ACTUALIDAD. Revisión mundial del desarrollo de proyectos de hidrógeno. Informe AIE

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19 octubre 2022.- La demanda de hidrógeno está creciendo, con señales positivas en aplicaciones clave La demanda de hidrógeno alcanzó los 94 millones de toneladas (Mt) en 2021, recuperándose por encima de los niveles previos a la pandemia (91 Mt en 2019) y conteniendo una energía equivalente a aproximadamente el 2,5 % del consumo de energía final mundial.

La mayor parte del aumento provino de los usos tradicionales en el refino y la industria, aunque la demanda de nuevas aplicaciones creció a unas 40.000 toneladas (un 60 % más que en 2020, aunque partiendo de una base baja). Algunas nuevas aplicaciones clave para el hidrógeno están mostrando signos de progreso.

Los anuncios de nuevos proyectos siderúrgicos están creciendo rápidamente solo un año después de la puesta en marcha del primer proyecto de demostración para el uso de hidrógeno puro en la reducción directa de hierro. La primera flota de trenes de pilas de combustible de hidrógeno comenzó a operar en Alemania.

También hay más de 100 proyectos piloto y de demostración para el uso de hidrógeno y sus derivados en el transporte marítimo, y las principales empresas ya están firmando alianzas estratégicas para asegurar el suministro de estos combustibles. En el sector energético, el uso de hidrógeno y amoníaco está atrayendo más atención; los proyectos anunciados acumulan hasta casi 3,5 GW de capacidad potencial para 2030.

Teniendo en cuenta las políticas y medidas que los gobiernos de todo el mundo ya han implementado, se estima que la demanda de hidrógeno podría llegar a 115 Mt para 2030, aunque menos de 2 Mt provendrían de nuevos usos.

Esto se compara con los 130 Mt (25 % de nuevos usos) que se necesitarían para cumplir con los compromisos climáticos existentes presentados por los gobiernos de todo el mundo hasta ahora, y con casi 200 Mt necesarios para 2030 para estar en camino de cero emisiones netas para 2050. 

La cartera de proyectos para la producción de hidrógeno de bajas emisiones continúa expandiéndose aunque gran parte del aumento en la demanda de hidrógeno en 2021 se cubrió con hidrógeno producido a partir de combustibles fósiles sin disminuir, lo que significa que no hubo ningún beneficio para mitigar el cambio climático.

La producción de hidrógeno de bajas emisiones fue inferior a 1 Mt en 2021, procedente prácticamente en su totalidad de plantas que utilizan combustibles fósiles con captura, aprovechamiento y almacenamiento de carbono (CCUS). Sin embargo, la cartera de proyectos para la producción de hidrógeno de bajas emisiones está creciendo a una velocidad impresionante.

Si se realizaran todos los proyectos actualmente en curso, para 2030 la producción de hidrógeno de bajas emisiones podría alcanzar 16-24 Mt por año, con 9-14 Mt basados ​​en electrólisis y 7-10 Mt en combustibles fósiles con CCUS (tecnologías de captura de CO2).

En el caso de la electrólisis, la realización de todos los proyectos en tramitación podría conducir a una capacidad instalada de electrolizadores de 134-240 GW para 2030, con el extremo inferior del rango similar a la capacidad renovable total instalada en Alemania y en el extremo superior en toda Latinoamérica.

Cumplir los compromisos climáticos de los gobiernos requeriría 34 Mt de producción de hidrógeno de bajas emisiones por año para 2030; un camino compatible con alcanzar cero emisiones netas para 2050 a nivel mundial requeriría alrededor de 100 Mt para 2030.

Una parte importante de los proyectos se encuentran actualmente en etapas avanzadas de planificación, pero solo unos pocos (4%) están en construcción o han llegado a la decisión final de inversión (FID). Entre las razones clave se encuentran las
incertidumbres sobre la demanda, la falta de marcos regulatorios y de infraestructura disponible para entregar hidrógeno a los usuarios finales.

La expansión de la capacidad de fabricación de electrolizadores es fundamental para el despliegue de las cadenas de suministro de hidrógeno. Se necesitan electrolizadores que utilicen electricidad de bajas emisiones para producir hidrógeno de bajas emisiones. La capacidad de fabricación de electrolizadores es de casi 8 GW/año y, según los anuncios de la industria, podría superar los 60 GW/año para 2030.

Esto sería suficiente para cumplir con los objetivos gubernamentales actuales para el despliegue de electrólisis, pero la construcción depende de que los objetivos gubernamentales se traduzcan en proyectos del mundo real más allá de la cartera de proyectos actual.

Aunque se espera que la cartera de proyectos continúe creciendo en los próximos años, es necesario brindar apoyo temprano a los proyectos para garantizar que lleguen a FID y se amplíen.

El análisis actual sugiere que con los precios vigentes de la energía fósil, el hidrógeno renovable ya podría competir con el hidrógeno de los combustibles fósiles en muchas regiones, especialmente aquellas con buenos recursos renovables y que deben importar combustibles fósiles para satisfacer la demanda de producción de hidrógeno.

Por supuesto, existe incertidumbre sobre cómo se desarrollará esto en los próximos años. Pero si se realizan los proyectos de electrolizadores en trámite y se lleva a cabo la ampliación planificada de las capacidades de fabricación, los costes de los electrolizadores podrían caer alrededor de un 70% para 2030 en comparación con la actualidad.

Combinado con la caída esperada en el coste de la energía renovable, esto puede reducir el costo del hidrógeno de origen renovable a un rango de USD 1,3-4,5/kg H2 (equivalente a USD 39-135/MWh). El extremo inferior de este rango se encuentra en regiones con buen acceso a la energía renovable donde el hidrógeno renovable ya podría ser estructuralmente competitivo con los combustibles fósiles sin disminuir.

Se podrían comercializar grandes volúmenes de hidrógeno para fines de la década si las barreras se abordan pronto. El primer envío mundial de hidrógeno licuado de Australia a Japón tuvo lugar en febrero de 2022, un hito clave en el desarrollo de un mercado internacional de hidrógeno.

Con base en los proyectos orientados a la exportación en desarrollo, se estima que se podrían exportar 12 Mt de hidrógeno anualmente para 2030, y se planea que 2,6 Mt/año entren en funcionamiento para 2026. Casi todos estos planes de proyectos de hidrógeno orientados a la exportación se han anunciado en el últimos dos años, con la mayoría de los proyectos que han identificado un portador de hidrógeno eligiendo el amoníaco como la opción preferida.

Sin embargo, los acuerdos de compra e importación están rezagados con respecto a la escala de las exportaciones planificadas: solo 2 Mt H2/año han asegurado un cliente o un cliente potencial. Los desarrolladores e inversores de proyectos se enfrentan a una gran incertidumbre en un mercado naciente y muchos gobiernos aún tienen que implementar políticas específicas de comercio de hidrógeno, que son necesarias para el desarrollo exitoso de los proyectos.

La cooperación internacional es vital para facilitar la alineación e identificar las barreras que podrían retrasar el desarrollo de un mercado de hidrógeno. 

La crisis energética mundial: ¿un impulso adicional para el hidrógeno?

La crisis energética mundial subraya la necesidad de políticas para alinear las necesidades de seguridad energética con los objetivos climáticos. El hidrógeno puede contribuir a la seguridad energética al disminuir la dependencia de los combustibles fósiles, ya sea reemplazando los combustibles fósiles en aplicaciones de uso final o cambiando la producción de hidrógeno a base de combustibles fósiles a hidrógeno renovable.

El desarrollo de un mercado internacional de hidrógeno puede aumentar adicionalmente la diversidad de posibles proveedores de energía, mejorando la seguridad energética para los países importadores de energía en particular.

Si los gobiernos implementan políticas ambiciosas para cumplir con sus compromisos climáticos, el hidrógeno podría ayudar a evitar 14 bcm/año de uso de gas natural, 20 Mtce/año de carbón y 360 kbd de uso de petróleo para 2030, equivalente a más que el suministro actual de combustibles fósiles de Colombia. 

La industria pesada, el transporte pesado por carretera y el transporte marítimo ofrecen las mayores oportunidades para generar ahorros en combustibles fósiles y emisiones.

Existen oportunidades y desafíos con la reutilización de infraestructura para el uso de hidrógeno La reutilización de gasoductos de gas natural para la transmisión de hidrógeno puede reducir los costes de inversión entre un 50 y un 80 %, en relación con el desarrollo de nuevos gasoductos. Hay proyectos en desarrollo para reutilizar miles de kilómetros de tuberías de gas natural al 100% de hidrógeno.

Sin embargo, la experiencia práctica es limitada y será necesaria una importante reconfiguración y adaptación. Los gobiernos, particularmente en Europa, están considerando reutilizar las terminales de gas natural licuado (GNL), aunque las oportunidades dependen de si finalmente recibirán hidrógeno o amoníaco.

Los estudios iniciales indican que la reutilización para aceptar amoníaco puede ser posible con un 11%-20% adicional de los costes de inversión de una nueva terminal de GNL. La reutilización de terminales de GNL para hidrógeno licuado enfrenta mayores desafíos técnicos debido a las necesidades de temperatura mucho más bajas, lo que limita la reutilización de los equipos existentes.

Esto tiene importantes implicaciones de costes. El tanque de GNL por sí solo representa alrededor de la mitad del costo de una inversión en una terminal de GNL y un tanque de almacenamiento de hidrógeno licuado de nueva construcción para reemplazarlo puede ser un 50 % más costoso que un tanque de GNL.

Todavía no hay experiencia en la conversión de terminales de GNL existentes a amoníaco o hidrógeno, lo que hace que las estimaciones de costos sean inciertas. La incertidumbre con respecto a la escala de la demanda futura de hidrógeno y sus derivados puede limitar la adopción de nuevos terminales que pueden estar preparados para hidrógeno o amoníaco.

A medida que se intensifica la acción política, el enfoque debe pasar a la implementación

Los gobiernos continúan considerando el hidrógeno como un pilar de sus estrategias del sector energético: se han adoptado nueve nuevas estrategias nacionales desde septiembre de 2021, lo que eleva el número total a 26.

Algunos países están avanzando al siguiente paso mediante la implementación de políticas concretas, con un enfoque particular para apoyar proyectos a escala comercial para la producción e infraestructura de hidrógeno de bajas emisiones (por ejemplo, los Proyectos Importantes de Interés Común Europeo de la UE, la Ley de Reducción de la Inflación de los EE.UU. y la Iniciativa H2Global ).

Sin embargo, todavía no hay suficiente actividad política para crear demanda de hidrógeno, que es fundamental para asegurar los acuerdos de compra. La falta de creación de demanda puede dificultar las decisiones finales de inversión.

Fuente: Agencia Internacional de la Energía. "Global Hydrogen Review 2022", September 22, 2022

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