Lo que aún necesitas saber sobre el hidrógeno verde

En el artículo anterior, se respondieron algunas preguntas recurrentes sobre el hidrógeno verde, tema del programa Expand de Mitsidi, disponible en el enlace YouTube. A continuación, se ofrecen más respuestas a otras preguntas relevantes para el tema. ¿Cuáles son las barreras financieras para el hidrógeno verde? Actualmente, la mayor producción de hidrógeno es gris (a partir del gas natural), utilizada en las industrias petroquímicas, y para que el hidrógeno verde sea competitivo, debe alcanzar un valor cercano al gris, es decir, del orden de 2 dólares por kg/H2. En este contexto, Brasil puede actualmente producir hidrógeno verde por entre US$4 y US$3,8 por kg/H2, y las proyecciones futuras son prometedoras, destacando al país como uno de los principales exportadores de H2 en los próximos años, llegando a menos de US$1 por kilo antes de 2050, según un informe de Bloomberg NEF (Hydrogen Economy Outlook).

¿Cuáles son las principales políticas y estrategias nacionales que abordan el tema?

En cuanto a las estrategias nacionales, existen algunas referencias como el PNE 2050, que menciona al hidrógeno como un vector energético estratégico que necesita ser incentivado para la descarbonización en los próximos años. También existe la publicación de EPE “Bases para la consolidación de la estrategia brasileña del hidrógeno”, publicada en febrero de 2021, que presenta el panorama del hidrógeno, así como las posibilidades tecnológicas, consideraciones de costos y desafíos en el sector. El Programa Nacional del Hidrógeno también fue creado en julio de 2021 por el MME, en cooperación con el MCTI y el MDR, junto con el apoyo técnico de la EPE, que proporciona directrices para el establecimiento de un primer programa en Brasil, que establece 6 ejes temáticos.

Recientemente, también surgió un Proyecto de Ley, el PL 725/2022, que prevé la inserción del hidrógeno como fuente energética nacional y disposiciones para incentivar el uso de hidrógeno sostenible (producido a partir de fuentes solares, eólicas, biomasa, biogás e hidráulicas). Más información puede obtenerse en el enlace.

¿Cuáles son las principales iniciativas en Brasil para la producción y uso de hidrógeno verde?

Brasil es uno de los líderes en I+D+i en H2 en ALC, con varios centros de investigación como el Laboratorio de Hidrógeno (LabH2) de COPPE-UFRJ, el Laboratorio de Hidrógeno (LH2) de UNICAMP, el Centro de Investigación en Hidrógeno (NUPHI) del Parque Tecnológico Itaipú (PTI), creado por un acuerdo firmado entre Itaipú Binacional y Eletrobras, y finalmente el Grupo de Estudios del Sector Eléctrico (GESEL) del Instituto de Economía de la UFRJ.

En este sentido, en el sector público predominan las inversiones en proyectos (68%), utilizando principalmente recursos del Programa de I+D de ANEEL. A continuación, se presentan algunos ejemplos de estas convocatorias públicas:

• Denominada “Misión Estratégica de Hidrógeno Verde”, objeto de la alianza entre SENAI y CTG Brasil (uno de los líderes en generación de energía limpia en el país), la mayor convocatoria del país hasta la fecha centrada en H2 Verde, la acción apunta a soluciones en energías limpias con foco en producción, almacenamiento, distribución y nuevas fuentes, pero también en otras áreas que forman parte de la cadena del hidrógeno, como movilidad, industria y agricultura.

Fuente: CTGBrasil

• Convocatoria Estratégica de I+D de ANEEL “Desarrollo de Soluciones Eficientes de Movilidad Eléctrica” (2018): incluyó la búsqueda de proyectos que presenten soluciones para la movilidad eléctrica, como modelos de negocio, equipos, tecnologías, servicios, sistemas e infraestructura para apoyar el desarrollo y la operación de vehículos eléctricos o híbridos enchufables, baterías o celdas complementarias, incluyendo hidrógeno (ANEEL, 2019).
• Convocatoria Estratégica de I+D de ANEEL “Acuerdos Técnicos y Comerciales para la Inserción de Sistemas de Almacenamiento de Energía en el Sector Eléctrico Brasileño” (2016).

Fuente: Abragel (Asociación Brasileña de Generación de Energía Limpia)

• En esta convocatoria específicamente, se destacan algunos proyectos:
• Proyecto de Hidrógeno Furnas Centrais Elétricas S/A: Desarrollo de Sinergia entre fuentes hidroeléctricas y solares con almacenamiento de energía estacional e intermitente en sistemas de hidrógeno y electroquímicos – SHSBH2. Su concepto principal es el desarrollo de un sistema formado por varias tecnologías de generación y cogeneración de energía, incluyendo la energía solar fotovoltaica con instalación de paneles en el entorno y en el embalse, almacenamiento de energía vía hidrógeno, e interacciones con el área de la movilidad eléctrica, pudiendo incluir también aplicaciones energéticas no derivadas del hidrógeno proporcionadas a partir del proceso de electrólisis. (FURNAS, 2021)

Fuente: Eletrobras Furnas

• Proyecto de Almacenamiento de Energía CESP: un complejo de energías renovables alternativas (centrales solares y eólicas y sistemas de almacenamiento de energía) se desarrolla en la central hidroeléctrica Engenheiro Sergio Mota / Porto Primavera (UHE), que forma parte de los proyectos de Investigación, Desarrollo e Innovación (I+D+i) de la empresa. El objetivo es que el excedente de energía generada por fuentes hidroeléctricas y solares se convierta en hidrógeno verde mediante el proceso de electrólisis. El hidrógeno se almacena en tanques para su posterior uso en períodos secos y horas punta.
• Proyecto Unidad Piloto de Hidrógeno en la UHE Itaipú Binacional: Mediante una asociación entre Itaipú Binacional, Eletrobras y la Fundación Parque Tecnológico Itaipú (FPTI) y el apoyo del Centro Nacional de Referencia Energética del Hidrógeno (CENEH) de la Unicamp, el complejo de la UHE Itaipú inició sus operaciones a finales de 2014, junto con las operaciones de su planta experimental de hidrógeno. El objetivo principal del proyecto es aprovechar la energía que ya no se genera por el exceso de agua del embalse para abastecer una gran planta de producción de hidrógeno.
• Proyecto H2: Desarrollo de una plataforma de análisis técnico, económico y ambiental para las observaciones de la producción, almacenamiento, transporte y uso final del hidrógeno, que tiene como objetivo principal desarrollar una plataforma para evaluar las previsiones técnicas, ambientales y económicas de la producción, almacenamiento, transporte y uso final del hidrógeno azul y verde. El proponente del proyecto fue Guascor do Brasil Ltda.48, una empresa del grupo Siemens Ltda. grupo. y los responsables de la ejecución son el Grupo de Estudios del Sector Eléctrico (GESEL) del Instituto de Economía de la Universidad Federal de Río de Janeiro (IE/UFRJ) y el Instituto de Energía (IEPUC) de la Pontificia Universidad Católica de Río de Janeiro.

Además del uso de recursos nacionales, hay varios proyectos que están siendo financiados por inversiones externas, tales como:

• La construcción del Centro de Producción e Investigación de Hidrógeno Verde (CPPHV) en UNIFEI con recursos de la GIZ planea hacer de la universidad pionera en el desarrollo de tecnologías de producción de hidrógeno.
• Planta Piloto para la Producción de Combustible de Aviación Sostenible (SAF): La GIZ y el Centro Internacional de Energías Renovables (CIBiogás) se asociaron en abril/2022 para la construcción de una planta para la producción de SAF a partir de Biogás y H2 verde en Foz do Iguaçu, PR, proveniente de biomasa del sector agrícola.

¿Cuáles son los desafíos para la ¿Uso de hidrógeno verde a gran escala?

Aunque el hidrógeno se ha planteado como una posible alternativa energética desde la década de 1970, su uso se ha concentrado en aplicaciones muy específicas, como en el refino de petróleo o la producción de amoníaco. Pero este escenario ha cambiado debido a la bajada del coste de producción de hidrógeno verde, ya que la energía procedente de fuentes renovables se ha abaratado y la evolución de la tecnología de electrolizadores ha avanzado significativamente.

Además, existe un fuerte movimiento por parte de las naciones para cumplir las metas planteadas en el Acuerdo de París, y se prevé que solo el hidrógeno verde permitirá la descarbonización de algunos sectores, conocidos como grandes contaminadores, como la industria siderúrgica y la producción de fertilizantes.

Sin embargo, a pesar de la reducción de costes en los últimos años, el precio sigue siendo un reto para esta tecnología, ya que, actualmente, el H2 verde es de 2 a 3 veces más caro que el H2 azul, que a su vez es más caro que el H2 gris debido al proceso adicional de captura de carbono. Sin embargo, se espera que para 2030 los precios del H2 verde sean competitivos con otros tipos de H2.

Fuente (Coppe/UFRJ)

Por lo tanto, como los riesgos asociados a la volatilidad e inflamabilidad del hidrógeno en el proceso de distribución y almacenamiento de H2 son factores importantes, se están desarrollando formas para hacer este proceso más seguro, como licuar el gas, diluirlo en gas natural o agregarlo al amoníaco, pero esto implica un aumento de precio debido a los pasos adicionales que se crean. Para abordar esto, se tendrán en cuenta extensas fichas de evaluación de riesgos, como la figura a continuación tomada de Mapfre Global Risk.

Fuente: Inerco

Además, hay que pensar en cuestiones más allá de las técnicas, como, por ejemplo, garantizar que el agua utilizada en la producción de hidrógeno verde no interfiera en los niveles de abastecimiento de una población cercana a la planta de producción. O incluso, viabilizar la transición a la tecnología del hidrógeno de forma justa y equilibrada, sin generar un coste que impida a la población de menores ingresos participar de esta transición energética.

Como ejemplo de esta problemática social, en Estados Unidos se presentó un modelo de leasing de un camión de hidrógeno con un coste entre 5.000 y 7.000 dólares al mes (según información). Si intentamos extrapolar un modelo similar para Brasil, haciendo solo una conversión de moneda y sin considerar la diferencia de indicadores económicos entre los países, lo que aumentaría los costos en Brasil, y considerando un valor de flete entre 0,99 a 1,09 R$/eje/km (conforme informação), es posible estimar que demora entre 7,5 días y 11,5 días considerando que el El conductor del camión trabajará 11,5 horas de trabajo por día y de 10,75 días a 16,5 días con 8 horas de trabajo por día, lo que supone entre el 25% y el 73% del tiempo de trabajo mensual (dependiendo de si se consideran 22 o 30 días de trabajo por mes) para pagar el arrendamiento. Se trata de un coste elevado para una parte que se considera de gran importancia en el uso del hidrógeno.

Por lo tanto, existen varios desafíos para garantizar que el uso del hidrógeno en la transición energética sea exitoso, desde desafíos técnicos hasta desafíos sociales, y comprenderlos y resolverlos es esencial. Es importante comprender el papel del hidrógeno en la transición energética hacia una matriz carbono neutral y así asegurar qué desafíos deben tener su solución priorizada y cuál es el mejor camino para el futuro de esta tecnología.