de secuestro probadas significativas, lo que vuelve inviable la captura y el almacenamiento de carbono inviable. Además, el precio del gas natural licuado importado se ha mantenido en torno a $7.5/MMBtu o más durante la última década, sin incluir los costos adicionales de transporte terrestre, regasificación e diversos impuestos, lo que deja al país vulnerable frente al dólar.
Los desafíos iniciales asociados con el transporte de hidrógeno significan que el enfoque inicial del comercio probablemente estará en derivados como el amoníaco verde y el metanol. Centros de hidrógeno, donde la producción, el uso y la exportación de hidrógeno verde y sus derivados se ubican en el mismo lugar, también se están promoviendo.
A nivel internacional, se están introduciendo medidas de política para acelerar el hidrógeno verde:
Facilitar la obtención de permisos más rápida para las energías renovables.
Agregar la demanda de compra (un acuerdo para comprar el hidrógeno verde).
Ofrecer contratos por diferencia para abordar las brechas iniciales de viabilidad.
Introducir incentivos vinculados a la producción para la fabricación de equipos.
Crear certidumbre de la demanda mediante mandatos para la adopción progresiva del hidrógeno verde.
La innovación, en particular la mejora de la eficiencia de los electrolizadores, también desempeñará un papel. Una definición estricta del hidrógeno verde y sus derivados, en cuanto a las emisiones totales permitidas, permitirá una prima de precio y desbloqueará la inversión. El Estándar GH2 de Hidrógeno Verde es un paso en la dirección correcta.
Enfoque de integración vertical
Sin embargo, reducir los costos requerirá un enfoque implacable en la integración vertical a gran escala. Las reducciones más significativas a corto plazo provendrán de proyectos integrados verticalmente y a gran escala que abarquen toda la cadena de suministro. Estos proyectos incluirán la fabricación a escala gigantesca de módulos solares y sus componentes auxiliares, turbinas eólicas, electrolizadores, capacidades internas de ingeniería, adquisiciones y construcción, y la producción de hidrógeno verde y sus derivados, todo en una sola ubicación.
Además, si esta ubicación también es un puerto con un ecosistema industrial adyacente, que abarca todo el flujo de bienes y servicios desde la fuente hasta el consumo final, que utiliza hidrógeno verde y cuenta con la infraestructura para exportar derivados del hidrógeno, puede mitigar algunos de los desafíos iniciales relacionados con el almacenamiento a largo plazo y el transporte. Estos megaproyectos mejorarán la velocidad de ejecución y reducirán los costos gracias a la menor cantidad de intermediarios.
Este enfoque es altamente intensivo en capital, y la integración vertical conlleva sus propios riesgos, como los cambios tecnológicos. Sin embargo, también promete la mayor aceleración hacia la marca de $1/kg. Es crucial que los debates sobre financiamiento climático consideren las necesidades de capital de dichos proyectos integrados a gran escala, particularmente para los países en desarrollo, donde el costo del capital ha sido un desafío perenne a pesar de que las empresas están dispuestas a asumir el riesgo.
Una solución equitativa
Ciertamente, adoptar soluciones de descarbonización basadas en el hidrógeno verde requerirá experimentación temprana, inversión en infraestructura y una mejora continua en las curvas de aprendizaje de tecnologías como las celdas de combustible y las turbinas de hidrógeno. Sin embargo, a medida que el hito de $1/kg se vuelve alcanzable, surgirán nuevos modelos de negocio y mecanismos como la fijación de precios del carbono —que captura los costos externos de los gases de efecto invernadero— serán más eficaces para acelerar la adopción.
Para India, la solución equitativa no consiste en reemplazar un combustible fósil por otro, sino en dar un salto directo hacia las renovables y el hidrógeno verde. La reducción de los costos solares puede replicarse con el hidrógeno verde. Este cambio ayudará a India a lograr la seguridad energética y a mejorar la calidad del aire en sus ciudades. También contribuirá a la seguridad alimentaria al eliminar las incertidumbres de los precios del amoníaco importado, un componente crucial de los fertilizantes. Lo más importante es que ofrecerá al mundo la oportunidad de evitar los impactos adversos del cambio climático.
