El potencial de hidrógeno para reducir emisiones

La sostenibilidad energética fue el tema en un foro en-línea el 11 de febrero de 2021 organizado por el Consejo Mundial de Energía Colombia. Durante las charlas, Julián Rojas del Ministerio de Minas y Energía destacó el potencial de hidrógeno producido a partir de energías renovables (hidrógeno verde) para reducir las emisiones de gas de efecto invernadero (GEI). El hidrógeno verde se perfila como una alternativa al hidrógeno derivado de hidrocarburos (hidrógeno gris), utilizado principalmente en procesos industriales.  Lo que es más interesante es el potencial de hidrógeno para reemplazar combustibles fósiles. Por esta razón, el Hydrogen Council pronostica que la producción de hidrógeno a nivel mundial pasará de 74 millones toneladas en 2018 a 578 millones de toneladas en 2050 – 90% del incremento será el verde para fines no contaminantes.  Sin embargo, es importante resaltar los desafíos a resolver para que el hidrógeno puede contribuir a la transición energética. Al contrario del hidrógeno gris, sintetizado de hidrocarburos, el verde se produce mediante electrólisis de agua a partir de una corriente de electricidad proveniente de energías renovables. En la actualidad, hay un desafío considerable a superar: los costos de producción del verde y las inversiones necesarias para la construcción de una red de distribución a usuarios exceden ampliamente alternativas existentes.

Inversiones masivas en el sector a nivel mundial

A pesar de los retos económicos, a nivel mundial, el potencial del hidrógeno en la lucha contra el cambio climático está incentivando inversiones masivas en el sector. La Francia, por ejemplo, en septiembre de 2020, anunció un plan de € 7 200 millones centrado en tres pilares: el desarrollo a una escala industrial de la producción de hidrógeno verde, la utilización de hidrógeno como combustible para los transportes pesados y, finalmente un respaldo a la investigación, la innovación y la capacitación de personal. 3 En América Latina, Chile ha elaborado una hoja de ruta donde el hidrógeno será un eje de su estrategia de descarbonización de la economía. 4 

Poner en marcha una estrategia que minimiza riesgos

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Ahora bien, ¿Cuál debe ser la estrategia de Colombia? Parecería prudente adaptar el plan

chileno, donde se asignan objetivos distintos por etapas, acorde con las condiciones colombianas. Una repartición así permitiría minimizar los riesgos financieros mientras se desarrollarán tecnologías rentables a una escala industrial. 
Siguiendo el modelo chileno, propondríamos dirigir esfuerzos inicialmente al mercado establecido de hidrógeno, o sea hacia la producción de amoniaco: uno de los principales componentes de los fertilizantes. Al notar que Colombia importa casi la totalidad de sus necesidades para fines agrícolas, una producción nacional evitaría que los agricultores colombianos fueran expuestos a las fluctuaciones de los precios en el mercado internacional. 5 A nivel mundial, el amoniaco se produce actualmente a partir de hidrógeno gris del cual el costo por kilogramo es menos de un tercio de lo de hidrógeno verde. (USD 1,50-2,00 vs. USD 5,00-6,00 / kg).  Por lo tanto, el desafío consiste bajar costos ampliamente para que el verde reemplace al gris. Un reto de talla. Sin embargo, los avances tecnológicos logrados hasta la fecha son alentadores. Entre 2010 y 2018, se redujeron los costos de producción del verde por

un factor de cuatro. 6

 

Una vez asegurada la factibilidad económica de hidrógeno verde, se podría pasar a una segunda etapa priorizando la conquista de un nuevo mercado que ofrezca el potencial de reducir las GEI de manera significativa. Proyectos piloto a nivel mundial apuntan al gran potencial como combustible limpio. Al contrario de las energías fósiles, el producto de combustión es solamente agua.  De ahí, su atractivo como energía de propulsión en vehículos pues el hidrógeno tiene un poder calorífico tres veces superior a lo de gasolina. 1

 

Los proponentes de vehículos a hidrógeno señalan las ventajas actualmente sobre los eléctricos: disponen de una autonomía superior (700 km vs 300 km) y un tiempo de recarga inferior (5 minutos vs los 20 minutos - 5 horas). Aunque estas diferencias son notables, la industria automovilística ha apostado en vehículos eléctricos.  Los avances tecnológicos apuntan a eliminar los inconvenientes de las baterías.  Además, se requerían inversiones masivas para construir una red de distribución de hidrógeno, lo que desfavorece la difusión de vehículos particulares a hidrógeno. Por lo tanto, parecería difícil efectuar un cambio de estrategia de los fabricantes de carros.

 

Aunque se podría descartar una comercialización a gran escala de vehículos particulares a hidrógeno, su utilización en vehículos pesados o en transporte público urbano serviría como reemplazo al diésel considerando que el poder calorífico es tres veces superior. Este segmento de movilidad no requiere inversiones para la construcción de múltiples puntos de recarga. Asimismo, se ve condiciones favorables.

 

Las experiencias adquiridas durante la segunda etapa, permitirían pasar a una tercera etapa: un escalonamiento de producción para conquistar mercados internacionales.

 

La estrategia chilena consiste en producir hidrógeno de energía solar proveniente de plantas fotovoltaicas instaladas en el desierto de Atacama. 4 Se podría considerar que Colombia se encuentra mejor posicionada gracias a su gran capacidad hidroeléctrica. Al contrario de sistemas solares y eólicas, las centrales hidráulicas funcionan 24 horas al día sin intermitencia lo que favorece una producción predecible de hidrógeno de escala.

 

Ahora bien, los retos no son inconsecuentes. Para hacerles frente, evidentemente se necesitan conocimientos profundos en los procesos para viabilizar el sector.  Colombia, en la actualidad, no dispone de especialistas técnicos mucho menos experiencia de producción. Asimismo, ¿cómo pretende el país dinamizar el hidrógeno? La única vía potencialmente viable sería el desarrollo de tecnologías a través de alianzas con empresas extranjeras ya posicionadas en el sector - sobretodo empresas que beneficien de incentivos financieros en su país de origen. Sin una colaboración de esa naturaleza, difícilmente Colombia podría competir con las alternativas.

 

Referencias

1. Tout savoir sur l´hydrogène, IFP Energiesnouvelles, recuperado 21/02/2021,   (www.ifpenergiesnouvelles.fr )

2. Hydrogène : analyse des potentiels industriels et économiques en France, ADEME, diciembre 2019. (www.ademe.fr)

3. Stratégie nationale pour le développement de l’hydrogène décarboné en France, sep 2020,  (www.ecologie.gouv.fr)

4. Gobierno presenta la Estrategia Nacional para que Chile sea líder mundial en hidrógeno verde, nov 2020 (https://energia.gob.cl)

5. ¿Cómo es el mercado de fertilizantes en Colombia?, abr 2020, Abonamos-Sobiotech (www.abonamos.com)

6. L’hydrogène vert, un atout pour demain, Accenture, sep 2020 (www.accenture.com/fr-fr/insights/utilities/green-gas-hydrogen)

7. Rendement de la chaîne hydrogéne, Ademe, enero 2020. (www.ademe.fr )

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Bogotá, 25 de febrero de 2021