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Los sistemas energéticos están en un proceso de transición hacia fuentes de energía y tecnologías que se dará durante varias décadas y que permitirá disminuir progresivamente las emisiones de gases de efecto invernadero (GEI) para afrontar el desafío del cambio climático.
Se considera que el hidrógeno, cuyo consumo en el mundo ha sido tradicionalmente para usos no energéticos, podría jugar un rol importante en esta transición energética, la cual se está dando en un creciente entorno de competencia entre nuevas tecnologías y nuevas fuentes de energía.
La competencia entre las nuevas tecnologías de suministro y de consumo de energía es creciente y se está dando entre países y entre empresas que buscan fortalecer su posición hacia el futuro.
1. La competencia mundial en el posicionamiento de los países
Aproximadamente el 99% del hidrógeno producido actualmente es para usos no energéticos y se espera que el consumo para usos energéticos vaya creciendo en el futuro.
La competencia en los mercados internacionales del hidrógeno para usos no energéticos y energéticos va a ser cada vez más fuerte, la cual se va a basar en gran medida en las fuentes de hidrógeno disponibles en cada país, en las diversas tecnologías de punta en continua evolución, en la competitividad en costos de los recursos naturales disponibles en cada país y en la reducción progresiva de las emisiones de gases de efecto invernadero.
Como parte de la evolución en le ruta del hidrógeno, en el caso de los EE.UU., un estudio titulado “ROAD MAP TO A US HYDROGEN ECONOMY”, publicado por la Fuel Cell & Hydrogen Energy Association, señala varios aspectos básicos de lo que se prevé en este campo en el futuro en ese país:
“Una industria competitiva del hidrógeno reforzará el liderazgo energético de Estados Unidos. Estados Unidos es ahora el mayor productor mundial de gas natural y petróleo, y exporta a más de 35 países.
A medida que los países de todo el mundo miran hacia el hidrógeno para reducir las emisiones de carbono, los EE.UU. tienen la oportunidad de reforzar y hacer crecer su posición de liderazgo energético y crear puestos de trabajo en este campo.
La oferta nacional competitiva de hidrógeno permitirá exportar este combustible a otros mercados que no cuentan con suministros tan competitivos”.
“Se estima que la producción de hidrógeno en los EE.UU. utilizaría los abundantes recursos renovables que existen (el gas natural y la captura y almacenamiento de carbono) y potenciaría también una industria nuclear competitiva.
El almacenamiento de energía a largo plazo con hidrógeno maximizará la producción y uso de energía renovable, mejorando aún más la producción y el uso de energía nacional total.
Esto permitiría que las abundantes reservas de gas natural nacional continúen proporcionando energía asequible para satisfacer la demanda, incluso en un escenario descarbonizado, con la aplicación de la captura y almacenamiento de carbono”.
La creciente competencia mundial tecnológica y productiva entre las empresas y los países productores de hidrógeno para usos no energéticos y energéticos creará un entorno internacional muy competitivo en toda la cadena de valor, donde los costos bajos serán un factor determinante para tener éxito.
Aquellos países que ya han desarrollado una infraestructura de transporte, distribución y comercialización de hidrógeno, producido a bajo costo con recursos energéticos fósiles, parten con una gran ventaja competitiva basada en la infraestructura ya desarrollada con estos recursos.
Según los datos de la International Energy Agency (IEA), el 96% del hidrógeno producido actualmente en el mundo se produce con combustibles fósiles: 48% gas natural, 30% petróleo, 18% carbón y solamente un 4% con electrólisis del agua (donde la electricidad usada en este momento no necesariamente proviene exclusivamente de energías renovables).
Esta es la matriz actual de la producción de hidrógeno en el mundo y es el punto de partida de la ruta del hidrógeno en este siglo.
La matriz anterior es un promedio global, por lo que las matrices de los países, según sus propias circunstancias y según la disponibilidad de sus recursos naturales, varían mucho en su composición.
Cada país aprovecha la disponibilidad y las reservas de sus propios recursos naturales para producir hidrógeno. Por ejemplo, en China, que es el principal productor de hidrógeno en el mundo y que tiene grandes reservas de carbón, el 62% del hidrógeno proviene actualmente de esta fuente, mientras que en los EE.UU., que es el segundo productor de hidrógeno del mundo y que tiene grandes reservas de gas natural, el 95% del hidrógeno proviene de esta fuente.
Un artículo titulado “The Role of Green and Blue Hydrogen in the Energy Transition - A Technological and Geopolitical Perspective”, publicado por MDPI, señala lo siguiente:
“Si bien cada vía tecnológica presenta oportunidades y limitaciones, es importante recordar que la elección de una solución específica está a menudo relacionada con aspectos adicionales, incluidos opciones geopolíticas basadas en estrategias nacionales impulsadas por la disponibilidad nacional de recursos, preocupaciones de seguridad energética o el apoyo a necesidades y sectores industriales específicos”.
2. La competencia entre los diversos orígenes del hidrógeno como parte de la de la transición interna de la ruta del hidrógeno
La transición interna en la ruta futura del hidrógeno se acelerará mediante la competencia y la complementariedad evolutiva entre las diferentes fuentes (u orígenes) de la producción de hidrógeno, particularmente en materia de costos y de reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero en los diferentes procesos industriales de producción de hidrógeno.
En la transición interna de fuentes dentro de la ruta del hidrógeno, los diferentes orígenes o fuentes del hidrógeno van a ir evolucionando en las siguientes décadas desde la matriz actual mundial de producción de hidrógeno, basada en el mundo en un 96% en combustibles fósiles, hacia una matriz de menores emisiones.
En esta evolución, los diferentes orígenes del hidrógeno competirán (en reducción de costos y de emisiones) y se complementarán en las diversas áreas de la cadena de valor:
• Competirán en el futuro según avance el desarrollo de los mercados actuales no energéticos del hidrógeno (industria, refinación de petróleo, etc.) y en los nuevos mercados energéticos, donde se espera que particularmente el hidrógeno “azul” y el “verde” coexistan por décadas.
• Se complementarán en otras áreas, como, por ejemplo, en el caso del desarrollo temprano de la infraestructura de transporte, almacenamiento, distribución y comercialización del hidrógeno.
Se estima que el hidrógeno ‘azul’ (proveniente del gas natural con la aplicación de la tecnología Captura y Almacenamiento de Carbono) y el ‘verde’ (proveniente de la electrólisis con electricidad generada con fuentes renovables de energía) representen los dos orígenes que más se fortalecerán en las décadas a venir.
La competencia evolutiva en la ruta del hidrógeno entre estos dos orígenes será clave en esta evolución, sobre todo en costos.
Con respecto a la transición paulatina en el tiempo que va a ir teniendo la ruta del hidrógeno a partir de la matriz mundial actual basada en un 96% en combustibles fósiles, un artículo titulado “Differing Global Paths to Future Hydrogen Market”, publicado por Gaffney Cline, indica los siguiente:
“Para el corto y mediano plazo, el consenso general parece estar a favor de la inversión en hidrógeno azul (derivado del natural gas con reducción y almacenamiento de emisiones de dióxido de carbono). Sin embargo, la ruta irá avanzando hacia una contribución cada vez mayor de hidrógeno verde (electrólisis de agua a partir de fuentes de energía renovables)”.
“El hidrógeno azul facilitará la transición de los combustibles líquidos de combustibles fósiles de alta intensidad de carbono (IC) hacia hidrógeno con una IC más baja”.
“Con la infraestructura de hidrógeno instalada, respaldada principalmente por los volúmenes de hidrógeno azul, el hidrógeno verde podrá desarrollarse comercialmente para finalmente suplantar progresivamente la producción de hidrógeno azul, pasando así de emisiones bajas de carbono a emisiones a emisiones nulas”.
Un artículo titulado “Blue Vs. Green Hydrogen: Which Will The Market Choose?”, publicado este año por Forbes, señala lo siguiente:
“A un costo de alrededor de $6/kilogramo, el hidrógeno verde es la forma de hidrógeno más cara de producir”.
“Hoy en día, el hidrógeno verde es dos o tres veces más caro que el hidrógeno azul, según un informe de diciembre del 2020 de la Agencia Internacional de Energías Renovables”.
“Sin embargo, se espera que los costos del hidrógeno verde disminuyan en los próximos años, con una tecnología de electrólisis mejorada y la ampliación de esa tecnología a niveles de producción industrial”.
La creciente competencia tecnológica, que impulsa la reducción de los costos y de las emisiones, irá marcando la evolución de la composición en el tiempo de la paleta de colores (de orígenes) en la ruta del hidrógeno, por lo que es importante que los responsables de la toma de decisiones no se adhieran a un origen particular basados en dogmas que no están arraigados a la realidad.
Un artículo titulado “Hydrogen: Clearing up the Colours, From green hydrogen to black — what hydrogen colours mean for the climate”, publicado por Enapter, señala lo siguiente:
“La transición del hidrógeno en diferentes partes del mundo ya ha comenzado con un enfoque que abarca la paleta de colores (de orígenes) de la producción de hidrógeno. En esta etapa crítica, debemos tener cuidado de que el bombo publicitario en torno al hidrógeno no conduzca a que los responsables de la toma de decisiones se adhieran a cualquier color (origen) específico de hidrógeno”.
En el mundo se tiene claro que la ruta del hidrógeno va a ir evolucionado paulatinamente a través de una mezcla o composición cambiante en el tiempo de diferentes orígenes de hidrógeno. Mientras esto ocurre internacionalmente, en Costa Rica hay grupos que, basados en dogmas, se han adherido un origen que resulta ser actualmente el más caro, sin tener en cuenta la realidad de la transición interna de orígenes de la producción en la ruta del hidrógeno.
Entre muchas otras cosas, la estrategia nacional debe tomar en cuenta la dinámica y la competencia creciente internacional que está ocurriendo en la ruta del hidrógeno.
En esta competencia internacional, cada vez más fuerte, los países y las empresas que no tengan costos bajos en toda la cadena de valor del hidrógeno no podrán ser parte relevante de esta nueva evolución.
