El arcoíris del hidrógeno

El hidrógeno tiene un enorme potencial como combustible para ayudar a lograr un futuro cero neto. No emite carbono cuando se quema y ofrece un sustituto más limpio de los combustibles fósiles para la generación de energía y la calefacción. Es una alternativa particularmente atractiva para los sectores difíciles de descarbonizar, donde los reemplazos de los combustibles fósiles son pocos y distantes entre sí.

La alta densidad de energía del hidrógeno significa que tiene un enorme potencial para desplazar al carbón por una producción de acero más ecológica , por ejemplo. En el sector del transporte, parece estar listo para su adopción en el transporte pesado, el transporte marítimo y la aviación, posiblemente a través de la conversión en un combustible sintético. También tiene un inmenso potencial como medio de almacenamiento de energía de larga duración.

Wood Mackenzie pronostica que la demanda mundial de hidrógeno aumentará entre dos y seis veces entre ahora y 2050. Según su escenario de transición energética acelerada (AET-1.5), la demanda de hidrógeno con bajas emisiones de carbono alcanza los 649 millones de toneladas (Mt) para 2050, con casi 150 Mt de las negociadas en el mercado marítimo. Esa es una gran oportunidad.

Pero no todo el hidrógeno se crea igual: hay un verdadero arcoíris de variedad. Entonces, ¿en qué tipo de hidrógeno le gustaría invertir? ¿Cómo se distyingue el hidrógeno verde del azul? ¿Qué hace que el hidrógeno sea gris? ¿Y qué es todo eso de rosa, amarillo y turquesa? Bridget van Dorsten y Flor lucía de la Cruz, analistas de Investigación, Hidrógeno y Tecnologías Emergentes en Wood Mackenzie, han realizado esta breve guía para decodificar el arcoíris de hidrógeno.

Hidrógeno verde

El hidrógeno verde es el santo grial del mundo del hidrógeno. Es hidrógeno producido con energía renovable y electrólisis, lo que significa que no produce emisiones nocivas.

Por supuesto, no es fácil ser ecológico: la producción es costosa actualmente, pero será más fácil a medida que bajen los precios de las energías renovables y las fuentes de energía renovables se generalicen. Esperamos que el mercado de hidrógeno verde eclipse a todos los demás, de modo que representen menos del 20% del mercado total de hidrógeno para 2050.

Hidrógeno azul

El hidrógeno azul se produce principalmente a partir de gas natural en un proceso llamado reformado con vapor (donde el gas se encuentra con el vapor y crea hidrógeno). Este proceso también crea dióxido de carbono, que es lo que lo diferencia del hidrógeno verde.

Dado que el hidrógeno azul es simplemente un hidrógeno de "bajo contenido de carbono", la captura y almacenamiento de carbono (CCS) es esencial. El hidrógeno azul es considerablemente más barato de producir que el verde en países como EEUU y Canadá, que tienen gas natural barato en este momento, aunque se espera que esto cambie a medida que los precios de las energías renovables sigan bajando.

Hidrógeno gris

El hidrógeno gris es hidrógeno producido a partir de reformadores de metano con vapor (SMR) en los sectores de amoníaco, refino y metanol.

Como subproducto, el hidrógeno gris no se produce desde cero y no se puede sustituir por completo con hidrógeno bajo en carbono. Los 13 Mt de hidrógeno producidos actualmente por las refinerías se reducirán a alrededor de 11 Mt para 2050. Esto se debe a la reducción de la demanda de petróleo y la evolución de refinerías más integradas que consumen más hidrógeno como subproducto.

Hidrógeno negro

El hidrógeno negro se produce utilizando carbón bituminoso negro: es el polo opuesto del hidrógeno verde en términos de emisiones de carbono.

Hidrógeno marrón

Un primo hermano del hidrógeno negro, el hidrógeno marrón se produce utilizando carbón marrón o lignito. También libera importantes emisiones de carbono.

De hecho, las emisiones gaseosas del hidrógeno marrón son tan similares a las del hidrógeno negro que los términos a veces se usan indistintamente para describir cualquier hidrógeno producido con combustibles fósiles.

Hidrógeno amarillo

Hidrógeno amarillo es el término utilizado para describir el hidrógeno producido por electrólisis, alimentado por energía solar. Está a la altura del hidrógeno verde en el frente de la credencial de carbono y, de hecho, se podría argumentar que el amarillo es un tono de verde en el espectro de color del hidrógeno.

Países como Australia, con vastas extensiones de tierra bañada por el sol y un historial comprobado en la comercialización de proyectos energéticos complejos, tienen un enorme potencial para la producción de hidrógeno con energía solar.

Hidrógeno turquesa

El hidrógeno turquesa es el nuevo chico del bloque, creado en un proceso llamado pirólisis de metano, que también crea carbono sólido. Por lo tanto, a diferencia del hidrógeno azul, CCS no necesita capturar el carbono resultante, que puede usarse para fabricar otros productos, como fertilizantes.

Sin embargo, el proceso aún se encuentra en la etapa experimental y aún no se ha probado a gran escala.

Hidrógeno rosa

El hidrógeno rosa, como el verde, se crea por electrólisis, pero funciona con energía nuclear en lugar de energías renovables. Solo para confundir las cosas, a veces se le llama hidrógeno púrpura o rojo.

Hidrógeno blanco o dorado

A pesar de su colorida reputación, el hidrógeno natural es en realidad incoloro. El hidrógeno geológico, conocido como hidrógeno blanco o, a veces, dorado, se produce en la corteza terrestre y se encuentra en depósitos subterráneos, a menudo a través del fracking. Actualmente no existe una estrategia a gran escala para aprovechar este recurso.

¿Es hora de deshacerse del arcoíris?

El arco iris de hidrógeno es útil, hasta cierto punto, para facilitar las conversaciones sobre el futuro de la industria. Pero, ¿es hora de deshacerse del arcoíris y centrarse en cambio en la intensidad del carbono? ¿Qué sucede con el hidrógeno producido por electrólisis pero conectado a la red? Si la red está en Polonia, que depende en gran medida del carbón, o en Brasil, donde hay una alta penetración de las energías renovables, ¿cuál es la intensidad de carbono del hidrógeno en cada caso?

Hay diferentes emisiones asociadas con cada red, y esas diferencias son cada vez más importantes en la forma en que se clasifica el hidrógeno. La Organización de Hidrógeno Verde lanzó su Estándar de Hidrógeno Verde en mayo de 2022, por ejemplo. Requiere que los proyectos operen a <= 1 kg CO2e por kg H2 para que un proyecto sea certificado bajo el esquema.

El CertifHy de la UE es más indulgente, con un umbral de 4,4 kgCO2e/kg H2. Sin embargo, es probable que el plan RePowerEU de la Comisión Europea y los actos delegados asociados afecten el umbral actual bajo CertifHy, lo que podría reducirlo en el futuro. Otros países están siguiendo esta ruta y estableciendo calculadoras de emisiones de hidrógeno y umbrales para hidrógeno 'bajo en carbono' o 'limpio'.

Este enfoque en la intensidad del carbono seguirá evolucionando. Las emisiones asociadas con la conversión de hidrógeno, el transporte y la reconversión a hidrógeno también deben considerarse como parte de una discusión más amplia sobre cómo es realmente el hidrógeno 'verde'.

Fuente: Wood Mackenzie