Hidrógeno verde: escalando el peso pesado de la descarbonización

Hidrógeno verde: escalando el peso pesado de la descarbonización


Este artículo está patrocinado por Ørsted.

De una tecnología de nicho hace solo unos años, el hidrógeno verde, hecho con energía renovable, irrumpió en la corriente principal de descarbonización global como una «nueva solución» para desplazar las emisiones de carbono de algunos de los sectores más difíciles de reducir.

El hidrógeno verde todavía tiene un largo camino por recorrer para convertirse en un jugador importante en la reducción de las emisiones climáticas globales, pero con una creciente cartera de proyectos y objetivos de políticas importantes que se anuncian en todo el mundo, esta tecnología se acerca rápidamente a un punto de inflexión.

Cimientos fósiles

Hoy en día, el hidrógeno es utilizado principalmente por la industria pesada. Cada año se consumen alrededor de 115 megatones (Mt) de hidrógeno a nivel mundial, principalmente en refinerías de petróleo, para producir amoníaco y metanol, y en otros procesos químicos e industriales.

La demanda actual se satisface casi exclusivamente con hidrógeno, que se produce al «craquear» los combustibles fósiles a nivel molecular, produciendo hidrógeno y mucho carbono (CO2). De las aproximadamente 70 Mt de producción dedicada de hidrógeno en todo el mundo hoy en día, el 70 por ciento se produce a partir de gas natural reformado con vapor de metano, o «hidrógeno gris», que emite 9 kg adicionales de CO2 por kg de hidrógeno producido. Peor aún, alrededor del 27 por ciento proviene de la gasificación del carbón, que emite 19 kg de CO2 por kg de hidrógeno. En total, el consumo de hidrógeno representa aproximadamente el 2 por ciento de las emisiones globales de carbono en la actualidad.

Redención renovable

Afortunadamente, la electrólisis, que utiliza electricidad renovable para dividir el agua en hidrógeno y oxígeno, ofrece una forma alternativa de producir hidrógeno sin emitir gases de efecto invernadero. La industria llama a esto “hidrógeno verde”. A medida que el costo de la energía eólica y solar ha caído hasta el punto durante la última década de que la energía renovable es más asequible que el carbón, el gas o la energía nuclear, el hidrógeno verde se está convirtiendo rápidamente en un componente clave en una economía y un mundo verdaderamente descarbonizados.

orsted_6/22/22_article_image

La flexibilidad de aumentar y apagar, respondiendo a la producción variable de energía eólica y solar, significa que la producción de hidrógeno puede ayudar a equilibrar la oferta y la demanda en la red eléctrica y reducir las necesidades de inversión para la expansión de la red. Esta es una técnica económica, ya que generalmente es más barato mover moléculas en tuberías que electrones en líneas eléctricas.

Pero el hidrógeno no solo complementa la expansión de las energías renovables; También ayudará a reemplazar el petróleo y el gas fósil con combustibles ecológicos.

‘X marca el lugar

El hidrógeno es un potente portador de energía. Quemar un kilogramo de hidrógeno libera 33 kWh de energía, dos órdenes de magnitud más que el contenido de energía de una batería de iones de litio de 1 kg. Esto hace que el hidrógeno sea muy adecuado para los procesos industriales de alta temperatura que hoy en día dependen del carbón o el gas natural. Y permite la descarbonización de las aplicaciones de transporte pesado, donde las demandas de energía son tan grandes que la electrificación directa (usando baterías) se vuelve poco práctica. Por ejemplo, es difícil usar baterías en el transporte marítimo, la aviación y el transporte de larga distancia.

Power-to-X, esencialmente «convertir la electricidad en otra cosa», es el término general tanto para la electrólisis de hidrógeno como para una serie de pasos que se pueden agregar. Por ejemplo, cuando el hidrógeno renovable se combina con carbono, puede producir metanol, que a su vez puede refinarse en otros hidrocarburos. O cuando se combina con nitrógeno, que está fácilmente disponible, ya que constituye aproximadamente el 80 por ciento de nuestra atmósfera, se puede convertir en amoníaco, que es un componente clave de los fertilizantes y potencialmente un combustible libre de carbono para el transporte marítimo.

orsted_5/18/22_white_paper_cover_image_2

Los escenarios razonables de descarbonización sugieren que la demanda global de hidrógeno aumentará de cuatro a siete veces a 500 a 800 Mt por año para 2050 para descarbonizar el transporte pesado y otras industrias. Se estima que el hidrógeno y los combustibles electrónicos representarán alrededor de una cuarta parte del consumo mundial de energía para 2050 en un escenario de cero emisiones netas.

Esfuerzos conjuntos para reducir costos

El hidrógeno procedente de energías renovables tiene un coste dos o tres veces superior al del hidrógeno «gris». Pero eso se está desarrollando rápidamente. Una ola de estímulo regulatorio, objetivos de política y ambición audaz de la industria está arrasando el mundo, trabajando juntos para construir cadenas de suministro y lograr economías de escala para reducir el costo de la tecnología.

En los EE. UU., la Ley de Infraestructura de 2021 asignó $ 9.5 mil millones para la investigación de hidrógeno limpio para reducir los costos a $ 2 por kilogramo. Y los créditos fiscales para el hidrógeno limpio se están considerando en el Congreso. En Europa, los gobiernos nacionales se esfuerzan por establecer objetivos nuevos y más audaces, y la UE tiene el objetivo colectivo de suministrar 20 Mt por año de hidrógeno renovable (la mitad de producción nacional) a partir de 2030, producido con una capacidad de electrolizador de 80 GW.

En respuesta a estas ambiciones políticas, y en reconocimiento de las megatendencias globales que impulsan la descarbonización, las empresas están asumiendo compromisos nuevos, más audaces y agresivos para implementar combustibles verdes y limpios. Esto ayuda a brindar seguridad a las inversiones, los desarrolladores y los proveedores de tecnología para construir la industria.

Ørsted se asoció recientemente con la empresa naviera mundial Maersk para construir una instalación de e-metanol y electrolizador de energía solar y eólica de 675 MW en la costa del Golfo de EE. Es crucial que las empresas envíen una señal del lado de la demanda para que los proveedores y los inversores puedan comprometerse con cierto grado de certeza. Ørsted es parte de First Movers Coalition, a través de la cual más de 50 empresas se comprometen por adelantado a comprar soluciones de descarbonización en sectores difíciles de reducir.

orsted_5/18/22_white_paper_cover_image_3

Entre la ambición política, un mayor desarrollo y demostración, y un aumento significativo de la producción para permitir economías de escala, el hidrógeno verde debería alcanzar la paridad de precios con el hidrógeno «gris» para fines de la década. Se requerirá un gran esfuerzo e inversión para llegar allí, pero como hemos visto con la energía renovable, también existe un inmenso potencial para los países y estados si lideran el camino. Los pioneros se beneficiarán de nuevos puestos de trabajo en la cadena de suministro de hidrógeno verde al tiempo que garantizan la viabilidad a largo plazo de la industria pesada y el sector del transporte existentes.

arrancar

En Ørsted, vemos el hidrógeno como un componente clave de la transición verde y un área de crecimiento importante. Con un historial comprobado de gestión de proyectos complejos de energía renovable, sólidas capacidades en tierra y una presencia grande y creciente en estados clave como Texas y Nueva York, estamos listos para respaldar la rápida expansión de la infraestructura y la capacidad de hidrógeno y, por lo tanto, la seguridad energética para respaldar el proceso.

Por el lado de la política, algunos componentes básicos ayudarán a empresas como Ørsted a ampliar el hidrógeno renovable. Éstos incluyen:

  • Crédito fiscal para la producción de hidrógeno verde. Este crédito, propuesto en la legislación actual, es similar a los Créditos Fiscales a la Producción (PTC) existentes que han ayudado a hacer crecer la industria de las energías renovables. El crédito fiscal propuesto actual es de $3 por kilogramo de hidrógeno limpio.
  • Normas claras y comprensibles para el hidrógeno renovable. Estos estándares, que deberían incluir una distinción clara entre hidrógeno verde, azul y gris, pueden crear un campo de juego nivelado para los participantes del mercado y dar a los productores de hidrógeno claridad sobre cómo fabricar, vender y financiar su producto. La alineación con los estándares internacionales en evolución también permitirá que los combustibles limpios producidos en EE. UU. compitan internacionalmente.
  • Apoyo a las industrias cambiantes. Dado que sectores como el transporte, los productos químicos, los fertilizantes, el acero y la refinación están liderando el camino hacia la descarbonización, deberían tener acceso a programas de capacitación laboral, incentivos fiscales y apoyo político que ayuden a respaldar sus iniciativas.

La experiencia de Ørsted en la transición de una empresa de combustibles fósiles a un líder en energía verde en una década ha demostrado que lo que inicialmente parecía ser una costosa tecnología de nicho verde puede rápidamente generalizarse, popularizarse y ser más barata que los combustibles fósiles si los gobiernos y las empresas de combustibles trabajan juntos de manera efectiva. Está claro que el hidrógeno renovable va por el mismo camino. Con un empujón adicional por todos lados, este elemento más liviano puede convertirse en un peso pesado de la descarbonización.

Related post

Un enfoque químico verde para la síntesis de nanocompuestos

Un enfoque químico verde para la síntesis de nanocompuestos

Un artículo publicado en la revista Ciencia e Ingeniería de Materiales: B informó sobre la síntesis ecológica de nanocompuestos de nanopartículas…
Producción de hidrógeno y captura de carbono

Producción de hidrógeno y captura de carbono

29 de julio de 2022 (Noticias de Nanowerk) El hidrógeno se genera a partir de la materia prima gas natural, combinado…
Energía verde: hagamos primero las cosas más rápidas e inteligentes

Energía verde: hagamos primero las cosas más rápidas e…

¿Cuáles son los más rápido, más inteligente Cosas relacionadas con la energía verde que la sociedad debería hacer Primero? Aerogeneradores en…

Leave a Reply

Tu dirección de correo electrónico no será publicada.