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Hidrógeno verde: costos, puntos a favor y desventajas

¿Qué es el hidrógeno verde? Esta tecnología se basa en la generación de hidrógeno a través de electrólisis del agua a partir de electricidad proveniente de fuentes renovables. Este proceso no emite dióxido de carbono (CO2)y transforma el agua en moléculas de gases de hidrógeno y oxígeno, usando electricidad producida por fuentes renovables.

El hidrógeno verde y su masificación es música para los oídos de la humanidad,  teniendo en cuenta que la descarbonización del planeta es uno de los objetivos que se han marcado países de todo el mundo de cara a 2050.

Es más, suena de vital importancia en un contexto en el que la Agencia Internacional de la Energía (AIE) prevén un aumento de la demanda energética global de entre un 25 y un 30 % hasta 2040, lo que en una economía dependiente del carbón y el petróleo significaría más CO2 y el agravamiento del cambio climático.

Hidrógeno verde y sus altos costos

“A medida que las economías mundiales aspiran a convertirse en carbono neutral, el hidrógeno competitivo producido con energías renovables se ha convertido en un componente clave de la combinación energética. La caída de los costos de la energía renovable y la mejora de las tecnologías de electrolizadores podrían hacer que el costo del hidrógeno «verde» sea competitivo para el 2030”, advierte el informe Reducción de Costos del hidrógeno verde: ampliación de las energías renovables para alcanzar el objetivo climático de 1,5oC (Green hydrogen cost reduction: Scaling up electrolysers to meet the 1,5oC climate goal), publicado recientemente por la Agencia Internacional de Energía Renovable (International Renewable Energy Agency) – IRENA.

El hidrógeno verde puede ayudar a lograr emisiones netas de CO2 nulas en sectores de uso intensivo de energía y difíciles de descarbonizar como el acero, los productos químicos, el transporte de larga distancia, el transporte marítimo y la aviación. No obstante, el informe de IRENA señala que, para ello,  los costos de producción deben reducirse para que sea económico para los países de todo el mundo. “Actualmente, el hidrógeno verde cuesta entre dos y tres veces más que el hidrógeno azul, que se produce utilizando combustibles fósiles en combinación con la captura y almacenamiento de carbono (CAC)”.

Estrategias para reducir los costos del hidrógeno verde

El informe describe estrategias para reducir los costos de electrolizadores a través de la innovación continua, mejoras en el rendimiento y escalado de niveles de megavatios (MW) a niveles de varios gigavatios (GW).

Algunas de ellas son:

  • Diseño y construcción de electrolizadores: El aumento del tamaño del módulo y la innovación con una mayor fabricación de pilas tienen un impacto significativo en el costo. El aumento del tamaño de la planta de 1 MW (típico en 2020) a 20 MW podría reducir los costos en más de un tercio. Los diseños óptimos del sistema maximizan la eficiencia y la flexibilidad.
  • Economías de escala: El aumento de la producción de pilas con procesos automatizados en instalaciones de fabricación a escala de gigavatios puede lograr una reducción de costos de cambio radical. Adquisición de materiales: la escasez de materiales puede impedir la reducción de costos y la ampliación del electrolizador.
  • Eficiencia y flexibilidad en las operaciones: El suministro de energía incurre en grandes pérdidas de eficiencia a baja carga, lo que limita la flexibilidad del sistema desde una perspectiva económica.
  • Aplicaciones industriales: el diseño y el funcionamiento de los sistemas de electrólisis se pueden optimizar para aplicaciones específicas en diferentes industrias. Tasas de aprendizaje: con base en las reducciones históricas de los costos de la energía solar fotovoltaica (PV), las tasas de aprendizaje de las celdas de combustible y los electrolizadores, en las que los costos disminuyen a medida que se expande la capacidad, podrían alcanzar valores entre el 16% y el 21%.
  • Mitigación climática ambiciosa: Una transición energética ambiciosa, alineada con los objetivos climáticos internacionales clave, impulsaría una rápida reducción de costos para el hidrógeno verde. La trayectoria necesaria para limitar el calentamiento global a 1,5oC podría hacer que los electrolizadores sean un 40% más baratos para 2030.

Ventajas y desventajas del hidrógeno verde

Según la empresa Iberdrola, entre las ventajas encontramos:

  1. El hidrógeno verde es 100 % sostenible: El hidrógeno verde no emite gases contaminantes ni en la combustión ni en el proceso de producción.
  2. Es versátil: Puede transformarse en electricidad o combustibles sintéticos y utilizarse con fines domésticos, comerciales, industriales o de movilidad.
  3. Es almacenable: Es fácil de almacenar, lo que permite su utilización posterior en otros usos y en momentos distintos al de su producción.
  4. Es Transportable: Esta energía puede mezclarse con el gas natural hasta en un 20 % y viajar por los mismos canales e infraestructuras del gas.

Las desventajas son:

  1. Mayor coste: La energía procedente de fuentes renovables, claves para generar hidrógeno verde a través de la electrólisis, es más cara de generar, lo que a su vez encarece la obtención del hidrógeno.
  2. Mayor gasto energético: la producción del hidrógeno en general y del verde en particular requiere más energía que otros combustibles.
  3. Atención a la seguridad: El hidrógeno es un elemento muy volátil e inflamable, por lo que requiere unos requisitos de seguridad elevados para evitar fugas y explosiones.
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