Por: Energy Insights
De acuerdo con la Agencia Internacional de Energía (AIE), la demanda global de hidrógeno alcanzó los 97 millones de toneladas en 2023, un incremento del 2.5% comparado con 2022. Concentrándose en los sectores químico y de refinación, demanda cubierta a partir de la producción de hidrógeno que proviene de combustibles fósiles.
El hidrógeno de bajas emisiones juega un papel marginal de menos de 1 millón de toneladas en 2023. Sin embargo, la producción de hidrógeno de bajas emisiones podría alcanzar los 49 millones de toneladas por año para 2030 según los proyectos anunciados, casi un 30% más que el año anterior. Este fuerte crecimiento se debe primordialmente por proyectos de electrólisis, con una capacidad de electrólisis que alcanza los 520 GW.
El número de proyectos que han alcanzado la decisión final de inversión (DFI) está creciendo también, alcanzando las 3.4 millones de toneladas al año, de las cuales 1.9 provienen de electrólisis y 1.5 de combustibles fósiles con captura, utilización y almacenamiento de carbono (CUAC). Este último principalmente se ha dado en EEUU y Europa más que duplicándose las (DFI) en el último año.
Lo anterior muestra un progreso notable para un sector naciente, reconociéndose que la mayor parte de la producción potencial aun está en planeación o en etapas tempranas. Para que el conjunto de proyectos completo se materialice se requiere que el sector crezca del orden del 90% como tasa compuesta de crecimiento anual de 2024 a 2030, una tasa muy superior a la tasa experimentada en sus etapas de rápida expansión por los paneles solares fotovoltaicos. Varios proyectos del sector han experimentado retrasos y cancelaciones.
Las principales razones de esta situación se deben a: señales no claras de demanda, problemas de financiamiento, retrasos en los incentivos, incertidumbre regulatoria, aspectos de permisos y licencias y retos operacionales.
China y los electrolizadores – ¿la secuela a Paneles Fotovoltaicos y Baterías?
La capacidad anunciada de electrolización ha alcanzado las DFI de los 20 GW a nivel global. De los cuales 6.5 GW se han logrado en los últimos 12 meses.
China sigue fortaleciendo su liderazgo, al representar el 40% de estas DFI en término de capacidad. Su liderazgo se basa en su manufactura en masa de tecnologías en energías limpias. Ahí reside el 60% de la capacidad de manufactura de electrolizadores en el mundo, esperándose que al igual que la tecnología fotovoltaica y de baterías, logre reducir los costos de producción en masa de electrolizadores.
Varias empresas de manufactura de paneles solares han entrado a la manufactura de electrolizadores, y hoy representan casi la tercera parte de la manufactura de electrolizadores en China.
Por su parte Europa ha cuadruplicado su capacidad de sus proyectos de electrolizadores en el último año llegando a alcanzar 2GW de capacidad, mientras la India emerge como uno de los jugadores clave gracias a DFI por 1.3 GW.
Innovación Tecnológica
La inversión de los gobiernos en tecnologías de hidrógeno ha estado creciendo desde 2016, y empieza a ver resultados. El progreso esta por el lado de la oferta y numerosas tecnologías con aplicaciones en la industria y en la generación de electricidad están alcanzando a la etapa de demostración, así como aplicaciones al transporte, particularmente en el sector marítimo.
Por su parte el número de patentes ha crecido un 47% en 2022, tecnologías motivadas por el cambio climático, lo cual muestra fondeo público creciente y una confianza en las futuras oportunidades de mercado.
Baja competitividad aún del hidrógeno de bajas emisiones
El hidrógeno de bajas emisiones es un sector emergente y como tal, aún enfrenta incertidumbre en relación con los costos.
De acuerdo con proyectos más avanzados, se muestran aún costos al alza, con relación a los electrolizadores. La evolución de los costos a futuro dependerá de varios factores, entre ellos: el desarrollo de la tecnología y en particular del nivel y paso del despliegue tecnológico.
De acuerdo con el escenario Net Zero de la Agencia Internacional de Energía hacia el 2050 el costo de producción de hidrógeno de bajas emisiones a partir de electricidad renovable caería de 2-9 dólares / kg de hidrógeno para 2030, la mitad del valor actual. Con una brecha de costo con el hidrógeno a base de combustibles fósiles, reduciéndose de 1.5-8 dólares / kg a 1-3 dólares / kilogramo de hidrógeno para 2030. Es decir, una reducción de costos del 30%, considerando las políticas actuales prevalecientes.
Las reducciones de costos benefician a todos los proyectos, sin embrago el impacto en competitividad varía entre proyectos individuales. Esta brecha de costo permanecerá siendo un reto importante en el corto plazo para desarrolladores de proyectos, pero para productos finales para los cuales el hidrógeno es un insumo o materia prima intermedia el impacto podría ser manejable en muchos casos. El costo adicional o premium de la producción de hidrógeno de bajas emisiones se reduce conforme pasa a lo largo de la cadena de valor, lo que significa un aumento modesto en el precio del producto final. Un ejemplo sería el uso del acero en la producción de autos eléctricos, que incrementaría el precio final del vehículo eléctrico alrededor de un 1%.
Avances en la creación de demanda de hidrógeno de bajas emisiones
Se están logrando avances en la creación de demanda de hidrógeno de bajas emisiones, pero aún se necesita escalar más la demanda.
sin embargo, los esfuerzos para estimular la demanda están logrando tracción entre los gobiernos, lo cual agregaría 43 millones de toneladas al año en 2030, que sería menor a la oferta de 49 millones de toneladas al año. Las medidas de política aun parecen insuficientes para crear el nivel de demanda necesario para escalar la producción y atender las expectativas de los gobiernos.
Un aspecto importante que considerar es que el apoyo gubernamental para la adopción del hidrógeno de bajas emisiones por el lado de la oferta es el doble que lo que se asigna para estimular el lado de la demanda, por lo que mayores acciones y recursos se requerirán primordialmente para estimular la demanda de hidrógeno de bajas emisiones, para poder motivar inversiones en proyectos de producción.
La creación de Hubs Industriales, donde el hidrógeno de bajas emisiones podría reemplazar la gran demanda existente por hidrógeno de fuentes fósiles, se muestra como una importante oportunidad para los gobiernos para estimular la demanda.
Certificación y reconocimiento mutuo de regulaciones entre regiones en el mundo
Un elemento que apoyaría y daría certeza a las inversiones es contar con certificaciones y regulaciones que definan los atributos medioambientales del hidrógeno de bajas emisiones, de forma alineada entre países y regiones.
Sin embargo, aun así, hay retos que atender, como la medición de las emisiones a lo largo de la cadena de valor del hidrógeno, o bien del hidrógeno a partir de fuentes fósiles, o bien de los activos de construcción y manufactura para producir hidrógeno, de bajas emisiones como de fuentes fósiles.
El Hidrógeno, una oportunidad para Latinoamérica en la Nueva Economía Energética
Latinoamérica está bien posicionada para emerger como el principal productor de hidrógeno de bajas emisiones, capitalizando sus abundantes recursos naturales y recursos energéticos renovables y su matriz eléctrica altamente descarbonizada.
Latinoamérica podría producir más de 7 millones de toneladas anuales de hidrógeno con una intensidad de carbono por debajo de los 3 kg de CO2 -eq/kg de H2 (3 a 4 veces menor que utilizando gas natural), cumpliendo con varias de las regulaciones existentes alrededor del mundo. Sin embargo, alcanzar este potencial requiere un incremento en la capacidad de generación de energía eléctrica del orden de un 20% más e inversiones sustanciales en infraestructura como líneas de transmisión.
En el caso de Latinoamérica estas oportunidades están más en la refinación y producción de amoniaco, lo cual ofrece aplicaciones inmediatas de gran escala. En el caso del amoniaco, las capacidades de producción de países en desarrollo pueden reducir la dependencia de la importación de fertilizantes, donde la agricultura tenga una participación importante en el valor de la producción total del país.
A medida que se desarrolle el mercado, aparecerán nuevas aplicaciones en el acero, el transporte marítimo y la aviación, surgirán junto con el establecimiento de centros o hubs de hidrógeno. Estos centros pueden abrir una oportunidad para ampliar el uso y la producción de hidrógeno para las necesidades internas, brindando también la oportunidad de exportar combustibles a base de hidrógeno, así como materiales producidos con hidrógeno de bajas emisiones, como briquetas de hierro en caliente, lo que permite a países que hoy son grandes exportadores de mineral de hierro, como Brasil, para desarrollar nuevas capacidades industriales y escalamiento en la cadena de valor.
Un enfoque gradual para el suministro en la región, comenzando con proyectos de menor escala, ayudará a mitigar riesgos, reducir la inversión de capital y proporcionar una experiencia valiosa para ampliar la escala en el futuro.
Planeación y desarrollo de infraestructura, especialmente en proyectos de larga duración como transmisión de energía, deberían comenzar de inmediato para respaldar el futuro de la producción de hidrógeno de bajas emisiones.
Algunas recomendaciones
- Acelerar la creación de demanda de hidrógeno de bajas emisiones aprovechando polos industriales y contratación pública.
- Apoyar a los desarrolladores de proyectos para ampliar la producción de hidrógeno de bajas emisiones y con esto impulsar las reducciones de costos.
- Fortalecer la regulación y certificación de los atributos ambientales para el hidrógeno de bajas emisiones.
- Identificar oportunidades para iniciar a desarrollar infraestructura en hidrógeno.
- Apoyar financieramente los mercados emergentes y las economías en desarrollo en ampliar la producción y el uso de hidrógeno de bajas emisiones.
Implicaciones para México
- Es importante trabajar por el lado de la demanda de hidrógeno de bajas emisiones, buscando la creación de hubs de demanda de hidrógeno, que podrían acoplarse a la política industrial del nuevo gobierno de México en cuanto a los polos de desarrollo industrial que buscará fortalecer y alinear sus necesidades de infraestructura.
- Acercar financiamiento internacional y gubernamental, crear los incentivos para fortalecer la demanda, así como dar certidumbre regulatoria para el desarrollo y operación del sector.
- Desarrollar y fomentar tecnología de aplicación al contexto local y en particular del nivel y paso del despliegue tecnológico.
- La planeación y el desarrollo de infraestructura es clave, en particular para la producción de hidrógeno verde, esto requiere de infraestructura de transmisión y de mayor inversión en parques de generación de energías renovables.
- Enfocarse en Las oportunidades inmediatas que están más en la refinación y producción de amoniaco o el empleo a gran escala del hidrógeno de bajas emisiones de las empresas públicas como PEMEX, en sus procesos de descarbonización.
