Hidrógeno verde: combustible innovador clave en la transición energética
Considerando que el hidrógeno verde es una energía que no emite gases de efecto invernadero, esto lo posiciona como una oportunidad clave para el esfuerzo de la descarbonización. Este tipo de hidrógeno es producido vía un proceso de electrolizador de membrana electrolítica de polímero (PEM), ya que usa agua y energías renovables como la eólica y la fotovoltaica. Tiene utilidad para la generación de energía en pilas o en celdas de combustible para vehículos, o para inyectarse en la red de gas y usarse asimismo en el transporte, la industria o los sectores residencial y comercial. Igualmente, este hidrógeno tiene la capacidad de utilizarse para producir metano sintético al combinarse con el CO2 capturado en los procesos industriales [1].
La consultora McKinsey & Company prevé, que el hidrógeno representará el 50 % del crecimiento de la demanda de energía entre 2035 y 2050, cuando el sector madure a nivel global [2]. En cuanto a la motivación de la comunidad internacional a desarrollar e implementar el hidrógeno verde, coinciden en la intención de usar el combustible renovable para suplir sus demandas energéticas, eliminar su huella de carbono y crear una opción con costos estables. Los Estados europeos han tomado el hidrógeno verde como herramienta contra el cambio climático, a favor de la descarbonización y de la economía innovadora.
Para lograr lo antes expuesto, han dispuesto una inversión de EUR €723.800 millones para cumplir los objetivos de los Estados referente al hidrógeno verde [3]. Y en esto destacan las industrias que disponen de los beneficios y diferentes aplicaciones del hidrógeno, cuyas cantidades incrementan cada vez más. Actualmente, se estima que los principales sectores consumidores de esta fuente son las refinerías (45 %), seguidas de la industria de producción de amoníaco (34 %) y de otros químicos (12 %), en contraste a aquellos sectores donde se empieza a utilizar el hidrógeno verde, como el transporte, los cuales suponen menos del 0.1 % de la demanda total [4]. Esto claramente indica que el hidrógeno seguirá incrementando exponencialmente en demanda y uso en los años por venir.
El hidrógeno verde, en conjunto con otras energías renovables, es una oportunidad para lograr una autonomía energética estable, libre de conflictos geopolíticos y amigable a los Objetivos de Desarrollo Sostenible. Debido a su capacidad de exportación a países desarrollados, el hidrógeno verde se proyecta potencialmente a sustituir la importación del gas natural. Australia se toma de ejemplo, al crear un fondo de USD $192 millones australianos para promover el desarrollo de proyectos de hidrógeno, tanto para la exportación a mercados en crecimiento, como para satisfacer la demanda interna. En vista de estas ventajas, el hidrógeno también representa una oportunidad para América Latina en su propia transición energética, mientras genera divisas a través de su exportación [5].
Para asegurar una relación favorable entre el hidrógeno verde y las energías renovables como la solar y eólica, se debe primero asegurar un buen manejo y producción de energías renovables en el país. República Dominicana cuenta con un alto potencial de desarrollo de generación solar, con niveles de GHI promedio entre los 5 kWh/m2/día y 7 kWh/m2/día. También cuenta con gran potencial eólico, teniendo zonas del país donde se alcanzan factores de capacidad por encima del 30 %. Para el año 2030 se tiene el objetivo de abastecer el 30 % de la demanda eléctrica del país con Energías Renovables No Convencionales (ERNC). Esto sería la base de energía renovable que necesita un país para poder invertir en fuentes de energía descarbonizantes como el hidrógeno verde.
Actualmente, sus usos locales varían. Se utiliza como refrigerante en alternadores de centrales eléctricas, en la fabricación de margarina en la industria alimenticia y en los procesos de desnitrificación e hidrodesulfuración en la refinación de petróleo. El hidrógeno utilizado en estas aplicaciones es importado de EE. UU., Brasil, Puerto Rico y otros países. Para un Costo Nivelado de Hidrógeno (LCOH) más bajo se pueden crear estrategias como la construcción de plantas híbridas (eólica-FV), que permitan una mayor utilización del electrolizador. Ante este escenario, la IEA (International Energy Agency) estima, que al año 2050 el costo del hidrógeno verde en la República Dominicana puede alcanzar valores de entre 1.4 y 1.6 USD/kgH₂.
Una forma de almacenar el hidrógeno es en la red de gas natural, que representa una gran ventaja, pues se trata de una infraestructura existente, lo que hace que almacenar grandes cantidades de hidrógeno resulte más rentable [6]. Es importante notar, que se han hecho grandes esfuerzos y avances en la transportación logística del hidrógeno marítimo y se proyecta que la continua innovación en proyectos de hidrógeno habilitará su transporte en barco, como se hace con el gas natural.
Se proyecta, que el implementar hidrógeno verde en el país puede llegar a reemplazar combustibles fósiles en varias industrias contaminantes. En la industria del cemento y la cerámica, el hidrógeno podría ser utilizado en hornos para reemplazar combustibles fósiles como coque, carbón y gas natural. En cuanto a la industria química, tiene gran potencial para producir amoníaco, el cual es utilizado como materia prima para la fabricación de fertilizantes en el país. En el sector transporte, encuentra aplicaciones potenciales en camiones de carga pesada como camiones recolectores y mineros. En el sector eléctrico, el hidrógeno podría utilizarse para generación eléctrica a través de turbinas de ciclo combinado o de gas adecuadas para operar con ciertas concentraciones de hidrógeno.
Otra aplicación de lo antes indicado es su uso para almacenamiento de energía estacional, donde resulta más viable que el uso de baterías. En fin, el hidrógeno verde tiene gran posibilidad de uso en la República Dominicana. Considerando los avances que muestra indiscutiblemente el país en energías renovables, además de la proyección de disminución de costos de producción del hidrógeno verde, se deduce que la inversión en plantas híbridas (eólica-FV) sería una gran oportunidad económica y excelente medida medioambiental para el país.
Publicado en Revista Factor de Éxito.
Fuentes bibliográficas
[1] GIMÉNEZ, J. C. “La hora del hidrógeno verde”. Gas renovable, 153, 2019, pp. 24-30. [En línea]. Disponible en ciberpágina https://www.gasrenovable.org/docs/hidrogeno_renovable/Reportaje-La_hora_del_Hidrogeno_verde.pdf.
[2] MCKINSEY & COMPANY. Global Energy Perspective 2021, 2021. [En línea]. Disponible en ciberpágina https://www.mckinsey.com/~/media/McKinsey/Industries/Oil%20and%20Gas/Our%20Insights/Global%20Energy%20Perspective%202021/GlobalEnergy-Perspective-2021-final.pdf.
[3] COMISIÓN EUROPEA. Guidance to Member States: Recovery and Guidance Plans (1/2). Bruselas: SWD 12 final. [En línea]. Disponible en ciberpágina https://ec.europa.eu/info/ sites/default/files/document_travail_service_part1_v2_en.pdf [consulta: 22 de enero de 2021].
[4] HYDROGEN EUROPE. Clean Hydrogen Monitor 2020, 2022. [En línea]. Disponible en ciberpágina https://www.hydrogeneurope.eu/node/1691.
[5] HALLAK, M. et al. Oportunidades del hidrógeno verde para América Latina: ¿será este un mecanismo para exportar renovables? Banco Interamericano del Desarrollo (BID). [En línea]. Disponible en ciberpágina https://blogs.iadb.org/energia/es/oportunidades-del-hidrogeno-verde-para-america-latina/ [consulta: 20 de julio de 2020].
[6] ARANEDA ORELLANA, R. Estudio técnico y económico de una planta de producción de hidrógeno verde para exportación a países industrializados, 2022. [En línea]. Disponible en ciberpágina https://repositorio.uchile.cl/handle/2250/186625.