Hidrógeno Verde en Chile: Un Aporte a la Transición Energética Global

Hoy en día, vemos gobiernos de todo el mundo que adoptan políticas de descarbonización para alejar sus economías de la generación de electricidad con altas emisiones y la fabricación/producción contaminante de bienes y servicios. El principal enfoque ha sido el fomento de las energías renovables (principalmente solar y eólica) y diferentes políticas de eficiencia energética. Los resultados han sido razonablemente exitosos hasta ahora con respecto a las emisiones de CO2 relacionadas con la energía en el sector de generación de energía. También ha habido consenso reciente sobre el importante papel que puede desempeñar el hidrógeno, y especialmente el hidrógeno verde, en el futuro sistema energético y su contribución a un ciclo completo de producción de bienes y servicios más sostenible.

Teniendo en cuenta lo anterior, los objetivos en curso sobre descarbonización se centran principalmente en la adopción de estándares para lograr emisiones netas de carbono cero para el año 2050. Aparentemente, ahora hay suficiente evidencia científica del Panel Intergubernamental sobre Cambio Climático (IPCC) que indica que Las emisiones de CO2 deben caer a cero neto alrededor del año 2050. Esto está alineado con el objetivo del Acuerdo de París y, por lo tanto, actualmente nos enfrentamos a un consenso casi global sobre la acción política relacionada con el clima. Por ejemplo, el Reino Unido y Francia comenzaron en 2019 con objetivos para lograr cero neto para 2050. Pero quizás el desarrollo más significativo se produjo en 2020 cuando China se comprometió a lograr cero neto para 2060. Chile también se comprometió en 2019 a lograr cero neto. -cero para 2050.

¿Dónde nos encontramos a nivel mundial con respecto al suministro de energía?

  • La producción de electricidad es la mayor fuente individual de emisiones de CO2, y la reducción de emisiones en los últimos diez años se ha logrado esencialmente mediante la sustitución de combustibles fósiles por fuentes renovables de electricidad (principalmente solar y eólica). Los países, incluido Chile, se están moviendo hacia la electrificación basada en energías renovables de sectores económicos completos (también llamada descarbonización por electrones).
  • Existe una fuerte evidencia de que la electrificación basada en energías renovables puede no ser posible, por razones técnicas y/o económicas, en sectores difíciles de reducir. Estos incluyen industrias pesadas que requieren calor de alta temperatura y tienen emisiones de proceso significativas (es decir, producción de hierro, acero, productos químicos y cemento). Por lo tanto, existe la posibilidad de que algunos sectores queden sin descarbonizar y rezagados en la transición energética.
  • Hay grandes esperanzas en otros métodos de descarbonización que puedan usarse para acercar las emisiones de la industria a cero neto (también llamada descarbonización por moléculas); por ejemplo, a través del uso extendido del Hidrógeno y particularmente del Hidrógeno Verde, y la captura y almacenamiento de carbono (CCS).
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Formas alternativas de aumentar la descarbonización para cumplir con los objetivos de carbono cero neto

En primer lugar, el concepto tradicional de Economía Circular, utilizado en la economía de la producción y la gestión de los recursos en general, puede verse como una forma adicional de aumentar la descarbonización a través de medios no energéticos. En una economía circular, los materiales y productos se mantienen en el circuito durante el mayor tiempo posible, con pérdidas mínimas, lo que ofrece una forma de lidiar con la descarbonización parcial.

En segundo lugar, como se indicó anteriormente, el hidrógeno como método de descarbonización tiene varias características atractivas, más allá de lo obvio de ser un elemento común y de combustión limpia (aunque a menudo está ligado a otros elementos como el oxígeno o el carbono). Es relativamente transportable y se puede almacenar a largo plazo. De hecho, el hidrógeno tiene varios beneficios como componente de la transición energética global. Se puede utilizar para descarbonizar actividades difíciles de reducir en sectores como la industria pesada y el transporte que podrían estar en riesgo de no descarbonizarse. La función de almacenamiento de Hydrogen también es compatible con la infraestructura de gas natural existente que puede usarse para ese propósito en un futuro cercano. En resumen, el hidrógeno puede reemplazar potencialmente a los hidrocarburos en la aviación, el transporte marítimo y el transporte pesado por carretera, y en las industrias química, siderúrgica y también del cemento. Una pregunta relevante es de dónde podría provenir el hidrógeno para satisfacer estas necesidades energéticas futuras, y ha surgido un colorido grupo de términos para describir las opciones tecnológicas, en función de la forma de energía primaria de la que se derivan: negro para carbón, gris para gas. , azul para gas con CCS, y verde para electricidad renovable vía electrólisis.

Es importante comprender los intereses comerciales detrás del hidrógeno y, desde esa perspectiva, los proveedores de electricidad renovable, las compañías de gas y los gobiernos deberían, en principio, apoyar la transición del hidrógeno. Solo como ejemplo, para las empresas de gas natural, el apoyo al hidrógeno estaría impulsado por las preocupaciones sobre la disminución a largo plazo de la demanda de gas natural y las emisiones cada vez más reguladas. En este escenario, el Hidrógeno ofrece una alternativa que combina la posibilidad de retener la infraestructura gasista como activo, convirtiendo al Hidrógeno en una oportunidad de negocio estratégica para estas empresas.

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Impulsores de la política de hidrógeno en Chile

En noviembre de 2020 Chile publicó un importante documento en el que se denominó el Estrategia Nacional de Hidrógeno Verde.

Está claro a partir de la estrategia que Chile ve un papel importante a largo plazo para el hidrógeno verde, hecho a través de la electrólisis utilizando electricidad renovable. No está claro en este momento si hay espacio para Blue Hydrogen, utilizando gas natural como materia prima con CCS probablemente en el área de Magallanes.

Hoy en día, el hidrógeno se produce predominantemente a partir de combustibles fósiles, acompañado de la generación de grandes cantidades de emisiones de CO2 y dado que se produce cerca del consumo, no hay necesidad de transporte a gran escala. Sin embargo, hay varias opciones para reemplazar este hidrógeno intensivo en carbono y expandir la producción para hacer hidrógeno verde o azul. La principal tecnología baja en carbono es la electrólisis del agua utilizando energía renovable o quizás gas natural. Actualmente, el Hidrógeno derivado de la electrólisis del agua no es relevante en términos de producción en Chile. Sin embargo, debido a las ambiciones de descarbonización y la importante expansión de las energías renovables, el potencial de producción futuro es muy alto. Además, se pueden distinguir dos opciones de abastecimiento de electricidad: suministro de electricidad fuera de la red desde plantas dedicadas (es decir, energía eólica marina o plantas solares dedicadas) y suministro de electricidad desde la red. La principal ventaja del suministro eléctrico desde plantas dedicadas es que no es necesaria la conexión a la red eléctrica, y podría ser una alternativa viable para las futuras plantas en Chile en zonas extremas del país.

La Estrategia se basa en informes de expertos que muestran que Chile tiene ventajas competitivas en la producción de Hidrógeno Verde y podría convertirse potencialmente en un importante exportador a nivel mundial. Sin embargo, también se avecinan varios desafíos que serán fundamentales para lograr las metas propuestas por la estrategia:

  • Producción: Cerca del 60-80% del costo de Green Hydrogen es el suministro de electricidad. Esta es el área donde Chile tiene importantes ventajas comparativas al tener un bajo costo de producción de energía renovable – solar en el norte y eólica en el área de Magallanes. El costo actual de la producción de hidrógeno verde está en el rango de USD 5 por kg, pero para ser competitivo en todo el mundo, debe bajar a USD 1,5 o menos por kg. Para lograrlo, se requieren costos de generación muy bajos, así como una logística de transporte eficiente.
  • Regulación: Se necesita una regulación integral para la producción, almacenamiento y transporte de Hidrógeno Verde para reducir la incertidumbre del mercado, brindando señales claras y transparentes, y minimizando la burocracia para el desarrollo de nuevos proyectos.
  • Desalinización: La necesidad de agua dulce para producir hidrógeno verde es un desafío en términos de costo, particularmente en áreas donde la desalinización puede aumentar la carga de costos.
  • Recursos humanos: Para desarrollar esta industria en la escala que la estrategia espera, Chile necesitará un gran contingente de capital humano especializado.
  • Almacenamiento y Transporte: La potencial necesidad de aplicar un proceso adicional que permita comprimir (licuar) el Hidrógeno Verde puede requerir un alto gasto de energía. Por el lado del transporte, existen serios desafíos para el desarrollo inicial de un mercado local. La exportación se hará, hasta donde se sabe hoy, transformando el Hidrógeno Verde en amoníaco para ser transportado por grandes barcos. Pero la escala de producción debe ser lo suficientemente grande y la logística de transporte (incluidos los puertos) lo suficientemente eficiente para ser competitivo con otros países.
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Como muestra la experiencia en otras industrias, si bien la publicación de un documento que establece una estrategia es un primer paso simple, es probable que sea significativamente más desafiante implementar los incentivos y las estructuras regulatorias necesarias para permitir que las inversiones requeridas se realicen dentro de los plazos. La buena noticia es que Chile está dando los pasos correctos para desarrollar su industria de Hidrógeno Verde y posicionar al país como un centro de excelencia con miras a convertirse en un exportador global, haciendo una contribución importante a la transición energética global.

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