12.09.2022 - Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung (PIK)

Hidrógeno verde: Escasez a corto plazo, incertidumbre a largo plazo

El avance del hidrógeno verde no es un hecho: se requiere una acción política decisiva

El hidrógeno verde procedente de la electricidad renovable y los combustibles electrónicos derivados tienen un valor único para lograr la neutralidad climática. Pueden sustituir a los combustibles fósiles en la industria o en el transporte de larga distancia cuando la electrificación directa es inviable. Sin embargo, incluso si las capacidades de producción crecen tan rápido como la energía eólica y solar, campeonas del ritmo de crecimiento, el suministro de hidrógeno verde sigue siendo escaso a corto plazo e incierto a largo plazo, según muestra un nuevo análisis publicado en la revista Nature Energy.

Es probable que el hidrógeno verde suministre menos del 1% de la energía final a nivel mundial en 2035, mientras que la Unión Europea podría alcanzar la marca del 1% un poco antes, hacia 2030. En concreto, el plan de la UE para 2030 de suministrar 10 millones de toneladas de hidrógeno verde con capacidad nacional estará fuera de su alcance, a menos que los responsables políticos puedan fomentar un crecimiento sin precedentes para las tecnologías energéticas. Para 2040, es más probable un avance hacia mayores cuotas de hidrógeno verde, pero prevalecen grandes incertidumbres que aumentan los riesgos de inversión actuales. Sin embargo, la historia muestra que las medidas políticas de emergencia podrían producir tasas de crecimiento sustancialmente más altas, acelerando el avance y aumentando la probabilidad de disponibilidad futura del hidrógeno.

En los últimos años ha suscitado un gran entusiasmo y desempeña un papel fundamental para facilitar muchos escenarios de emisiones netas cero: El hidrógeno verde y los combustibles electrónicos derivados se basan en la electricidad renovable y se producen mediante un proceso llamado electrólisis, que divide las moléculas de agua H2O en hidrógeno y oxígeno. "Gran parte del debate y la investigación en torno al hidrógeno ha girado en torno a cuestiones relacionadas con la demanda de aplicaciones, mercados y sectores adecuados. Pero hasta ahora ningún estudio analizaba el cuello de botella de las posibles vías de expansión de la electrólisis, una tecnología de suministro que está en pañales y que necesita experimentar una rápida innovación y despliegue para dar rienda suelta a su potencial de mitigación del cambio climático", explica el autor principal, Adrian Odenweller, del Instituto de Investigación del Impacto Climático de Potsdam (PIK).

El avance del hidrógeno verde no es un hecho: se necesitan medidas políticas decisivas

Los electrolizadores actuales son en su mayoría pequeños y se fabrican de forma individual; sin embargo, la capacidad mundial debe multiplicarse por 6.000 u 8.000 de aquí a 2050 para contribuir a los escenarios de neutralidad climática compatibles con el Acuerdo de París. Esto empequeñece el aumento simultáneo de 10 veces de la energía renovable, que está fácilmente disponible y es competitiva en cuanto a costes.

Utilizando una simulación informática de difusión de tecnologías energéticas y explorando miles de mundos posibles, el equipo de investigación profundizó en la probabilidad y la viabilidad de aumentar las capacidades de electrólisis.

"El amplio éxito del hidrógeno verde no es en absoluto un hecho. Incluso si las capacidades de electrólisis crecen con la misma rapidez que la energía eólica y la solar, hay pruebas fehacientes de la escasez a corto plazo y la incertidumbre a largo plazo en cuanto a la disponibilidad del hidrógeno verde", afirma Falko Ueckerdt, coautor del PIK. "Ambas cosas impiden la inversión en usos finales e infraestructuras de hidrógeno, lo que reduce el potencial del hidrógeno verde y pone en peligro los objetivos climáticos". Sin embargo, aunque esto podría hacer del hidrógeno verde una apuesta arriesgada desde el punto de vista de las políticas, los análogos históricos también sugieren que las medidas políticas de emergencia podrían fomentar tasas de crecimiento sustancialmente más altas, acelerando el avance y aumentando la probabilidad de disponibilidad de hidrógeno en el futuro". Estos análogos incluyen situaciones de movilización en tiempos de guerra (por ejemplo, los aviones estadounidenses o los barcos de la libertad en la Segunda Guerra Mundial), de inversiones públicas masivas y coordinación central (por ejemplo, la energía nuclear en Francia o el ferrocarril de alta velocidad en China), o del despliegue impulsado por el mercado de innovaciones informáticas altamente modulares con bajos requisitos de coordinación (por ejemplo, los hosts de Internet o los teléfonos inteligentes).

Invertir el capital político con un conocimiento creciente, equilibrando los riesgos restantes

Los autores afirman que los conocimientos sobre el hidrógeno -desde su disponibilidad hasta sus costes- crecerán muy rápidamente en los próximos años. Fomentar las inversiones rápidas en las cadenas de suministro de hidrógeno verde que permitan tasas de crecimiento no convencionales de la electrólisis ampliaría el espacio de viabilidad más allá de lo que se ha experimentado para análogos energéticos como la eólica y la solar. "Esto podría romper el círculo vicioso de la oferta incierta, la demanda insuficiente y la infraestructura incompleta, y convertirlo en un mecanismo de retroalimentación positiva, en el que cada componente refuerza a los demás. La escasez a corto plazo y la incertidumbre a largo plazo son dos caras de la misma moneda y podrían resolverse juntas mediante un mayor apoyo político que genere expectativas compartidas de crecimiento rápido", afirma el coautor Gregory Nemet, de la Universidad de Wisconsin-Madison.

Según el estudio, las políticas que impulsen un rápido despliegue de electrolizadores con capacidades a escala de gigavatios en los próximos años podrían contribuir a desencadenar importantes efectos de innovación y ampliación y permitir que el hidrógeno verde satisfaga la demanda en sectores inaccesibles para la electrificación directa. Junto con la expansión de la electricidad renovable, podría mantener la ventana abierta para alcanzar un papel más amplio y prominente del hidrógeno en un sistema energético neutro para el clima.

Sin embargo, los responsables políticos deben ser conscientes de que sigue existiendo el riesgo de sobrestimar el potencial del hidrógeno verde, señala Gunnar Luderer, coautor del PIK: "Incluso con una evolución favorable en el futuro inmediato, el suministro de hidrógeno será demasiado escaso para sustituir el uso de combustibles fósiles a gran escala. Los responsables políticos deberían dar prioridad a los incentivos del hidrógeno en los sectores en los que no existen otras alternativas, como la industria pesada (por ejemplo, el acero), o el suministro de energía en horas de baja generación de electricidad eólica y solar. Sin embargo, el hidrógeno no puede utilizarse como excusa para retrasar el despliegue de otras opciones limpias fácilmente disponibles, como la movilidad eléctrica o las bombas de calor. Para reducir eficazmente las emisiones de gases de efecto invernadero y limitar los riesgos climáticos, debemos ampliar todas las tecnologías cruciales de carbono cero con todo el esfuerzo.

Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.

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