El hidrógeno verde procedente de la electricidad renovable y los biocombustibles son especialmente valiosos para lograr la neutralidad climática. Pueden reemplazar los combustibles fósiles en la industria o el transporte de larga distancia donde la electrificación directa no es factible.
Sin embargo, incluso si las capacidades de producción crecen tan rápido como la energía eólica y solar, el suministro de hidrógeno verde sigue siendo escaso a corto plazo e incierto a largo plazo, según muestra un nuevo análisis publicado en la revista Nature Energy.
Es probable que el hidrógeno verde suministre menos del 1 % de la energía final a nivel mundial para 2035, mientras que la Unión Europea podría alcanzar la marca del 1 % un poco antes, alrededor de 2030.
En particular, el plan de la UE para 2030 de suministrar 10 millones de toneladas de hidrógeno verde con energía doméstica la capacidad estará fuera de su alcance, a menos que los formuladores de políticas puedan fomentar un crecimiento sin precedentes para las tecnologías energéticas. Para 2040, es más probable un gran avance hacia mayores acciones de hidrógeno verde, pero prevalecen grandes incertidumbres, lo que aumenta los riesgos de inversión actuales.
Sin embargo, la historia muestra que las medidas políticas de emergencia podrían generar tasas de crecimiento sustancialmente más altas, acelerando el avance y aumentando la probabilidad de disponibilidad futura de hidrógeno.
El H2 ha estimulado una oleada de entusiasmo en los últimos años y desempeña un papel fundamental en la facilitación de muchos escenarios de emisiones netas cero. “Gran parte del debate y la investigación en torno al hidrógeno ha girado en torno a cuestiones relacionadas con la demanda de aplicaciones, mercados y sectores adecuados. Pero hasta ahora ningún estudio analizó el cuello de botella de las posibles vías de expansión para la electrólisis, una tecnología de suministro en su infancia que necesita experimentar una rápida innovación y despliegue para liberar su potencial para la mitigación del cambio climático”, dijo el autor principal, Adrian Odenweller, del Instituto de Impacto Climático de Potsdam Research (PIK).
Se requiere una acción política decisiva
Los electrolizadores de hoy en día son en su mayoría pequeños y fabricados individualmente; sin embargo, la capacidad global debe multiplicarse por 6000-8000 para 2050 para contribuir a escenarios de neutralidad climática compatibles con el Acuerdo de París. Esto empequeñece el aumento de 10 veces requerido simultáneamente de energía renovable, que está fácilmente disponible y tiene un costo competitivo.
Usando una simulación por computadora de difusión de tecnología energética y explorando miles de mundos posibles, el equipo de investigación se sumergió profundamente en la probabilidad y viabilidad de aumentar las capacidades de electrólisis.
“El amplio éxito del hidrógeno verde no es en absoluto un hecho. Incluso con las capacidades de electrólisis creciendo tan rápido como la energía eólica y solar, existe una fuerte evidencia de escasez a corto plazo e incertidumbre a largo plazo en términos de disponibilidad de hidrógeno verde”, dice Falko Ueckerdt, coautor de PIK.
“Ambos impiden la inversión en infraestructura y usos finales del hidrógeno, lo que reduce el potencial del hidrógeno verde y pone en peligro los objetivos climáticos. No obstante, si bien esto podría hacer que el hidrógeno verde sea una apuesta arriesgada desde una perspectiva política, los análogos históricos también sugieren que las medidas políticas de emergencia podrían fomentar tasas de crecimiento sustancialmente más altas, acelerando el avance y aumentando la probabilidad de disponibilidad futura de hidrógeno”.
Tales análogos incluyen situaciones de movilización en tiempo de guerra (por ejemplo, aviones estadounidenses o barcos Liberty en la Segunda Guerra Mundial).
Invertir capital político con conocimiento
El conocimiento sobre el hidrógeno, desde la disponibilidad hasta los costos, crecerá muy rápido en los próximos años, argumentan los autores. Fomentar inversiones rápidas en cadenas de suministro de hidrógeno verde que permitan tasas de crecimiento de electrólisis inusualmente altas ampliaría el espacio de viabilidad más allá de lo que se ha experimentado para análogos de energía como la eólica y la solar.
“Esto podría romper el círculo vicioso de oferta incierta, demanda insuficiente e infraestructura incompleta, y convertirlo en un mecanismo de retroalimentación positiva, en el que cada componente refuerza a los demás. La escasez a corto plazo y la incertidumbre a largo plazo son dos caras de la misma moneda y podrían resolverse juntas mediante un apoyo político más sólido que genere expectativas compartidas de crecimiento rápido”, dice el coautor Gregory Nemet de la Universidad de Wisconsin-Madison.
Según el estudio, las políticas que pongan en marcha un rápido despliegue de electrolizadores que brinden capacidades a escala de gigavatios en los próximos años podrían ayudar a desbloquear una innovación sustancial y efectos de escala y permitir que el hidrógeno verde satisfaga la demanda en sectores inaccesibles a la electrificación directa. Junto con la expansión de la electricidad renovable, podría mantener la ventana abierta para alcanzar un papel más amplio y destacado del hidrógeno en un sistema energético neutral para el clima.
Sin embargo, los formuladores de políticas deben ser conscientes de que sigue existiendo el riesgo de sobrestimar el potencial del hidrógeno verde, señala el coautor de PIK, Gunnar Luderer.
"Incluso bajo desarrollos favorables en el futuro previsible, el suministro de hidrógeno será demasiado escaso para sustituir el uso de combustibles fósiles en un amplia escala. Los formuladores de políticas deberían priorizar los incentivos del hidrógeno en sectores donde no existen otras alternativas, como la industria pesada (por ejemplo, el acero), o el suministro de energía en horas de baja generación de electricidad eólica y solar. Sin embargo, el hidrógeno no puede usarse como excusa para retrasar el lanzamiento de otras opciones limpias fácilmente disponibles, como la movilidad eléctrica o las bombas de calor. Para reducir efectivamente las emisiones de gases de efecto invernadero y limitar los riesgos climáticos, debemos escalar todas las tecnologías cruciales de cero carbono con todo el esfuerzo.
Manel
11/09/2022