Informe OBS: Mercado del Hidrógeno 2022
El Mercado de Hidrógeno está en explosión con tasas de crecimiento de dos dígitos anuales
El hidrógeno “verde” puede ser la solución para la transición energética
- Se podría decir que la sociedad actual se alimenta gracias a que el hidrógeno o el gas natural abonan los campos, una de las principales razones por las que la agricultura es altamente emisora de CO2
- El hidrógeno se utiliza ya en refinerías, fertilizantes y el sintetizado de plásticos, pero tiene buenas expectativas en el sector del transporte y para generar calor industrial
- El hidrógeno hoy se obtiene con una energía equivalente a 342 reactores nucleares funcionando 24/7, pero a través de proveniente de combustibles fósiles
- Se planea que para 2030 el hidrógeno verde suponga entre un 8% y un 24% de todo el consumo primario de energía. Actualmente es un 2%
- La UE tiene como objetivo instalar 40 GW para 2030. Actualmente solo existe un 1% de esa potencia instalada
Octubre 2022. OBS Business School publica el informe ¿Por qué hidrógeno y por qué ahora? Análisis de la coyuntura de la industria del hidrógeno y su futuro, elaborado por Marcos Rupérez, colaborador de la escuela. Se trata de una revisión del complejo e interconectado sector energético mundial y el papel que juega el hidrógeno en él.
Actualmente el 80% de la energía que utilizamos en el mundo es no renovable y se produce principalmente mediante fósiles como el petróleo, el gas natural y el carbón. El cambio climático y la carestía de estos fósiles hacen que la transición energética sea imprescindible, pero para lograr la electrificación de la economía es necesaria una ingente variedad de tecnologías y sectores. El hidrógeno y sus tecnologías puede ser un actor relevante que aporte soluciones. Sin embargo, este no siempre proviene de fuentes renovables, de hecho, hoy en día para su obtención se suelen utilizar combustibles fósiles que emiten CO2 en el proceso.
El consumo mundial de hidrógeno fue en 2020 de alrededor de 90 Mt (Millones de toneladas métricas), y para su generación se empleó un 2% de toda la energía primaria utilizada por los humanos sobre la tierra, el equivalente a 342 reactores nucleares funcionando 24/7. La práctica totalidad de ese hidrógeno se generó a través de combustibles fósiles y por tanto el hidrógeno es el principal candidato a ser sustituido por otro producido sin emitir CO2, el llamado “hidrógeno verde”, que se obtiene de fuentes renovables por electrólisis o por gasificación de materia orgánica. El profesor Rupérez afirma que “es de primordial importancia establecer un sistema de garantías de origen que certifiquen oficialmente las emisiones asociadas a la generación del hidrógeno, así como su procedencia”.
Y es que la tasa de producción de hidrógeno proveniente de electrólisis por energías renovables u otras fuentes no emisoras de CO2, a día de hoy, es inferior al 0,03% de la producción mundial.
Características del hidrógeno
El hidrógeno es un gas incoloro, inodoro e insípido que no es tóxico, ni contaminante, ni explosivo y su llama es prácticamente invisible. Es más ligero que el aire y por tanto se diluye rápidamente. Puede ser producido mediante electrólisis del agua, un proceso por el cual se descompone la molécula de agua (H2O) en sus componentes básicos, Oxigeno (O2) e Hidrógeno (H2), y esta reacción es reversible, es decir, se puede realizar a la inversa y juntar oxígeno e hidrógeno para generar agua extrayendo la energía que contiene.
El hidrógeno se puede almacenar y transportar, pero para su refinado es necesaria mucha energía y tecnología que logre que no ocupe enormes volúmenes. Este gas combustible puede ser utilizado para las mismas funcionalidades exactas que cualquier otro (Gas natural, Butano...), pero es el único que solo emite agua en su quemado.
Aplicaciones del hidrógeno hoy
El 44% de todo el consumo mundial de hidrógeno, 40 Mt anuales, se utiliza en las refinerías de petróleo para modificar las propiedades o convertir en otros combustibles los productos petrolíferos finales. Este hidrógeno es habitualmente generado en la propia planta partiendo de gas natural o del propio crudo y recombinado con otros flujos in situ. Un 37%, aproximadamente 34 Mt, se utiliza para generar amoniaco para fertilizantes. Se podría decir que la sociedad actual se alimenta gracias a que el hidrógeno o el gas natural abonan los campos, un hecho poco conocido pero que es una de las principales razones por las que la agricultura es altamente emisora de CO2. Otro 12% del hidrógeno mundial, 11 Mt anuales, se usa para la fabricación de metanol, que en la industria química sirve para sintetizar plásticos, pinturas, resinas y adhesivos entre otros. Y también se utiliza en la metalurgia para reducir óxido de hierro. En esta área se le augura un gran futuro al ser de los pocos agentes reductores que no emiten CO2.
Pero más allá de la utilización en la industria, el hidrógeno se está testeando para la generación de calor. Según explica el informe de OBS, parece que en este campo podría ofrecer ventajas a nivel industrial, sin embargo, difícilmente se impondrá para la calefacción de viviendas porque existen tecnologías como la aerotermia o la geotermia que son entre tres y cinco veces más eficientes que cualquier caldera, incluso la de hidrógeno.
En el sector del transporte el hidrógeno es una opción muy viable porque pesa menos que los combustibles convencionales y sus tiempos de recarga son similares al diésel. Parece una buena opción para el transporte de mercancía a larga distancia, trenes, barcos y aviones, para los que también se está planteando el uso de biocombustibles. El hidrógeno se puede integrar en otras moléculas liquidas y gaseosas de más fácil manejo para fabricar un combustible similar al diésel, el denominado e-fuel; y también se puede almacenar dentro de la molécula del amoniaco, un gas más fácil de gestionar que se plantea como uno de los principales combustibles para los futuros grandes barcos. En este sector ya existen multitud de soluciones diferentes y en los próximos años y bajo la experiencia de proyectos piloto se definirá qué aplicaciones utilizaran hidrógeno, cuales baterías eléctricas y cuáles biocombustibles u otras tecnologías.
Las previsiones
El objetivo hoy es convertir toda la producción mundial de hidrógeno en renovable y además aumentarla. Todos los organismos internacionales planean que esta sea la tecnología más instalada en el futuro y por ello el mercado actual de los electrolizadores y el hidrógeno renovable es una industria en explosión con tasas de crecimiento de 2 dígitos anuales (%).
Actualmente los costes de generar hidrógeno por electrólisis son altos, pero se espera que apliquen economías de escala al aumentar rápidamente la instalación de electrolizadores y estos bajen hasta hacer el hidrógeno no emisor de CO2 competitivo. No obstante, en Europa actualmente el precio del gas natural es tan elevado que el hidrógeno renovable ya es más barato que el no renovable en muchas ocasiones. El profesor Rupérez explica que “el precio del hidrógeno verde es altamente dependiente de factores externos como el precio de la energía renovable disponible, por lo que su mayor o menor desarrollo dependerá de ello”.
Para poder llegar a un planeta con emisiones netas nulas, el plan de la ONU implica una alta implantación de hidrógeno y dado que tan solo nos separan 28 años de la fecha señalada, “el impulso que ha de darse al hidrógeno debe ser masivo”, afirma Rupérez. Muchos países del mundo ya están plasmando en planes estratégicos sus intenciones, entre ellos destaca Chile, con el objetivo de instalar 25 GW de electrólisis antes de 2030, y la Unión Europea, que en su conjunto planea instalar 40 GW para la misma fecha. “Hay que entender que el reto es mayúsculo ya que actualmente no existe ni un 1% de esa potencia instalada”, añade el profesor Rupérez.
Una de las grandes limitaciones para el uso masivo del hidrógeno es que para su transporte no se puede aprovechar la actual red de gas natural dado que el hidrógeno es mucho más corrosivo para los materiales de las tuberías y válvulas, por lo que parece que no se podrá insertar fácilmente más de un 20% sin modificar las tuberías o las aplicaciones finales. Además, según explica Marcos Rupérez: “Insertar hidrógeno en la red de gas natural para cualquier uso es utilizarlo en última instancia para aplicaciones como las calderas en viviendas donde no es la opción más eficiente posible de electrificación y por tanto un gasto innecesario de energía primaria. Aun así, el sector energético es multifactorial por lo que la eficiencia podría no ser el factor definitorio”.
Se planea que para 2030 el hidrógeno verde crezca del 2% actual a entre un 8% y un 24% de todo el consumo primario de energía y por tanto el sector del hidrógeno a buen seguro va a seguir una senda de crecimiento la próxima década. Actualmente ya existen multitud de proyectos de refinerías, empresas de fertilizantes y siderúrgicas que buscan la utilización de hidrógeno proveniente de energías renovables en sus procesos. Lo que está por concretar es si el crecimiento en volumen será un 50% o un 1000% como planean los organismos internacionales.
Contenido elaborado por:
Carmen García-Trevijano
Gabinete de Prensa de OBS Business School