La lucha contra el cambio climático se está convirtiendo, afortunadamente para todos, en una de nuestras prioridades, tanto del punto de vista medioambiental, como del político y económico. En este sentido, cada día que pasa nuevas empresas se suman a los objetivos de neutralidad climática empujando a transformar sus procesos hacia la utilización de más energías limpias, y por lo tanto disminuir sus emisiones. Además de por la mayor concienciación social, esto es debido a la dificultad que tienen muchas empresas para financiar sus planes de futuro sin los ajustes correspondientes, y adaptados a estos objetivos globales de neutralidad de emisiones. Por otro lado, nuestros gobiernos empujados por la presión de sus ciudadanos adoptan objetivos cada vez más ambiciosos de uso de energías renovables, aunque aún insuficientes.
Una de las herramientas fundamentales en el nuevo mix energético renovable es el hidrógeno verde. Debido a la intermitencia de nuestras fuentes de generación renovable y la dificultad de electrificación directa (la principal herramienta en nuestra estrategia de abandono de energías fósiles) de ciertos usos imprescindibles en nuestras sociedades modernas como pueden ser los fertilizantes o el acero, se nos plantea la necesidad de contar con un vector energético ya usado actualmente como es el hidrógeno. Este hidrógeno, actualmente contaminante ya que es producido mayoritariamente del gas natural es usado para la producción de fertilizantes, y para el procesado de nuestros combustibles en los procesos de refino. Afortunadamente este hidrógeno puede ser producido de forma completamente limpia a través de la llamada electrolisis del agua, por la cual la molécula de agua es dividida en moléculas de hidrógeno y de oxígeno a través de un aporte energético. Si este aporte energético proviene de energías renovables, nuestros proceso está totalmente libre de emisiones contaminantes.
Figura 1. Descarbonización de la Industria de la Unión Europea (UE) a través del Hidrógeno Verde donde se muestran las actuales emisiones debidas a tanto el uso de hidrógeno gris como de acero, así como los planes de la UE de producción de hidrógeno renovable.
La figura 1 nos muestra el uso actual en la UE del hidrógeno gris (aquel producido del gas natural) para la producción fundamentalmente de fertilizantes y para su uso en procesos de refino. Como se puede ver en la parte de arriba de la figura, actualmente existe un uso muy importante de hidrógeno gris, cuyos 8 millones de toneladas de hidrógeno al año necesarios para estos procesos significan unas emisiones de 200 millones de toneladas de CO2eq (7 % de las totales de la UE) y en la que están involucrados unos 300 mil empleos. Por otro lado, también podemos ver la importancia del acero en términos de emisiones y de empleo: 221 millones de toneladas de CO2eq (8 % de las totales de la UE) y 325 mil empleos. En términos de mercado se estima que tanto el hidrógeno gris y el acero producidos en la UE representan unos 40 000 millones de € al año, aproximadamente un 3 % del Producto Interior Bruto de la UE. En este sentido, la UE plantea unos planes de producción de hidrógeno renovable para 2030 de 20 millones de toneladas, de las cuales la mitad serían producidos de forma interna, y la otra mitad por medio de exportaciones. Estos planes de producción de hidrógeno verde suponen la instalación de unos 75 GW de potencia electrolizadora, los cuales necesitarán entre 150 y 200 GW de generación de energía renovable. Ni que decir tiene por tanto la importancia que tiene el alcance de estos objetivos para poder alcanzar nuestros objetivos climáticos de reducción de emisiones (un 15 % en total), mientras transformamos miles de puestos de trabajo imprescindibles para nuestra sociedad moderna.
Figura 2. Precios de la Energía Renovable y de la Electricidad en diferentes países de Europa, así como el Coste del Hidrógeno (LCOH) producido en España, Suecia y Alemania. También se muestran las diferentes infraestructuras planeadas en Europa para transportar hidrógeno.
Desafortunadamente, la producción de hidrógeno verde al igual que lo es la producción de electricidad renovable no es uniforme en todos los países de la Unión Europea, siendo muchísimo más económica en los países del norte y del sur europeo, que en los países del centro de Europa. La figura 2 nos muestra los precios de las diferentes energías renovables más predominantes en la actualidad en Europa (solar y eólica), así como los diferentes precios de la electricidad en dichos países. Mediante un cálculo de costes del hidrógeno verde producido (LCOH por sus siglas en inglés (Levelized Cost of Hydrogen), en donde se tienen en cuentan todos los costes asociados a la producción de dicho hidrógeno) podemos ver como la producción de hidrógeno es muy favorable en los países con bajos costes de la electricidad renovable como son España o Suecia (2,70 y 3,18 €/kg de H2 respectivamente) y no tan favorables en países con más dificultad de tener electricidad renovable barata y abundante como Alemania (4,07 €/kg). Al mismo tiempo y debido al alza de los precios del gas natural de los últimos meses por la Guerra de Ucrania, este hidrógeno producido en España y Suecia no es sólo más seguro en término de cadena de suministro sino más económico que el hidrógeno gris actual (en torno a 3,5 €/kg de H2). Por otro lado, en Europa existe una necesidad asimétrica de hidrógeno, siendo Alemania y muchos países del centro de Europa grandes demandantes de este hidrógeno tanto para reemplazar sus usos de hidrógeno gris actuales como para producir acero. De esta forma, podemos comprender la necesidad de llevar hidrógeno (a través del H2Med por ejemplo) de los sitios donde podemos producir de forma competitiva hidrógeno verde, y al mismo tiempo la oportunidad que supone para países como España, cuya oportunidad se dibuja como de las mejores de las últimas décadas. Gracias a producir hidrógeno verde de forma cada vez más competitiva por nuestro acceso cada vez mayor a energías renovables baratas y abundantes podemos tanto descarbonizar nuestros procesos internos ya establecidos, como exportar a otros países en un mercado interno europeo del hidrógeno verde.
Por último, es importante comprender la oportunidad reindustrializadora que plantea el hidrógeno verde para España gracias a la capacidad de este hidrógeno verde de producir productos de alto valor añadido como son fertilizantes y acero verde pero también combustibles sintéticos como metanol. Por otro lado, muchos de los componentes necesarios para desarrollar las tecnologías de electrolisis necesarias para la producción de estos millones de toneladas de hidrógeno se pueden construir en España de forma muy competitiva debido, otra vez, a nuestro menor precio de la energía. Debemos comprender que muchas de las fábricas de producción de dichos electrolizadores están aún por establecerse, con lo que países como España representa un muy buen lugar en donde plantearse su localización. Combinando estos esfuerzos con buenas políticas de I+D que nos permitan contribuir a la mejora de todas estas tecnologías, debido a la esperada mejora de sus prestaciones y de sus costes por el descubrimiento de mejores materiales y procesos de fabricación, pueden hacer de España una potencia en esta pata tan importante del nuevo mix energético renovable que es el Hidrógeno Verde. No dejemos pasar este tren, ya que si no en unos años nos lamentaremos como hacemos ahora con la oportunidad pérdida con los paneles fotovoltaicos.
Publicado en LinkedIn el 31 de Enero de 2023.