Los investigadores de la Universidad de Nueva Gales del Sur en Sydney (UNSW) han calculado los costos de producción de hidrógeno verde para revelar que Australia está en una posición privilegiada para aprovechar la revolución del hidrógeno verde, con su gran recurso solar y potencial de exportación.
Los investigadores identificaron los factores clave necesarios para reducir el costo del hidrógeno verde y que se vuelva competitivo con los otros métodos de producción de hidrógeno que utilizan combustibles fósiles.
En un artículo publicado en Cell Reports Physical Science, los autores muestran cómo diferentes factores afectan el costo de producir hidrógeno verde por electrólisis utilizando un sistema solar específico y sin usar energía adicional de la red.
Sin utilizar electricidad de la red, que es principalmente suministrada por electricidad de combustibles fósiles, este método produce hidrógeno con emisiones casi nulas. Estar libre de la red también significa que un sistema de este tipo podría implementarse en ubicaciones remotas con una buena exposición a la luz solar durante el año.
Los investigadores examinaron una variedad de parámetros que podrían afectar el precio final del hidrógeno verde, incluido el costo de los sistemas electrolizadores y solares fotovoltaicos (PV), la eficiencia del electrolizador, la luz solar disponible y el tamaño de las instalaciones.
En miles de cálculos que utilizaron valores asignados aleatoriamente para varios parámetros en diferentes escenarios, los investigadores encontraron que el costo del hidrógeno verde osciló entre $ 2,89 y $ 4,67 por kilogramo. Los investigadores dijeron que era posible llegar incluso a un precio más baratos, con escenarios propuestos que se acercan a los $ 2,50 por kilogramo, momento en el que el hidrógeno verde comienza a ser competitivo con la producción de combustibles fósiles.
El coautor del artículo, Nathan Chang, becario postdoctoral de la Escuela de Ingeniería de Energía Renovable Fotovoltaica de la UNSW, dice que un problema común cuando se trata de estimar los costos de desarrollar tecnología es que los cálculos se basan en suposiciones que solo pueden aplicarse a ciertas situaciones o circunstancias. Esto hace que los resultados sean menos relevantes para otras ubicaciones y no tiene en cuenta que el rendimiento y los costos de la tecnología mejoran con el tiempo.
“Pero aquí, en lugar de obtener un solo número calculado, obtenemos un rango de números posibles”, dice. Y cada respuesta en particular es una combinación de muchos parámetros de entrada posibles. Por ejemplo, tenemos datos recientes sobre el costo de los sistemas fotovoltaicos en Australia, pero sabemos que en algunos países pagan mucho más por sus sistemas. También hemos visto que los costes fotovoltaicos se reducen cada año. Así que colocamos valores de costo tanto más bajos como más altos en el modelo para ver qué pasaría con el costo del hidrógeno.
El coautor, Rahman Daiyan, del Centro de Capacitación ARC para la Economía Global del Hidrógeno y la Escuela de Ingeniería Química de la UNSW, dice que cuando examinaron los casos en los que el costo por kilogramo se acercaba a los 2 dólares estadounidenses, se destacaron ciertos parámetros.
“Los costos de capital de los electrolizadores y su eficiencia aún dictan la viabilidad del hidrógeno renovable”, dice. Y una forma crucial en la que podrían reducir aún más los costos sería utilizar catalizadores baratos basados en metales de transición en electrolizadores. No solo son más baratos, sino que incluso pueden superar a los catalizadores actualmente en uso comercial. "Estudios como estos proporcionarán inspiración y objetivos para los investigadores que trabajan en el desarrollo de catalizadores".
Todo suma
El sistema y el modelo de simulación de costos en sí fueron construidos por el estudiante universitario Jonathon Yates. "Utilizamos datos meteorológicos reales y calculamos el tamaño óptimo del sistema fotovoltaico para cada ubicación", dice. Luego vieron cómo esto cambiaría el precio en diferentes lugares del mundo donde se está considerando la electrólisis con energía solar. “Sabíamos que cada ubicación en la que se instalaría un sistema de este tipo sería diferente, requiriendo diferentes tamaños y teniendo que usar diferentes costos de componentes. La combinación de estos con las variaciones climáticas significa que algunas ubicaciones tendrán un potencial de costo menor que otras, lo que puede indicar una oportunidad de exportación".
Señala el ejemplo de Japón, que no tiene un gran recurso solar y donde el tamaño de los sistemas es generalmente muy limitado. “Por lo tanto, existe una diferencia de costos potencialmente significativa en comparación con las amplias regiones del interior de Australia, que tienen mucha luz solar”, dice Yates.
Los investigadores dicen que no es descabellado imaginar que las plantas de energía de hidrógeno a gran escala se vuelvan más baratas que las de combustibles fósiles en las próximas dos décadas. “Debido a que los costos de la energía fotovoltaica se están reduciendo, está cambiando la economía de la producción de hidrógeno solar”, dice Chang, quien añade: “En el pasado, la idea de un sistema de electrólisis remoto impulsado por energía solar se consideraba demasiado cara. Pero la brecha se reduce cada año y, en algunos lugares, habrá un punto de cruce más pronto que tarde".
Daiyan dice: “Con las mejoras tecnológicas en la eficiencia del electrolizador, la expectativa de menores costos de instalación de este tipo de sistemas, y los gobiernos y la industria dispuestos a invertir en sistemas más grandes para aprovechar las economías de escala, esta tecnología verde se está acercando a ser competitiva con la producción alternativa de hidrógeno con combustible fósil”.
Yates dice que es solo cuestión de tiempo hasta que el hidrógeno verde se vuelva más económico que el hidrógeno producido a partir de combustibles fósiles. “Cuando recalculamos el costo del hidrógeno usando las proyecciones de otros investigadores de los costos de electrolizadores y fotovoltaicos, es posible ver que los costos del hidrógeno verde bajen a tan solo 2,20 dólares por kg para 2030, lo que está a la par o más barato que el costo del hidrógeno producido por combustibles fósiles.
Y mientras esto sucede, países como Chile o Australia, con su gran recurso solar, y por qué no, también España, estarán bien posicionados para aprovechar la oportunidad. De hecho, Iberdrola anunciaba en la edición de ayer que invertirá 1.000 millones con Fertiberia para una ‘megaplanta’ en Huelva
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