Hidrógeno renovable ¿vital para la descarbonización?
El combustible más mediático y controvertido de la transición energética
El debate de la semana
Hoy vamos a comentar uno de los temas más mediáticos y novedosos de la transición energética: el hidrógeno renovable.
Si tuviéramos que guiarnos por la cobertura de los medios, las declaraciones de las instituciones europeas y los anuncios de inversión de las energéticas podríamos pensar que este combustible es la panacea a nuestra tóxica dependencia de los combustibles fósiles.
Ahora bien, ¿realmente es así? Para averiguarlo, nos toca responder a más preguntas: ¿qué papel jugará el hidrógeno en el mix energético del futuro? y, primero que nada, ¿qué es eso de hidrógeno “renovable”?
Los colores del hidrógeno
Seguro que has oído hablar de los distintos colores del hidrógeno, que lo clasifican según su origen. Ahora bien, para asegurarnos de que estamos todos en la misma página, vamos a repasarlos:
Hidrógeno gris 🏭
Proviene de combustibles fósiles como el gas natural, y en el proceso se produce hidrógeno y CO2.
Hidrógeno azul 🏭🚫
Se obtiene de igual forma que el H2 “gris” pero se le añade CCS para capturar y almacenar la mayor parte del CO2 emitido en el proceso de obtención.
Aunque las emisiones se reducen considerablemente, se genera CO2 en su obtención y no debe utilizarse para descarbonizar de forma masiva.
Hidrógeno rosa ☢️
Se obtiene aplicando electricidad nuclear al agua destilada mediante un proceso de electrólisis.
Hidrógeno verde ☀️
Se obtiene aplicando electricidad renovable al agua destilada mediante un proceso de electrólisis.
El hidrógeno como fuente de energía
El principal uso del hidrógeno a nivel industrial es como materia prima para producir químicos, como plásticos y fertilizantes. Hablamos de aproximadamente 500.000 toneladas al año en España. Ahora bien, la práctica totalidad de este hidrógeno es “gris” —proviene del gas natural—, con su respectivo impacto ambiental.
La solución está clara: si queremos obtener más hidrógeno, pero evitando sus dañinas emisiones de CO2, debemos producir hidrógeno a partir de fuentes renovables.
Esto no supone ningún problema tecnológico. El hidrógeno renovable se puede obtener de forma completamente limpia a través de la electrólisis del agua usando electricidad renovable para separar el hidrógeno y el oxígeno.
La prioridad, entonces, es desarrollar hidrógeno renovable que sustituya al hidrógeno procedente del gas natural en procesos industriales como materia prima para producir fertilizantes verdes, combustibles alternativos o, incluso, acero verde.
Además, otros nichos a tener en cuenta son aquellos sectores no electrificables como las industrias de altas temperaturas (>2000 °C), y el transporte aéreo y marítimo de largas distancias.
En este sentido, la posición privilegiada con la que cuenta España para producir electricidad renovable barata nos abre la puerta a poder producir hidrógeno renovable de forma local y a un precio altamente competitivo.
Pero ¿cómo sabemos que el hidrógeno es renovable?
De cara a que la industria del hidrógeno renovable despegue, la Comisión Europea ha propuesto como objetivo producir 10 millones de toneladas de hidrógeno renovable e importar 10 millones de toneladas adicionales para 2030.
Pero ¿cómo nos aseguramos de que ese hidrógeno es producido con electricidad 100% renovable? ¿Qué ocurre si es producido con electricidad de un mix eléctrico que no sea totalmente renovable?
En este sentido, la Comisión Europea adoptó hace unas semanas dos normas a fin de aclarar el criterio para determinar si el hidrógeno —así como otros combustibles renovables de origen no biológico— realmente proceden de energías renovables.
De momento, esta definición solo aplica al sector del transporte. Sin embargo, es previsible que estos criterios se extiendan para el resto de sectores.
Así pues, para que el hidrógeno sea considerado 100% renovable, el electrolizador debe cumplir una de condiciones:
Existe una conexión física entre la planta de generación solar o eólica y el electrolizador
En caso de que el electrolizador esté conectado a la red eléctrica:
El país o región donde se conecta el electrolizador tiene un mix eléctrico de más del 90% de fuentes renovables
Esto supone que la red tiene una intensidad de emisiones inferior a 18 gramos de gases de CO2 equivalente por kilovatio-hora (gCO2 eq/kWh).
El país o región donde se conecta el electrolizador tiene un mix eléctrico con una intensidad de emisiones inferior a 64,8 gCO2 eq/kWh (hoy Francia y Suecia).
Será necesario hacer uso de PPAs renovables a través de la red para calificar el hidrógeno como renovable.
En el resto de casos, para que la energía renovable de la red habilite la producción de hidrógeno renovable, se deberá cumplir también el criterio de adicionalidad, y la correlación horaria y geográfica.
¿Qué es eso de la adicionalidad y la correlación?
Vamos por partes. El principio de “adicionalidad” exige que los electrolizadores estén conectados a nueva generación renovable a fin de aumentar la cantidad de energía renovable disponible en el sistema energético y no canibalizar la generación ya existente.
No obstante, este criterio sólo será aplicable a las plantas de hidrógeno que entre en funcionamiento a partir de 2028.
Por otro lado, el principio de “correlación geográfica” exige que las instalaciones eléctricas renovables que suministran la electricidad renovable a los electrolizadores estén en la misma región en la que hay un flujo real de electricidad.
Por último, el principio de “correlación temporal” exige que el electrolizador consuma electricidad en el mismo periodo de tiempo en el que la instalación renovable la produce.
De otro modo, se podría llegar a producir hidrógeno supuestamente “renovable” en momentos en los que no brille el sol y no sople el viento, pero seguir siendo reconocido como hidrógeno “renovable”.
Esta correlación temporal será mensual hasta 2030, y pasará a ser horaria a partir de entonces. Esto garantizará que, efectivamente, la producción de hidrógeno renovable se suministra de electricidad renovable generada en esa misma franja horaria.
Con todas estas medidas se busca evitar el desplazamiento de la producción renovable existente hacia el hidrógeno, con el consecuente riesgo de aumentar la generación fósil. Así, se limitan las horas de funcionamiento del electrolizador ligándose, en la práctica, a la producción simultánea de la renovable.
El hecho de posponer la aplicación de estos principios hasta el final de esta década ayudará a acelerar el despegue del mercado del hidrógeno, pero a costa de etiquetar temporalmente como “renovable” el hidrógeno que puede haberse producido a partir de fuentes contaminantes.
Ya tenemos los criterios ¿cómo llegamos a los objetivos?
Lo primero es potenciar el mercado del hidrógeno renovable. Ahora mismo es mucho más barato producir hidrógeno ”gris” (1 - 1,50 euros el kilo) que hidrógeno renovable (5 - 7 euros por kilo).
Para tratar de reducir esta diferencia, la Comisión ya ha anunciado la puesta en marcha de un Banco Europeo de Hidrógeno que ofrecerá una prima fija por kilo de hidrógeno producido por un máximo de 10 años a proyectos seleccionados en subastas.
Esto debería ayudar a bajar los precios del hidrógeno renovable en Europa y hacerlo más competitivo frente al hidrógeno subvencionado con hasta 3 dólares por kilo de Estados Unidos.
Un segundo reto es el transporte del hidrógeno renovable, ya que es enormemente costoso y, atendiendo a los datos del instituto de investigación independiente Hydrogen Science Coalition, puede suponer una pérdida por el camino de hasta el 80% de la energía invertida en su producción.
Caro y difícil de transportar ¿vale la pena?
Ante los retos que presenta su despliegue, es fundamental asegurarse de que el hidrógeno no sustituye a la electrificación allí donde no es imprescindible para reducir las emisiones.
La vía más rápida y sostenible para la descarbonización de la economía es la electrificación, especialmente en sectores como el transporte por carretera (vehículo eléctrico) y la edificación (a través de la bomba de calor eléctrica).
La evidencia científica deja muy claro que tratar de introducir el hidrógeno en los sistemas de calefacción, en vehículos ligeros o en el suministro doméstico de gas supone una pérdida de eficiencia y un aumento de precios para el consumidor final.
Además, el desarrollo del hidrógeno renovable requerirá un despliegue todavía mayor de renovables, cuya generación, de otro modo, podría ayudarnos a descarbonizar directamente nuestro mix eléctrico.
En este sentido, la demanda de electricidad necesaria para satisfacer los objetivos de producción de hidrógeno renovable son tan elevados que, de cumplirse, se convertirá en uno de los sectores más electrointensivos de la UE.
España: hub mundial del H2 renovable
El gran despliegue de renovables que ya presenta España, las cuales representaron el 42% del mix de generación en 2022, junto con su enorme potencial para un mayor desarrollo de renovables, nos sitúa en una posición muy favorable para la producción de hidrógeno renovable.
El Gobierno se ha propuesto alcanzar 4 GW de capacidad de producción en 2030, un 10% del total de la UE. Ahora mismo, España alberga cerca del 20% de los proyectos de hidrógeno renovable anunciados a nivel global —únicamente por detrás de Estados Unidos.
Para lograrlo, a finales de 2021, se lanzó el PERTE ERHA (Proyecto Estratégico para la Recuperación y Transformación Económica de Energías Renovables, Hidrógeno Renovable y Almacenamiento). Dentro de este, el hidrógeno renovable recibirá 1.555 millones, que movilizarán otros 2.800 millones adicionales de capital privado.
No obstante, el despliegue de las ayudas no ha sido tan rápido como se esperaba, lo que podría poner en cuestión la competitividad del hidrógeno renovable made in Spain.
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Transición en Acción
Transición Justa: una prioridad en la descarbonización
A medida que avanzamos hacia una mayor descarbonización de nuestras economías, millones de personas en todo el mundo verán su vida completamente transformada.
Pese a los enormes beneficios que supondrá para el planeta y nuestra calidad de vida, muchas personas padecerán los efectos directos e indirectos de la descarbonización. Por ello, debemos contar con el apoyo necesario para poder superar juntas esta transición.
En este vídeo de Bloomberg Originals analizan el origen del término “transición justa” y la responsabilidad de los Estados históricamente más contaminantes de velar por que se logre.
¿Las centrales nucleares pueden producir H2 renovable?
La posibilidad de producir hidrógeno “renovable” a partir de energía nuclear ha sido un debate muy tenso a nivel europeo.
En este episodio de El Podcast del Hidrógeno comentan el futuro de esta posibilidad y los diferentes costes finales del hidrógeno según las múltiples fuentes de electricidad disponibles.
Muy recomendable leer también el informe de la OCDE del que parte la conversación.
Un crucero con destino a la neutralidad climática
El sector marítimo presenta enormes dificultades para su descarbonización. Representa cerca del 3 % de las emisiones de gases de efecto invernadero a nivel global y mueven millones de personas y mercancías por todo el mundo.
En este episodio de El podcast de la Energía abordan la situación actual y las tendencias tecnológicas que pueden lograr que, en el futuro, este sector alcance la neutralidad climática.
Gente con Talento
Alba Medina
Tiene 21 años y estudia Global Studies en la Universidad de Salamanca, aunque el año pasado estuvo de intercambio en Sciences Po en París (Francia) y, más tarde, en la Universidad Pompeu Fabra en Barcelona.
Sus principales intereses son el desarrollo de políticas públicas, sobre todo aquellas relacionadas con las desigualdades económicas y la sostenibilidad.
Además, últimamente se ha interesado por todos los proyectos que cuentan con una política "bottom-up", poniendo el foco en dar voz a los ciudadanos y en especial a los jóvenes.
¿Por qué te uniste a Talento para la Sostenibilidad?
Me uní porque creo que este tipo de proyectos hacen una gran labor como puente entre las instituciones y la ciudadanía, incrementando la participación de los jóvenes como agentes de cambio.
¿Qué te gustaría hacer en Talento para la Sostenibilidad?
Por el momento estoy participando en el Estudio de Análisis de las Emisiones de GEI de la economía española, y hasta ahora está siendo una experiencia super enriquecedora y gratificante. Sobre todo por la gran oportunidad de aprender de todas las personas tan profesionales que conforman el equipo.
Muy contenta de poder poner mi granito de arena en un proyecto como este, que puede tener un impacto tan grande en la sociedad.
¿Te gustaría darte a conocer?
La comunidad de Talento para la Sostenibilidad está llena de jóvenes únicos como tú. Queremos sacar a la luz todo ese talento y poder ir tejiendo una red extensa de jóvenes concienciados con la sostenibilidad.
El objetivo de estas presentaciones es que encontréis temas comunes, gente accesible que os pueda ayudar, y a la que podáis contactar para informaros sobre algo en lo que puedas estar interesado o incluso a los que proponerles un proyecto.
¡Y hasta aquí la edición de esta semana!
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