Por qué Japón apuesta por el hidrógeno

El entusiasmo de Japón por el hidrógeno deja perplejos a propios y extraños, y es que a mucha gente no le llama la atención "construir una economía en base al hidrógeno". "Para entender la posición de Japón, uno debe entender la situación de Japón. En la medida en que todas las políticas son locales, todas las políticas también lo son, y los legisladores japoneses se encuentran en un lugar muy diferente al de sus colegas de la OCDE". Quien así se expresa es Matthew Klippenstein, director de Electron Communications, una consultoría centrada en tecnologías limpias, que participó  recientemente en la Tokyo World Smart Energy Expo, y explicaba su tesis en un artículo en el portal de energía GreenTech Media (GTM).

En la reciente Tokyo World Smart Energy Expo, se  realizaron importantes exhibiciones de fotovoltaica, eólica, baterías, redes inteligentes, biomasa y pilas de combustible, pero la exposición también incluyó la energía térmica de próxima generación. Y no es porque Japón esté empeñada en ir contracorriente, sino que tiene una explicación que se apoya en la actual situación energética en el imperio del sol naciente.

Fuerte dependencia de las importaciones de combustibles fósiles

La dependencia casi total de Japón de la importación de combustibles fósiles para su energía primaria condiciona y conforma la manera de pensar de los japoneses. La disminución de la energía nuclear tras el desastre de Fukushima significó que los combustibles fósiles importados pasaran a proporcionar el 94% de la energía primaria de Japón en 2015. No sorprende, entonces, que los incrementos progresivos en la tecnología de combustión se consideren temas de interés, incluso cuando las energías renovables se adueñan lentamente del paisaje energético.

Ahora, Japón es el tercer mayor importador mundial de carbón detrás de China e India, y el mayor importador de gas natural licuado del planeta. Jugó un papel fundamental en la creación de la industria del GNL hace medio siglo, cuando recurrió al combustible en respuesta a la contaminación atmosférica extrema derivada de las centrales eléctricas de carbón y petróleo, una situación no muy diferente a la que China se encuentra hoy. Y a pesar de consumir menos petróleo que Texas, la falta de recursos petroleros del país lo convierte en el cuarto mayor importador de petróleo del mundo.

Con la energía nuclear políticamente inviable, "Japón seguirá dependiendo de las importaciones de energía a granel en las próximas décadas, incluso con un fuerte impulso de las energías renovables", asegura Klippenstein. El cambio de combustible de carbón, petróleo y GNL a hidrógeno es un camino atractivo para la reducción de emisiones; y como el hidrógeno y las pilas de combustible tardarán décadas en desarrollarse, la tecnología de combustión sigue despertando gran interés.

Electricidad, el único stand doble de Japón

Con respecto a las energías renovables, la geografía de Japón representa un desafío, ya que el país tiene solo una zona horaria y una red efectivamente aislada. Es posible que las relaciones políticas deban calentarse considerablemente antes de que se materialice la visión del gigante japonés de internet Softbank de una súper red asiática que abarque Rusia, China, Japón y Corea del Sur.

"Un desafío aún mayor es que la red en el este de Japón funciona a 50 hercios, mientras que la red en el oeste de Japón tiene una velocidad de 60 Hz, lo que dificulta que las dos mitades del país intercambien energía; la capacidad de transmisión entre las redes está limitada a 1,2 gigavatios" explica Klippenstein. Donde Europa y América del Norte se benefician de la integración de una red a escala continental, Japón está dividido en dos redes.

Esta realidad más extraña que la ficción se debe a que Tokio compró generadores de Alemania en 1895, y Osaka, la segunda ciudad más grande de Japón, escogió generadores de General Electric poco después. Las paradas de larga duración no son inusuales en los negocios japoneses.

Teniendo en cuenta los desafíos que plantea la red eléctrica aislada y quimérica de Japón para la integración de las energías renovables y su experiencia basada en la necesidad de importaciones de energía a granel, "el hidrógeno se convierte en una opción atractiva para la energía descarbonizada", asegura Klippenstein. Las viviendas con paneles solares que compran unidades de almacenamiento de energía en el hogar pueden recibir 20 yenes por kilovatio-hora desplazada ($ 0,18 por kilovatio-hora) además de las tarifas de alimentación fotovoltaica, pero "el hidrógeno se perfila como la mejor arma contra las emisiones de Japón".

La liebre y la tortuga

Si bien la sabiduría convencional sostiene que las empresas estadounidenses tienden a centrarse en los resultados trimestrales, la política industrial de Japón tiende a planificarse a 25 años, con planes para implementar de forma lenta y metódica las nuevas tecnologías. La hoja de ruta de la Industria de las Pilas de Combustible / Hidrógeno del Ministerio de Energía, Comercio e Industria (METI) japonés tiene un precio objetivo de 30 yenes / Nm3 para el hidrógeno importado en 2030, cayendo a 20 yenes / Nm3 dos décadas después.

El precio de 30 yenes corresponde a 330 yenes / kg de H2, o un poco más de 3 dólares / kg. Con 1 kilogramo de hidrógeno que contiene casi exactamente la energía química de un galón de gasolina, esto correspondería a un coste equivalente de 3 $ / galón para los conductores. Los impuestos sobre el combustible aumentarían el coste para los conductores, pero el impacto debería compensarse con las mayores eficiencias de las pilas de combustible y la menor intensidad de emisiones de hidrógeno, a medida que surja la fijación de precios del carbono.

El plan del METI exige que Japón albergue 40.000 vehículos eléctricos de pila de combustible (FCEV) a finales de 2020, para llegar a 200.000 en 2025 y a 800.000 en 2030, cifras que sin duda serán eclipsadas por los coches eléctricos enchufables del país (Más de 200.000 vehículos eléctricos enchufables se habían vendido en Japón en diciembre de 2017).

Los autobuses de pila de combustible también se han propuesto como un medio para aumentar el consumo de hidrógeno, ya que se espera que consuman 45 veces más hidrógeno que los vehículos de pasajeros. Sin embargo, los planes japoneses para 1.200 autobuses de pilas de combustible para 2030 son mucho más modestos que los objetivos de Europa (aproximadamente 9.000 autobuses de pila de combustible para 2025) y China (5.000 autobuses eléctricos con amplificadores de pilas de combustible para 2020) . Y estas cifras siguen siendo minúsculas en comparación con los volúmenes actuales de autobuses con batería eléctrica, con fabricantes de equipos originales chinos que vendieron aproximadamente 90.000 autobuses electrónicos el año pasado.

"Aquí podemos ver el talón de Aquiles en los planes de crecimiento de Japón. Si bien es apropiado para ampliar los procesos industriales, el enfoque de "ir despacio y controlar las cosas", también limita la rapidez con que los productos manufacturados pueden alcanzar una escala de producción comercial", explica el director de Electron Communications  .

El enfoque de "ir rápido y desplegar cosas" de China significa que sus proveedores gastarán mucho más dinero solucionando problemas sobre el terreno,  pero la escala y la experiencia que obtienen los verá convirtiéndose rápidamente en fuertes competidores, haciendo eventualmente con los costes de las pilas de combustible lo que hicieron con la energía fotovoltaica una década atrás. Un fabricante chino acaba de declarar una durabilidad de las pilas de combustible de 5.000 horas, adecuada para extensores de rango de pilas de combustible y vehículos de pasajeros. "Si los fabricantes chinos aumentan la producción de pilas de combustible lo suficientemente buenas más rápido que las compañías japonesas que escalan su propia producción, el diferencial de precios podría forzar a los productores japoneses a retirarse al segmento superior del mercado", considera Klippenstein.

Hidrógeno en todas partes

Incluso en los escenarios más optimistas, "el consumo de hidrógeno de las pilas de combustible no será lo suficientemente alto como para reducir los costos del hidrógeno, por lo que el plan de METI exige un aumento drástico de su uso en los negocios y la industria", dice Klippenstein. Uno podría llamar a este plan "hidrógeno en todas partes".

Como subproducto de numerosos procesos industriales, el hidrógeno ha sido históricamente quemado por calor, por falta de usos más valiosos. La situación no difiere de la quema de gas natural en los pozos petroleros, una práctica que se mantiene en algunas zonas hoy en día.

Dado el uso insignificante del automóvil a corto plazo y la cadencia cautelosa de la industria japonesa hacia nuevos procesos químicos, Japón ha elegido la generación de energía como su primera arma para aumentar el uso del hidrógeno. Japón pronto obtendrá hidrógeno de Brunei en forma de un transportador líquido. Australia y Noruega también han sido identificados como posibles proveedores de hidrógeno a partir de fuentes renovables, que como combustible importado más limpio desempeñaría el papel que el GNL desempeñó hace 50 años.

Los planes requieren que pequeñas cantidades de hidrógeno sean inyectadas en centrales eléctricas alimentadas con carbón y gas natural, y su uso aumente con el tiempo. Los enfoques de los países con respecto a la energía están determinados por sus limitaciones, y la falta de recursos de Japón es extrema. "Dada la red isleña y dividida del país, y su dependencia casi total de la importación de combustibles fósiles, el atractivo del hidrógeno es comprensible, incluso inevitable", concluye Klippenstein.