Plataforma de electrólisis para la producción de hidrógeno, en Leuna, este de Alemania.
AFP a través de Getty Images
Lo que sabíamos antes.
Los siguientes aspectos del hidrógeno han sido explorados anteriormente.
Rystad Energy predijo hace dos años que el hidrógeno líquido encontrará un lugar en la mesa de 2050, pero solo representará el 7% de la energía limpia total necesaria. Este 7% es un nicho de combustible limpio para la aviación, los buques oceánicos y las industrias del cemento y el acero difíciles de reducir.
El hidrógeno líquido tiene dos grandes ventajas: una, la energía está contenida en una forma densa. Dos, se quema en el aire al agua sin emisiones de carbono.
El hidrógeno es adecuado para la producción por parte de las grandes compañías de petróleo y gas porque ya saben cómo producir y distribuir otro gas, el gas natural, y tienen mucho dinero.
Lo que sabemos ahora.
DNV en su informe anual1 a fines de 2022 estimó que el hidrógeno líquido cubrirá solo el 5% (no el 7%) de las necesidades de energía limpia para 2050.
Como ha escrito Bloomberg Green, hay razones por las que el hidrógeno aún no se ha generalizado, como lo han hecho la energía eólica y la solar. Uno es el costo: la producción verde por electrólisis del agua es costosa y la electrólisis es una tecnología ineficiente.
Dos, el hidrógeno azul no es amigable con el clima. Si bien es más barato que el hidrógeno verde, el hidrógeno azul requiere energía para producir y descomponer el metano en hidrógeno más CO2, y el CO2 debe eliminarse, generalmente mediante CCS (captura y almacenamiento de carbono). Ambos extremos de la cadena de producción de hidrógeno dificultan la "limpieza" en esta alternativa de hidrógeno.
Tres, la mayoría de las máquinas e industrias no están adaptadas para usar hidrógeno. Es un costo adicional equipar un automóvil convencional para que queme hidrógeno en lugar de gasolina, o adaptar máquinas en un taller industrial para quemar hidrógeno en lugar de gas natural.
El hidrógeno es una opción natural para las empresas de petróleo y gas debido a su vasta experiencia en gas natural, pero también porque obtuvieron enormes ganancias en 2022 y pueden permitirse asumir riesgos en nuevas empresas.
Predicciones sombrías de costos para el hidrógeno.
Un artículo reciente proporciona extractos de Energy Transition Outlook de DNV1 2023. Los puntos principales son:
· Alcanzar el 5% de la demanda mundial de energía limpia para 2050 costará más de $7 billones para la producción, incluidas las nuevas terminales de amoníaco y los oleoductos.
· La mayor parte del hidrógeno se utilizará en la fabricación.
· Juntos, el hidrógeno y el amoníaco constituirán aproximadamente la mitad de los combustibles para el transporte marítimo mundial, una de las categorías difíciles de reducir.
· Más del 50 % de los gasoductos mundiales de hidrógeno se reutilizarán a partir de gasoductos de gas natural.
· América Latina y Oriente Medio y Norte de África se convertirán en exportadores de hidrógeno o amoníaco ya que cuentan con amplios territorios disponibles para energías renovables como la eólica y la solar para producir hidrógeno por electrólisis.
· En Europa, grandes países como Alemania, Francia y España tendrán objetivos para 2030 de 4-6.5 Gw de producción doméstica de hidrógeno.
· El Reino Unido, con su gran red de gasoductos, podrá cambiar del gas natural al hidrógeno.
· Los planes de la UE incluyen 6 Gw de capacidad de electrolizadores para 2024, disparando hasta 40 Gw para 2030.
¿Se está sobrevendiendo el hidrógeno?
Entonces, ¿se está sobrevendiendo el hidrógeno? Aunque el combustible de hidrógeno crea más entusiasmo que la energía solar o eólica, el 7 % del pronóstico total de energía limpia para el hidrógeno en 2050 es un porcentaje bastante pequeño del total. Agregue a esto los costos excesivos previstos para poner el hidrógeno en línea, lo que hace que sea tentador admitir que el hidrógeno se está vendiendo en exceso como un combustible limpio de bala de plata para 2050.
Echemos un vistazo a las actividades de hidrógeno en algunos países, algunos de los cuales están involucrados en la industria del petróleo y el gas.
Planes de hidrógeno en la Unión Europea (UE) versus EE.UU.
La producción global total de hidrógeno es de aproximadamente 90 millones de toneladas por año ahora. La AIE (Agencia Internacional de Energía) predice que esto deberá aumentar a 180 millones de toneladas por año para 2030 para lograr emisiones netas de carbono cero para 2050.
Casi la totalidad de los aproximadamente 10 millones de toneladas anuales de hidrógeno que se producen ahora en los EE. UU. se utilizan en la industria para refinar petróleo, tratar metales, producir fertilizantes y procesar alimentos.
Pero la mayor parte de la producción actual, el 99%, es hidrógeno azul que no está libre de carbono, como se describió anteriormente. El hidrógeno verde se produce por electrólisis del agua y es en gran parte libre de carbono, si se alimenta con electricidad renovable.
La UE se ha adaptado rápidamente a la electrólisis de hidrógeno verde, en gran parte libre de carbono. Pero la UE ha tardado en responder a las inversiones masivas en hidrógeno proporcionadas por la Ley de Reducción de la Inflación (IRA) de EE. UU., que destina la friolera de 369 millones de dólares a programas de energía verde.
A nivel mundial, dice el artículo, solo el 1% de los proyectos de hidrógeno planificados, que ascienden a 1 Tw (Terravatio), han comenzado a construirse. Alrededor de una cuarta parte de esto, 269 Gw (Gigavatios) estarán en línea para 2030. El crecimiento se sentirá como una revolución, ya que la producción de hidrógeno actual es de solo 0.45 Gw.
También prevé que el coste del hidrógeno verde caerá de los 6-8 euros/kg actuales a menos de 3 euros/kg en 2050.
Centros de hidrógeno en los EE. UU.
Además de las ventajas habituales de la concentración de infraestructura, el concepto de centros de hidrógeno es compensar el peligro y los costos incurridos en el transporte de hidrógeno, que es altamente combustible, a grandes distancias.
El Congreso de los EE. UU. asignó $ 8 mil millones de la Ley de Infraestructura de 2021 para el DOE (Departamento de Energía) para apoyar al menos cuatro proyectos de demostración que involucran a productores de hidrógeno, usuarios finales y la infraestructura que los conecta. El DOE ya financió 400 proyectos asombrosos en hidrógeno por parte de universidades, laboratorios nacionales e industrias, y los nuevos centros se apoyarán en esta información.
Las solicitudes de financiación total debían presentarse en abril de 2023. Se han presentado solicitudes de cuatro alianzas privadas, así como de muchos gobiernos estatales aliados con la industria y algunos aliados con otros estados. El financiamiento inicial del DOE no debe exceder los $1.25 mil millones por centro, lo cual es una gran cantidad de dinero. Esperan seleccionar de 6 a 10 centros regionales con una financiación combinada de $ 6 a 7 mil millones.
Un centro se llama el Centro HyVelocity centrado a lo largo de la costa del Golfo de EE. UU. y organizado por Chevron
CVX
XOM
Uno de los objetivos es resolver el desafío del DOE, llamado Hydrogen Shot, de producir 1 kg de hidrógeno mientras se emiten menos de 2 kg de dióxido de carbono. Otro objetivo es reducir el costo del hidrógeno en un 80%, a $1/kg dentro de 10 años.
Programas como el anterior han captado la atención de la industria en los EE. UU. Los créditos fiscales ofrecidos por la IRA podrían generar $ 100 mil millones en producción de hidrógeno limpio, además de los $ 8 mil millones que el Congreso asignó de la Ley de Infraestructura.
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Eventos de Reuters
Reuters Events ha resumido muy brevemente otros centros de hidrógeno que deben vigilarse.2. Su lista incluye:
El centro de hidrógeno limpio Trans Permian y Horizons: tiene un fuerte vínculo con el petróleo y el gas del oeste de Texas.
HyBuild Los Ángeles
El proyecto HyGrid
El centro de hidrógeno HALO: Los estados de Arkansas, Louisiana y Oklahoma tienen una larga historia de producción y transporte de líquidos de petróleo y gas.
El centro de almacenamiento avanzado de energía limpia
La Red de Innovación de Hidrógeno Limpio del Suroeste
El Centro de Hidrógeno del Sudeste
La mayoría de estos proyectos involucran servicios públicos de energía o proyectos patrocinados por la ciudad o el estado sin fines de lucro y muchos cuentan con el apoyo de la universidad.
La convocatoria de proyectos del DOE recibió 79 solicitudes2, pero solo 33 de estos fueron invitados a presentar solicitudes formales para abril de 2023. La selección final de menos de 10 centros será en la segunda mitad de 2023.
Está claro que las partes interesadas de todo el país han captado la visión del hidrógeno. Estados Unidos se ha comprometido con un futuro de hidrógeno y quiere liderar el mundo en esta transición.
En un artículo futuro, describiremos las actividades de determinadas empresas de petróleo y gas en la producción de hidrógeno.
Takeaways
La visión del hidrógeno es ambiciosa, porque es difícil de producir, peligroso de almacenar y transportar, y costoso.
La versión baja en carbono del hidrógeno se llama hidrógeno verde, que es costosa porque es un proceso ineficiente basado en la electrólisis del agua. Esencialmente, toda la producción actual de hidrógeno es hidrógeno azul, pero esto tiene desventajas de alto contenido de carbono al principio y al final del proceso de generación.
Pero el hidrógeno no es una panacea. Una industria del hidrógeno puede tomar una gran parte del 5-7% de las emisiones difíciles de reducir de la energía mundial para 2050, pero la mayor parte de las emisiones totales aún permanece: 93-95%.
Referencias.
1. DNI, Perspectivas de la transición energética 2022, Octubre 13, 2022.
2. Eventos de Reuters: Los estados de hidrógeno de América, Hydrogen_Hubs_Whitepaper_5 de abril de 2023.pd
Fuente: https://www.forbes.com/sites/ianpalmer/2023/05/30/hydrogen-is-ramping-up-in-the-energy-transition-but-it-may-be-oversold/