updated 8:45 AM, Aug 15, 2020 America/Bogota
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La estrategia europea de hidrógeno filtrado es muy ambiciosa

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Toyota H2En el panorama de las tecnologías de energía renovable, el potencial del hidrógeno se observa en varios sectores. Es lo que la AIE llama una tecnología de "integración". Promete desempeñar un papel intersectorial en todo el sistema energético, contribuyendo simultáneamente a la descarbonización de diversas maneras. Puede hacer que las fuentes de energía limpia sean más eficientes y aumentar la flexibilidad general del sistema. Lo que ha aumentado su atractivo, más allá de la necesidad básica de abordar el cambio climático, es la notable disminución del costo de las energías renovables, lo que hace que la producción a gran escala de hidrógeno bajo en carbono sea más factible. Estos factores han motivado un número creciente de planes y proyectos piloto en todo el mundo, alcanzando un punto alto de anuncios para nuevos proyectos el año pasado.
 
Ahora los contornos de cómo funcionará el hidrógeno en los sistemas energéticos futuros, y las vías para llegar allí, están empezando a aparecer. Una región de particular importancia es el norte de Europa.
 
Pero es un momento crítico en el que el impulso se ha desacelerado en gran parte debido a la pandemia. Con la recuperación, no es seguro que la inversión en aplicaciones de hidrógeno con bajo contenido de carbono siga creciendo. Se requerirán compromisos sólidos y específicos de las empresas y los gobiernos para estimular la demanda y fomentar los mercados.
 
Un énfasis cambiante
 
La producción mundial actual de hidrógeno bajo en carbono es una pequeña cantidad. Sin embargo, hay una actividad creciente en varios frentes, con nuevos proyectos piloto y de primeros proyectos comerciales que aparecen con un impulso sin precedentes hasta este año. Sugieren cómo el gobierno y las empresas darán a luz a los mercados limpios de hidrógeno.
 
Los expertos han notado un cambio en el énfasis. Hasta hace poco, el sector del transporte ha sido el centro de atención del hidrógeno limpio, con esfuerzos para desarrollar vehículos eléctricos de pila de combustible (FCEVs) y estaciones de reabastecimiento de hidrógeno. Se han logrado algunas ganancias impresionantes. Según la AIE, el mercado de la FCEV ha seguido expandiéndose especialmente en China, Japón y Corea. Y a finales de 2019, había 470 estaciones de reabastecimiento de hidrógeno en funcionamiento en todo el mundo, un aumento de más del 20% con respecto a 2018. Incluso ha habido la producción de dos trenes de pila de combustible por Alstom en Alemania, con más que el próximo año.
 
Pero el área de actividad se está expandiendo más allá del transporte. Los gobiernos y las empresas están trabajando juntos para aumentar el hidrógeno verde con proyectos en tecnologías clave de uso final y producción baja en carbono. Aunque el punto de partida es bajo, los nuevos proyectos son para el despliegue a gran escala de electrolizadores de cien megavatios. Tienen aplicaciones en la industria pesada, producción química, calor para las ciudades y el área tan importante de almacenamiento de energía.
 
Un vistazo a algunos proyectos importantes muestra el grado de planificación de la electrólisis a gran escala, aplicaciones industriales y el despliegue de redes de gas para transportar hidrógeno para múltiples propósitos. Estos aparecen en la Base de Datos de Proyectos de Hidrógeno de la IEA, que ofrece un registro completo de proyectos de hidrógeno bajo en carbono encargados, en planificación o construcción en todo el mundo durante los últimos veinte años. Se puede acceder a la base de datos en línea.
 
Nexo del norte de Europa
 
El énfasis cambiante se puede ver especialmente en el norte de Europa, donde ahora se encuentran grandes concentraciones de proyectos. Las energías renovables impulsarán a los electrolizadores para producir hidrógeno para las industrias de los centros industriales del norte. Otros proyectos se centran en la energía y el calor para los distritos urbanos. Las aplicaciones clave incluyen electrólisis a gran escala, captura de carbono, utilización y almacenamiento (CCUS), y utilización de redes de gas natural.
 
Algunos proyectos notables se describen brevemente aquí.
 
Electrolisis: Hay una serie de proyectos planificados para electrolizadores de hidrógeno que producirían hidrógeno a partir de electricidad descarbonizada. Los proyectos alemanes y franceses son líderes.
 
En Alemania, un proyecto de energía a gas en Emsland, en la región del Ruhr, ha sido llamado "Hybridge" por su capacidad para acoplar redes eléctricas y de gas. En una asociación con el operador de sistemas de transmisión Amprion y el operador de redes de gas Open Grid Europe (OGE), la electricidad procedente de energías renovables se convertirá, mediante electrólisis, en hidrógeno y metano. Las compañías desplegarán un electrolizador de 100 MW, con el hidrógeno resultante transportado por un gasoducto de hidrógeno OGE y la red de gasoductos existente en todo el Ruhr y más allá. Se prevé que el proyecto comience a funcionar en 2023.
 
En Francia, en la región de Les Hauts de France, alrededor de Dunkerque, uno de los proyectos de potencia a gas más ambiciosos del mundo construirá cinco unidades de producción de electrolizadores de hidrógeno de 100 MW durante cinco años. El proyecto, una asociación de la industria h2V de Francia y la noruega HydrogenPro, introducirá hidrógeno en la red de distribución de gas natural con el fin de descarbonizar el gas natural utilizado para la calefacción y la cocción, así como para el transporte.
 
Estos ambiciosos proyectos europeos tienen contrapartes de electrólisis a gran escala en América del Norte. Más notable es un proyecto de La Columbia Británica Renewable Hydrogen Canada (RH2C), que está respaldado por una utilidad del sector privado y los inversores. La compañía está planeando construir una gran planta de electrólisis en BC, para producir hidrógeno renovable a través de la electrólisis de agua alimentada por la energía hidroeléctrica local y serpentea fuera de las Montañas Rocosas. Mientras tanto, en los Estados Unidos, la investigación específica sobre la electrólisis para producir hidrógeno a partir de energías renovables se centra en la Oficina de Eficiencia Energética y Energías Renovables del Departamento de Energía.
 
Industria: La mayor parte de la demanda actual de hidrógeno está en la refinación de petróleo, el sector químico y la fabricación de acero. Por lo tanto, la principal oportunidad a corto plazo para reducir las emisiones en el sector industrial es desplazar el hidrógeno de combustibles fósiles con hidrógeno electrolítico producido a partir de fuentes renovables (hidrógeno «verde») o con CCUS (hidrógeno «azul»). Esto es factible en la producción de productos químicos como el amoníaco y el metanol y en el refinado de petróleo. Y el hidrógeno electrolítico está ganando impulso en la siderurgia, con una gran planta de demostración en construcción en Suecia que se espera que esté operativa para 2025.
 
El desarrollo de infraestructura que combina la producción de hidrógeno convencional con CCUS está avanzando en una amplia gama de aplicaciones. Según la AIE, seis proyectos con una producción anual total de 350 000 toneladas métricas de hidrógeno con bajo contenido de carbono estaban en funcionamiento a finales de 2019. Además, se han anunciado más de 20 proyectos que se pondrán en marcha en la década de 2020, en su mayor parte en los países del Mar del Norte.
 
Uno de esos proyectos, conocido como visión H, establecerá infraestructura de hidrógeno azul en la zona portuaria de Rotterdam en los Países Bajos. Consistirá en la producción de hidrógeno con CCUS en cuatro plantas de reforma al vapor, con una capacidad total de 15-20 toneladas métricas de producción de hidrógeno por hora. Producirán hidrógeno para plantas industriales en el puerto, con el CO2 resultante que se secuestrará en campos de gas agotados bajo el Mar del Norte o se utilizará en la producción química. El consorcio contiene 14 partes del puerto y otras en la cadena de proceso. A partir de un estudio de viabilidad de 2019, su objetivo es realizar el proyecto completo para 2030.
 
Red de gas: Según la AIE, varios proyectos en todo el mundo ya están inyectando hidrógeno en las redes de gas natural existentes. Es posible mezclar hasta un 20% de hidrógeno volumétrico en una red de gas con modificaciones mínimas o incluso nulas en la infraestructura o en los electrodomésticos del usuario final.
 
Un enorme proyecto piloto para convertir las redes de gas en hidrógeno en el norte de Inglaterra está siendo planeado ahora. Anunciado por primera vez en 2016, el proyecto H21 North of England (H21 NoE), es una colaboración de dos distribuidores británicos de gas, Northern Gas Networks y Cadent, y el de Noruega Equinor (anteriormente Statoil). Han producido un plan de hidrógeno que utilizará la infraestructura de distribución de gas natural existente que sirve a una región de 5 millones de habitantes, incluyendo varias grandes ciudades para usuarios domésticos e industriales, con aplicaciones que incluyen calor, energía y transporte.
 
Los planificadores del proyecto lo ven como una forma de lograr la "descarbonización profunda" que no se podía alcanzar solo con energía eléctrica renovable. Para ello se requerirá captura y almacenamiento de carbono (CCS). El papel de Equinor es construir una planta de producción de hidrógeno utilizando un proceso de reforma estándar con gas natural. El CO2 capturado será transportado en alta mar al almacenamiento submarino. Un gasoducto de transmisión de hidrógeno especialmente construido se conectará a las redes locales de distribución de gas. El nuevo gasoducto de transmisión es necesario porque la inyección de hidrógeno en los gasoductos es más difícil (aunque el Snam de Italia ya ha demostrado la viabilidad de mezclar hidrógeno hasta un 10% en las redes de transmisión de gas).
 
La ejecución del proyecto se producirá entre 2028 y 2034. Se prevé lograr una profunda descarbonización del 14% de la demanda de calor del Reino Unido para 2034. Su gran escala y su impacto significativo en las emisiones de carbono harán de H21 NoE la primera economía de hidrógeno a escala del mundo. En caso de que tenga éxito, se pondrá la base para expandir un sistema de este tipo en todo el Reino Unido, descarbonizando un gran porcentaje del calor, el transporte y la energía nacionales para 2050. De hecho, servirá de modelo para muchos otros países.
 
Un proyecto más modesto en Francia se llama GRHYD (Gestion des Réseaux par l'injection d'Hydrogéne pour Décarboner les énergies, es decir, gestión de la red a través de la inyección de hidrógeno para la descarbonización de la energía). Lanzado en 2018, está gestionado por la firma de servicios energéticos Engie con socios locales y el apoyo del gobierno francés. La fase actual es un proyecto de energía a gas que despliega energía renovable para mezclar hasta un 20% de hidrógeno en la red de gas natural para un distrito de Dunkerque. Está demostrando la viabilidad técnica de este enfoque para uso doméstico.
 
Un momento crítico
 
El mes pasado, la AIE publicó su Informe Especial anual de Perspectivas de energía mundial bajo el título "Recuperación sostenible". En ella, la agencia coloca el hidrógeno entre seis sectores clave en los que los gobiernos deberían centrarse para la recuperación económica, inscándoles a "impulsar la innovación en áreas tecnológicas cruciales, como el hidrógeno, las baterías, el CCUS y los pequeños reactores nucleares modulares".
 
Y en un reciente informe tracking Energy Integration 2020, la AIE llama al hidrógeno una de varias tecnologías de integración que son "cada vez más cruciales" para una transición energética baja en carbono. El informe señala que el año pasado se ha ido acumulando un importante impulso político, enumerando diez iniciativas internacionales y planes nacionales que aparecieron durante 2019. Estos incluyen debates de nivel superior del G20 y planes de fijación de objetivos por parte de Corea, Japón, Países Bajos, Australia y Canadá.
 
Es evidente que el movimiento del hidrógeno se encuentra en un momento crítico en el que se requiere la innovación continua. El papel del gobierno seguirá siendo importante, ya que las industrias en ciernes buscan ganar escala y encontrar mercados. Los gobiernos tendrán que prestar apoyo directo y específico a los proyectos que puedan lograr avances técnicos y de mercado. Y tendrán que ayudar a estimular la demanda en sectores donde aparecen buenas oportunidades a corto plazo.
 
El norte de Europa, donde los proyectos de hidrógeno con bajas emisiones de carbono están empezando a ganar una escala significativa, será una región importante a observar. El trabajo que se está produciendo en toda la región debería producir mejoras tecnológicas en una amplia gama de aplicaciones y ampliar el uso del hidrógeno a nuevas aplicaciones. El éxito en esta región ayudará a otros países y regiones a seguir perfeccionando sus estrategias y hojas de ruta del hidrógeno y establecerá objetivos realistas para el despliegue de tecnologías específicas.
 
Por Alan Mammoser por Oilprice.com