Las diversas aplicaciones del hidrógeno limpio lo han convertido en un pilar fundamental de la transición hacia las cero emisiones netas.
El hidrógeno limpio y los combustibles derivados del hidrógeno podrían ayudar a descarbonizar las industrias de difícil descarbonización, la movilidad y la generación de energía.
Aunque el mercado del hidrógeno limpio está creciendo, no lo hace con la rapidez suficiente para cumplir el Escenario de Cero Emisiones Netas para 2050 de la AIE.
No puedes verlo ni tocarlo, pero está en todo lo que ves y tocas.
Hablamos del hidrógeno —el elemento más abundante del universo— y de su potencial como piedra angular de la transición energética, que está generando gran entusiasmo en el sector de la energía y más allá.
Si te preguntas por qué últimamente hay tanto entusiasmo en torno al hidrógeno, para qué se utiliza y cuál es su potencial para ayudar a alcanzar los objetivos climáticos, sigue leyendo.
¿Qué es el hidrógeno y por qué es importante?
A gran escala, el hidrógeno limpio y los combustibles derivados del hidrógeno podrían desempeñar un papel central en los esfuerzos por descarbonizar el sistema energético mundial, junto con tecnologías como las energías renovables y las soluciones de captura, utilización y almacenamiento de carbono.
Como parte del Escenario de Cero Emisiones Netas para 2021-2050, el hidrógeno y los combustibles derivados del hidrógeno podrían evitar hasta 60 gigatoneladas de emisiones de CO2 para mediados de siglo—el equivalente al 6% de la reducción acumulada total de emisiones, según la Agencia Internacional de la Energía (AIE).
Usos del hidrógeno
Entonces, ¿por qué hay tanto entusiasmo por los beneficios del hidrógeno como combustible para la transición energética?
Una de sus principales ventajas es que complementa a la perfección las energías renovables. La energía eólica, la solar y otras renovables siguen siendo fundamentales para la transición energética mundial, y pueden complementarse con generación de energía a demanda cuando la producción de fuentes renovables no pueda cubrir toda la demanda de electricidad,.
En parte, se debe al potencial del hidrógeno para ayudar a descarbonizar sectores como las industrias de difícil descarbonización, la movilidad y la generación de energía.
Hoy en día, la mayor parte del hidrógeno se utiliza en las industrias de refinación y química. La demanda para uso industrial se ha triplicado desde 1975 y su potencial como combustible para la transición energética podría hacer que la demanda creciera de forma exponencial.
Asimismo, el hidrógeno podría ayudar a descarbonizar sectores de movilidad pesada difíciles de electrificar, como el transporte marítimo, los ferrocarriles y los autobuses. El informe Global Hydrogen Review 2022 de la AIE señala que recientemente se han producido avances alentadores en este ámbito, ya que la primera flota de trenes propulsados por pilas de combustible de hidrógeno comenzó a operar en Alemania, por ejemplo.
Los actores mundiales muestran un gran interés por el hidrógeno limpio. En el sector del transporte marítimo se han establecido varias alianzas estratégicas, interesadas en reducir sus emisiones ante las restricciones reglamentarias cada vez más estrictas que la Organización Marítima Internacional (OMI)impone a los propietarios y operadores de flotas. Actualmente, hay más de 100 proyectos piloto y de demostración en marcha que utilizan hidrógeno o sus derivados como combustible para el transporte marítimo.
Algunas industrias pesadas también están dispuestas a aprovechar el potencial del hidrógeno para descarbonizar. Un año después de que los primeros proyectos experimentales produjeran acero «verde» limpio utilizando energía renovable, se ha anunciado una oleada de nuevos proyectos siderúrgicos que utilizarán hidrógeno sin emisiones para la reducción directa del hierro.
El aumento del 5%de la demanda mundial de hidrógeno entre 2020 y 2021 refleja un incremento general tanto de las aplicaciones nuevas como de las tradicionales en distintas regiones.
El hidrógeno limpio es una herramienta poderosaque puede responder a las necesidades específicas de distintos países, complementar sus dotaciones naturales e interconectar regiones, como demuestra el hecho de que 26 países hayan publicado políticas nacionales sobre el hidrógeno. Gracias a su flexibilidad y a su capacidad para descarbonizar sectores de difícil descarbonización, proporcionar seguridad energética y redistribuir la energía renovable entre distintas zonas geográficas, hay 680 proyectos en cartera, y cada región geográfica desempeña un papel clave. Por ejemplo, Europa concentra el 30% de la inversión en hidrógeno, mientras que América del Norte opera el 80% de la capacidad mundial de hidrógeno con bajas emisiones de carbono. Por su parte, Corea del Sur y Japón son esenciales para apoyar la cadena de suministro: han producido la mitad de la capacidad mundial de fabricación de pilas de combustible.
El arcoíris del hidrógeno
Es importante señalar que no todos los tipos de hidrógeno son iguales. Aunque es un gas incoloro, el hidrógeno se clasifica con los colores del arcoíris, cada uno de los cuales representa un método de producción diferente y su propia huella de emisiones. Estos son los tres colores principales del hidrógeno:
Gris – Hidrógeno producido mediante la combustión de gas natural, que emite CO2 a la atmósfera. (Este método genera menos emisiones que el hidrógeno negro o marrón, producido con distintos tipos de carbón.)
Azul – Hidrógeno con bajas emisiones de carbono producido mediante la combustión de gas natural para el reformado de metano con vapor, junto con tecnología de captura y almacenamiento de carbono que elimina la mayor parte de las emisiones de CO2 de los gases de combustión y las almacena de forma segura bajo tierra. En este caso, el hidrógeno solo puede etiquetarse como «limpio» si las fugas de metano se reducen casi a cero, las tasas de captura de carbono son altas y el carbono capturado se almacena permanentemente bajo tierra para evitar que se libere a la atmósfera.
Verde – Hidrógeno sin emisiones producido mediante un electrolizador alimentado por energía renovable.
Aunque estas descripciones sencillas explican las distintas formas de producir hidrógeno, no existe un consenso mundial sobre las normas para el hidrógeno; por ejemplo, no hay un límite específico de intensidad de carbono para el hidrógeno con bajas emisiones de carbono y el renovable. Según el informe Breakthrough Agenda 2022 —una colaboración entre la AIE, IRENA y los Paladines de Alto Nivel para el Cambio Climático de la ONU—, ambas vías de producción deberán alcanzar intensidades de carbono bajas y verificables que se acerquen a cero para 2030.
La gran mayoría del hidrógeno que se utiliza hoy en día se produce con combustibles fósiles, lo que emite CO2 a la atmósfera y contribuye a la crisis climática. En 2021, el gas natural representó alrededor del 60% de la producción total y el carbón, aproximadamente el 20%, señala la AIE.
El hidrógeno verde representa apenas el 0,1% de la producción total de hidrógeno, pero esta proporción aumentará a medida que sigan bajando los costes de la energía renovable y de la tecnología de electrolizadores.
Cómo generar un futuro de hidrógeno limpio
La demanda de hidrógenoalcanzó los 94 millones de toneladas en 2021, con un contenido energético equivalente a cerca del 2,5% del consumo final mundial de energía; en 2019, antes de la pandemia, había sido de 91 Mt, según datos de la AIE.
Aunque la mayor parte del aumento procedió de fuentes contaminantes, hay indicios de cambios positivos en el horizonte: se ha disparado el número de proyectos de hidrógeno con bajas emisiones de carbono en fase de planificación, varios de ellos en una etapa avanzada.
Al mismo tiempo, a raíz de la actual crisis energética, los gobiernos parecen adoptar cada vez más una estrategia preparada para el futuro e invertir en nuevas infraestructuras de gas natural y GNL, que podrían adaptarse al hidrógeno limpio en el futuro.
Si todos los proyectos actuales entran en funcionamiento, para 2030 la capacidad de hidrógeno con bajas emisiones de carbono podría alcanzar entre 16 y 24 Mt anuales; el hidrógeno verde producido con electrolizadores representaría entre 9 y 14 Mt, y el azul, entre 7 y 10 Mt.
Sin embargo, en un sector marcado por tres incertidumbres —la demanda futura de hidrógeno, unos marcos regulatorios incoherentes y la falta de infraestructura disponible para transportarlo—, solo el 4% de los nuevos proyectos está en construcción o ha llegado a una decisión final de inversión, según el informe Global Hydrogen Review 2022 de la AIE.
En 2022, la capacidad anual de electrolizadores se duplicó interanualmente hasta alcanzar los 8 gigavatios.
Si se llevan a cabo todos los nuevos proyectos anunciados por la industria, esta capacidad podría alcanzar los 60 gigavatios anuales para 2030. Y si esto ocurre junto con la expansión prevista de la capacidad de fabricación, el coste de los electrolizadores podría caer un 70% para 2030 respecto a los precios de 2022, una caída similar a las drásticas reducciones de precios que impulsaron la adopción de la energía eólica y solar.
En medio de estos indicios de progreso, también hay motivos para la cautela. La producción de hidrógeno limpio no crece con la rapidez suficiente para cumplir el Escenario de Cero Emisiones Netas para 2050 de la AIE.
Es urgente actuar para fomentar una mayor inversión y ofrecer incentivos que permitan aumentar la oferta y crear demanda de hidrógeno con bajas emisiones de carbono y un precio más elevado.
¿Cómo facilita el Foro Económico Mundial la transición hacia la energía limpia?
El Centro de Energía y Materiales conecta a líderes para comprender las complejas transiciones que están transformando los sistemas energéticos, de materiales e industriales. Ofrece una plataforma para explorar cómo se relacionan la seguridad energética, la asequibilidad y la sostenibilidad.
Mediante la colaboración entre cadenas de valor y regiones, el Centro facilita vías compartidas que ayudan a sus socios a coordinarse en torno a soluciones prácticas para una transición segura, con bajas emisiones de carbono y equitativa.
Este es el objetivo de la Iniciativa para acelerar el hidrógeno limpio, que ha estado trabajando con partes interesadas de todos los ámbitos para hacer posible la economía del hidrógeno limpio en geografías clave ya en 2030, movilizando a actores públicos y privados en torno a marcos habilitadores fundamentales en geografías específicas.
