Hidrógeno Verde en Chile: Aporte a la Transformación Energética Global

Hoy en día, vemos gobiernos de todo el mundo que adoptan políticas de descarbonización para cambiar sus economías de la generación de energía con altas emisiones y la producción/producción de bienes y servicios contaminantes. El enfoque principal es desarrollar energía renovable (principalmente solar y eólica) y varios principios de eficiencia energética. Las conclusiones sobre las emisiones de CO2 relacionadas con la energía en el sector de generación de energía hasta ahora han sido razonablemente exitosas. El hidrógeno, y especialmente el hidrógeno verde, podría desempeñar un papel importante en el futuro sistema energético y existe un consenso reciente sobre su contribución a un ciclo de producción completo más estable para bienes y servicios.

En vista de lo anterior, los objetivos actuales de descarbonización se centran principalmente en cumplir con los estándares para lograr emisiones netas de carbono cero para 2050. Existe amplia evidencia científica que sugiere que el Panel Intergubernamental sobre el Cambio Climático (IPCC) está hecho por el hombre. Las emisiones de CO2 deberían caer a cero neto para 2050. Esto está en línea con el objetivo del Acuerdo de París, por lo que actualmente nos enfrentamos a un consenso global sobre la acción política del cambio climático. Por ejemplo, el Reino Unido y Francia comenzaron con el objetivo de llegar a cero neto en 2019 para 2050. Pero el desarrollo más significativo se produjo cuando China prometió llegar a cero neto para 2020 para 2060. Cero para 2050.

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

  • La generación de electricidad es la mayor fuente individual de emisiones de CO2, y la reducción de emisiones en los últimos diez años se ha logrado reemplazando los combustibles fósiles con fuentes renovables de electricidad (principalmente solar y eólica). Los países, incluido Chile, se están moviendo hacia la electrificación renovable de sectores económicos completos (también conocida como descarbonización por electrones).
  • Por razones técnicas y/o económicas, existe fuerte evidencia de que la electrificación basada en energías renovables no es factible en sectores de difícil acceso. Estos incluyen industrias pesadas que requieren calefacción a alta temperatura y emisiones de proceso significativas (es decir, la producción de hierro, acero, productos químicos y cemento). Entonces, hay oportunidades para que algunos sectores se queden atrás sin carbonización y conversión de energía.
  • Existe una gran dependencia de otros métodos de descarbonización utilizados para acercar las emisiones industriales a cero neto (también llamado descarbonización por moléculas); Por ejemplo, a través del uso extendido del hidrógeno y especialmente 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 producción y la gestión de recursos en general, se considera una forma adicional de aumentar la descarbonización por medios no energéticos. En una economía circular, los productos y productos brindan una forma de lidiar con la descarbonización parcial, con una pérdida mínima durante el mayor tiempo posible.

En segundo lugar, como se mencionó anteriormente, el hidrógeno es un sistema de descarbonización con muchas características atractivas, más allá de ser un combustible puro y un elemento común (a menudo unido a otros elementos como el oxígeno o el carbono). Es relativamente transportable y se almacena durante mucho tiempo. De hecho, el hidrógeno tiene muchos beneficios como parte de una transformación energética global. Se puede utilizar para decorbonizar el trabajo duro en sectores como la industria pesada y el transporte. La característica de almacenamiento de hidrógeno es compatible con la infraestructura de gas natural existente, que puede usarse para ese propósito en el futuro. En definitiva, el hidrógeno convertirá los hidrocarburos en la aviación, el transporte marítimo y pesado por carretera y en las industrias química, siderúrgica y cementera. Una pregunta relevante es de dónde provendrá el hidrógeno para estas necesidades energéticas futuras, y se han desarrollado términos coloridos para describir las opciones técnicas de las que se deriva la energía primaria: negro para carbón, gris para gas, azul para gas con CCS y verde para electricidad renovable por electrólisis.

Es importante comprender los intereses comerciales detrás del hidrógeno y, desde esa perspectiva, los proveedores de energía renovable, las compañías de gas y los gobiernos deberían, en principio, apoyar la conversión de hidrógeno. Para las empresas de gas natural, por ejemplo, el apoyo al hidrógeno estará 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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Principales impulsores del hidrógeno en Chile

En noviembre de 2020 Chile publicó un importante documento Estrategia Nacional de Hidrógeno Verde.

De la estrategia se desprende claramente que Chile considera un papel importante a largo plazo para el hidrógeno verde generado por electrólisis utilizando electricidad renovable. Se desconoce en este momento qué hará después de dejar el cargo.

Hoy en día, el hidrógeno se produce principalmente a partir de combustibles fósiles, que producen grandes cantidades de emisiones de CO2, y debido a que se produce cerca del consumo, no requiere transporte a gran escala. Sin embargo, existen varias opciones para reemplazar este hidrógeno intensivo en carbono y expandir la producción para producir hidrógeno verde o azul. La principal tecnología baja en carbono es la electrólisis del agua usando energía renovable o quizás gas natural. En la actualidad, el hidrógeno derivado de la electrólisis del agua no es apto para su producción en chile. Sin embargo, debido a las ambiciones de descarbonización y la expansión significativa de las energías renovables, la capacidad de producción futura es muy alta. Además, se pueden distinguir dos opciones de fuente de energía: energía fuera de la red de plantas especializadas (es decir, agua de mar o plantas solares especiales) y energía en el escenario. La principal ventaja de suministrar electricidad desde plantas especializadas es que no se requiere conexión a la red eléctrica, y esta sería una alternativa viable para futuras plantas en Chile en las zonas extremas del país.

La estrategia se basa en informes de expertos de que Chile tiene ventajas competitivas en la producción de hidrógeno verde y podría convertirse en un exportador global. Sin embargo, existen varios desafíos fundamentales para alcanzar las metas propuestas por la estrategia:

  • Producción: 60-80% del costo del hidrógeno verde es el suministro de electricidad. Esta es el área donde Chile tiene importantes ventajas comparativas debido a su bajo costo de producción de energía solar y eólica – energías renovables en la región de Magallanes en el norte. El costo actual de la producción de hidrógeno verde está en el rango de USD 5 por kg, pero para ser competitivo a nivel mundial debe ser de 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 de la producción, el almacenamiento y el transporte de hidrógeno verde para reducir la incertidumbre del mercado, proporcionar señales claras y transparentes y reducir la burocracia para el desarrollo de nuevos proyectos.
  • Desalinización: La necesidad de agua dulce para generar hidrógeno verde es un desafío en términos de costo, especialmente en áreas donde aumenta la carga de los costos de desalinización.
  • Recursos humanos: Chile necesitará una gran cantidad de capital humano especializado para desarrollar esta industria en la medida prevista por la estrategia.
  • Almacenamiento y transporte: La posibilidad de utilizar un proceso adicional que permita comprimir (licuar) el hidrógeno verde puede requerir mayores costos de energía. Por el lado del transporte, existen serios desafíos para el crecimiento inicial del mercado local. Al convertir el hidrógeno verde en amoníaco, se exportará como se sabe hoy en día para ser transportado por grandes buques. Pero el volumen de producción debe ser adecuado y la logística de transporte (incluidos los puertos) debe ser lo suficientemente eficiente para competir con otros países.
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Como muestra la experiencia en otras industrias, publicar un documento de estrategia es un primer paso simple, y colocar los incentivos y los marcos regulatorios necesarios para realizar las inversiones requeridas dentro de los plazos puede ser un gran desafío. La buena noticia es que Chile está dando los pasos correctos para desarrollar su industria de hidrógeno verde y hacer una contribución significativa a la transformación energética global y hacer del país un mejor centro con el objetivo de convertirse en un exportador global.

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