ACTUALIDAD. Hidrógeno verde: escasez a corto plazo, incertidumbre a largo plazo

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Es probable que el hidrógeno verde suministre menos del 1 % de la energía total a nivel mundial para 2035, mientras que la Unión Europea podría alcanzar la marca del 1 % un poco antes, alrededor de 2030. 

08 septiembre 2022.- En particular, el plan de la UE para 2030 de suministrar 10 millones de toneladas de hidrógeno verde con energía doméstica, la capacidad estará fuera de su alcance, a menos que los formuladores de políticas puedan fomentar un crecimiento sin precedentes para las tecnologías energéticas. 

Para 2040, es más probable un gran avance hacia mayores acciones de hidrógeno verde, pero prevalecen grandes incertidumbres, lo que aumenta los riesgos de inversión actuales. Sin embargo, la historia muestra que las medidas políticas de emergencia podrían generar tasas de crecimiento sustancialmente más altas, acelerando el avance y aumentando la probabilidad de disponibilidad futura de hidrógeno.

Ha estimulado una oleada de entusiasmo en los últimos años y desempeña un papel fundamental en la facilitación de muchos escenarios de emisiones netas cero: el  verde y los combustibles electrónicos derivados se basan en  y se producen a través de un proceso llamado electrólisis, que divide las moléculas de agua H 2 O en hidrógeno y oxígeno.

Gran parte del debate y la investigación en torno al hidrógeno ha girado en torno a cuestiones relacionadas con la demanda de aplicaciones, mercados y sectores adecuados. Pero hasta ahora ningún estudio analizó el cuello de botella de las posibles vías de expansión para la electrólisis, una tecnología de suministro en su infancia que necesita experimentar rápida innovación y despliegue para liberar su potencial para la mitigación del cambio climático, según un estudio publicado por el  Instituto Potsdam para la Investigación del Impacto Climático (PIK) en Nature Energy .

Un gran avance para el hidrógeno verde no es un hecho. Se requiere una acción política decisiva

Los electrolizadores de hoy en día son en su mayoría pequeños y fabricados individualmente; sin embargo, la capacidad global debe multiplicarse por 6000–8000 para 2050 para contribuir a escenarios de neutralidad climática compatibles con el Acuerdo de París. Esto empequeñece el aumento de 10 veces requerido simultáneamente de energía renovable, que está fácilmente disponible y tiene un coste competitivo.

Usando una simulación por computadora de difusión de tecnología energética y explorando miles de mundos posibles, el equipo de investigación se sumergió profundamente en la probabilidad y viabilidad de aumentar las capacidades de electrólisis.

El amplio éxito del hidrógeno verde no es en absoluto un hecho. Incluso con las capacidades de electrólisis creciendo tan rápido como la energía eólica y  , existe una fuerte evidencia de escasez a corto plazo e incertidumbre a largo plazo en términos de disponibilidad de hidrógeno verde, dicen los autores del estudio.

Ambos factores impiden la inversión en los usos finales y la infraestructura del hidrógeno, lo que reduce el potencial del hidrógeno verde y pone en peligro los objetivos climáticos. No obstante, si bien esto podría hacer que el hidrógeno verde sea una apuesta arriesgada desde una perspectiva política, los análogos históricos también sugieren que las medidas políticas de emergencia podrían fomentar sustancialmente tasas de crecimiento más altas, acelerando el avance y aumentando la probabilidad de disponibilidad futura de hidrógeno.

Tales análogos incluyen situaciones de movilización en tiempo de guerra (p. ej., aviones estadounidenses o barcos Liberty en la Segunda Guerra Mundial), de inversiones públicas masivas y coordinación central (p. ej., energía nuclear en Francia o trenes de alta velocidad en China), o de despliegue impulsado por el mercado de innovaciones de TI altamente modulares con bajos requisitos de coordinación (por ejemplo, hosts de Internet o teléfonos inteligentes).

Invertir capital político con conocimiento creciente, equilibrando los riesgos restantes

El conocimiento sobre el hidrógeno, desde la disponibilidad hasta los costes finales, crecerá muy rápido en los próximos años, argumentan los autores. Fomentar inversiones rápidas en cadenas de suministro de hidrógeno verde que permitan tasas de crecimiento de electrólisis inusualmente altas ampliaría el espacio de viabilidad más allá de lo que se ha experimentado para análogos de energía como la eólica y la solar.

Esto podría romper el círculo vicioso de oferta incierta, demanda insuficiente e infraestructura incompleta, y convertirlo en un mecanismo de retroalimentación positiva, en el que cada componente refuerza a los demás. 

La escasez a corto plazo y la incertidumbre a largo plazo son dos caras de la misma moneda y podrían resolverse juntos a través de un apoyo político más fuerte que genere expectativas compartidas de rápido crecimiento, dicen los autores del estudio.

Según el estudio, las políticas que pongan en marcha un despliegue rápido de electrolizadores que brinden capacidades a escala de gigavatios en los próximos años podrían ayudar a desbloquear una innovación sustancial y efectos de escala y permitir que el hidrógeno verde satisfaga la demanda en sectores inaccesibles a la electrificación directa. Junto con la expansión de la electricidad renovable, podría mantener la ventana abierta para alcanzar un papel más amplio y destacado del hidrógeno en un sistema energético neutral para el clima.

Sin embargo, los hacedores de políticas deben ser conscientes de que sigue existiendo el riesgo de sobreestimar el potencial del hidrógeno verde, señala el estudio.

Incluso con desarrollos favorables en el futuro previsible, el suministro de hidrógeno será demasiado escaso para sustituir el uso de combustibles fósiles a gran escala. Se deberían priorizar los incentivos al hidrógeno en sectores donde no existen otras alternativas, como la industria pesada (por ejemplo, el acero), o el suministro eléctrico en horas de poca generación eólica y solar, pero no se puede utilizar el hidrógeno como excusa para retrasar el despliegue de otros opciones limpias fácilmente disponibles, como la movilidad eléctrica o las bombas de calor. 

Para reducir de manera efectiva las emisiones de gases de efecto invernadero y limitar los riesgos climáticos, debemos escalar todas las tecnologías cruciales de cero carbono.

Más información: Falko Ueckerdt, Probabilistic feasibility space of scaling up green hydrogen supply, Nature Energy (2022). DOI: 10.1038/s41560-022-01097-4www.nature.com/articles/s41560-022-01097-4

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