¿Qué es el hidrógeno renovable?
Conocido también como “H2 Renovable” o “H2R” es un vector de energía limpia y sostenible que se produce a partir de fuentes renovables, como la energía solar, eólica o biomasa.
A diferencia de los combustibles fósiles, el hidrógeno renovable no emite gases de efecto invernadero ni contribuye al cambio climático.
Sus principales características son:
Energía limpia
No produce emisiones contaminantes durante su uso, lo que lo convierte en una opción respetuosa con el medio ambiente.
Versatilidad
Se puede utilizar en una amplia gama de aplicaciones, incluyendo la generación de electricidad, el transporte y la industria.
Almacenamiento eficiente
Puede almacenarse a gran escala, por largos períodos de tiempo, lo que lo convierte en una opción viable para superar los desafíos de intermitencia de otras fuentes renovables.
¿Cómo se produce el hidrógeno renovable?
El hidrógeno renovable se produce a través de un proceso llamado electrólisis del agua.
En este proceso, se utiliza electricidad proveniente de fuentes renovables para descomponer el agua en hidrógeno y oxígeno, los dos elementos que la componen.
El hidrógeno resultante de ese proceso puede ser utilizado de inmediato o almacenado para su uso posterior.
El sol, el viento, el agua y la biomasa son fuentes renovables utilizadas para producir hidrógeno renovable.
Dos electrodos sumergidos en el agua y conectados a una fuente de alimentación aplican una corriente continua, separando, a través de la electrólisis, el hidrógeno del oxígeno.
Luego el hidrógeno puede ser transportado en estado gaseoso (a presión) o líquido (criogénico), pudiendo distribuirse a través de tuberías o mediante camiones, barcos o trenes.
El hidrógeno verde se utiliza en la refinación de combustibles fósiles, en la producción de amoniaco, y en la industria del acero.
¿Cómo se almacena el hidrógeno renovable?
El almacenamiento de H2R es un aspecto clave para su integración efectiva en los sistemas energéticos de los distintos países. Actualmente, existen diferentes métodos de almacenamiento que permiten mantener el hidrógeno de forma segura y eficiente para su posterior uso.
Una forma común es mediante la compresión, donde el hidrógeno se comprime a alta presión y se almacena en tanques. Otra forma es la criogenización, donde el hidrógeno se enfría a temperaturas muy bajas y se almacena como líquido en tanques aislados. También se puede almacenar en materiales sólidos, como por ejemplo el caso de hidruros metálicos, que pueden liberar hidrógeno cuando se calientan.
El almacenamiento del hidrógeno renovable presenta varios desafíos. Uno de los principales desafíos es su baja densidad energética, lo que significa que se requieren grandes volúmenes para almacenar una cantidad significativa de energía. Esto dificulta su transporte y almacenamiento eficiente.
Otro desafío es la pérdida de hidrógeno a través de fugas, ya que es una molécula pequeña que puede escapar fácilmente. Además, el hidrógeno puede debilitar los materiales con los que entra en contacto, lo que puede causar problemas de seguridad.
Para hacer frente a estos desafíos, investigadores están desarrollando tecnologías y técnicas innovadoras. Se están investigando nuevos materiales de almacenamiento, como hidruros en base a magnesio, que puedan mejorar la densidad energética y reducir las fugas.
También se están estudiando técnicas de almacenamiento avanzadas, como el almacenamiento subterráneo en cavernas o la adsorción en materiales porosos.
Además, se están implementando normativas y estándares de seguridad para garantizar el almacenamiento seguro del hidrógeno. Se están llevando a cabo investigaciones para comprender mejor el comportamiento del hidrógeno y desarrollar sistemas de detección de fugas eficientes.
También se están explorando opciones de transporte y distribución, como el uso de tuberías y el transporte en forma de amoníaco o metanol.
El almacenamiento del hidrógeno renovable presenta varios desafíos. Uno de los principales desafíos es su baja densidad energética, lo que significa que se requieren grandes volúmenes para almacenar una cantidad significativa de energía. Esto dificulta su transporte y almacenamiento eficiente.
Otro desafío es la pérdida de hidrógeno a través de fugas, ya que es una molécula pequeña que puede escapar fácilmente. Además, el hidrógeno puede debilitar los materiales con los que entra en contacto, lo que puede causar problemas de seguridad.
Para hacer frente a estos desafíos, investigadores están desarrollando tecnologías y técnicas innovadoras. Se están investigando nuevos materiales de almacenamiento, como hidruros en base a magnesio, que puedan mejorar la densidad energética y reducir las fugas.
También se están estudiando técnicas de almacenamiento avanzadas, como el almacenamiento subterráneo en cavernas o la adsorción en materiales porosos.
Además, se están implementando normativas y estándares de seguridad para garantizar el almacenamiento seguro del hidrógeno. Se están llevando a cabo investigaciones para comprender mejor el comportamiento del hidrógeno y desarrollar sistemas de detección de fugas eficientes.
También se están explorando opciones de transporte y distribución, como el uso de tuberías y el transporte en forma de amoníaco o metanol.
¿En qué se utiliza el hidrógeno renovable?
Las cifras más recientes indican que la demanda de hidrógeno a nivel global fue de 94 millones de toneladas (Mt) en 2021, de las cuales solo el 1% es considerado como bajo en carbono (renovable o con sistemas de captura de CO2).
Sin embargo, el H2R tiene el potencial de alcanzar una amplia gama de usos y aplicaciones en diferentes sectores.
Aunque algunas aplicaciones son más viables que otras debido a razones económicas y termodinámicas, el hidrógeno renovable ofrece diversas oportunidades para impulsar la transición hacia un futuro energético más sostenible.
Algunas de sus principales aplicaciones son:
Generación de calor
El hidrógeno renovable se puede utilizar como combustible en diferentes medios de transporte. Desde grúas horquilla y camiones de larga distancia hasta embarcaciones navieras y aviones. Esto se logra a través de celdas de combustible que producen electricidad a partir del hidrógeno, alimentando motores y turbinas especialmente diseñados para su uso. También se pueden usar derivados del hidrógeno, como combustibles sintéticos (conocidos también como eFuels), en motores de combustión similares a los existentes en la actualidad.
Movilidad sostenible
El hidrógeno renovable se puede utilizar para generar calor en procesos industriales, como la producción de acero, cemento y otros materiales, así como en el refinamiento de metales como el cobre. Reemplaza el uso de combustibles fósiles, como el gas natural, el carbón y el petróleo, en estos procesos, reduciendo las emisiones de gases de efecto invernadero. Eventualmente, puede ser incorporado también en redes residenciales de calefacción distrital.
Producción de químicos
El H2R se utiliza en la producción de químicos, como el amoníaco, que a su vez se utiliza como materia prima para la fabricación de fertilizantes y explosivos. El amoníaco es fácil de transportar, lo que podría ser utilizado como una forma de transporte, especialmente en el ámbito marítimo.
Cabe señalar que algunas de estas aplicaciones están aún en etapas de desarrollo y no han sido validadas comercialmente a gran escala.
Sin embargo, a medida que se continúa investigando y desarrollando nuevas aplicaciones, el H2R se perfila como una de las principales fuentes de energía del futuro, con el potencial de revolucionar sectores clave de la economía y contribuir a la reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero en el contexto de un proceso global de alcanzar el cero neto al 2050.
Cabe señalar que algunas de estas aplicaciones están aún en etapas de desarrollo y no han sido validadas comercialmente a gran escala.
Sin embargo, a medida que se continúa investigando y desarrollando nuevas aplicaciones, el H2R se perfila como una de las principales fuentes de energía del futuro, con el potencial de revolucionar sectores clave de la economía y contribuir a la reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero en el contexto de un proceso global de alcanzar el cero neto al 2050.
Ventajas del hidrógeno renovable
¿Cuáles son sus ventajas?
El hidrógeno renovable presenta una serie de ventajas comparativas.
Las moléculas de H2 tienen una alta densidad energética por unidad de masa. Esto es tres veces más que la gasolina, y 120 veces más que las baterías de litio.
El hidrógeno es el elemento más abundante en la naturaleza, y su obtención mediante electrólisis ha ido bajando paulatinamente sus costos, aumentando su competitividad.
A esto se suma que su uso permitirá reducir entre un 25 % y 27% las emisiones de gases de efecto invernadero al año 2050 en Chile, de acuerdo con estimaciones del Ministerio de Energía.
Políticas y regulación europea en hidrógeno renovable
En las últimas décadas, la Unión Europea (UE) y sus Estados miembros han demostrado un firme compromiso con la lucha contra el cambio climático y la transición hacia una economía sostenible y baja en carbono.
Como parte de este esfuerzo, las autoridades europeas han desarrollado un sinnúmero de políticas públicas destinadas a impulsar el desarrollo de la industria del hidrógeno limpio o renovable (H2R).
Estas políticas se basan en diversos fundamentos, que van desde la mitigación del cambio climático, pasando por la necesidad de seguridad e independencia energética, hasta el impulso de la innovación y el liderazgo tecnológico de la región.
Ahondando en cada uno de ellos, una de las principales motivaciones para el impulso de políticas relacionadas con el hidrógeno limpio es la necesidad de reducir las emisiones de gases de efecto invernadero y abordar el cambio climático como fenómeno de origen antropogénico y de alcance global.
El H2R se considera una fuente de energía limpia, ya que su combustión no produce emisiones de dióxido de carbono, contribuyendo así a la reducción de la dependencia de los combustibles fósiles y a la descarbonización de sectores clave como la industria y el transporte.
La Unión Europea apoya el desarrollo sostenible de los territorios, fomentando los más altos estándares sociales y ambientales, criterios especialmente relevantes para el Banco Europeo de Inversiones y para el Banco Alemán de Desarrollo y KfW.
Adicionalmente, la Comisión ha adoptado dos Actos Delegados sobre hidrógeno renovable el 13 de febrero de 2023 que complementan a la Directiva 2018/2001 relativa al fomento del uso de energía procedente de fuentes renovables.
En concreto, el primer Acto Delegado define en qué condiciones el hidrógeno, los combustibles derivados del hidrógeno u otros vectores energéticos pueden considerarse carburantes renovables de origen no biológico, mientras que el segundo establece una metodología para calcular las emisiones de gases de efecto invernadero durante el ciclo de vida de los carburantes líquidos o gaseosos renovables de origen no biológico.
En las últimas décadas, la Unión Europea (UE) y sus Estados miembros han demostrado un firme compromiso con la lucha contra el cambio climático y la transición hacia una economía sostenible y baja en carbono.
Como parte de este esfuerzo, las autoridades europeas han desarrollado un sinnúmero de políticas públicas destinadas a impulsar el desarrollo de la industria del hidrógeno limpio o renovable (H2R).
Estas políticas se basan en diversos fundamentos, que van desde la mitigación del cambio climático, pasando por la necesidad de seguridad e independencia energética, hasta el impulso de la innovación y el liderazgo tecnológico de la región.
Ahondando en cada uno de ellos, una de las principales motivaciones para el impulso de políticas relacionadas con el hidrógeno limpio es la necesidad de reducir las emisiones de gases de efecto invernadero y abordar el cambio climático como fenómeno de origen antropogénico y de alcance global.
El H2R se considera una fuente de energía limpia, ya que su combustión no produce emisiones de dióxido de carbono, contribuyendo así a la reducción de la dependencia de los combustibles fósiles y a la descarbonización de sectores clave como la industria y el transporte.
La Unión Europea apoya el desarrollo sostenible de los territorios, fomentando los más altos estándares sociales y ambientales, criterios especialmente relevantes para el Banco Europeo de Inversiones y para el Banco Alemán de Desarrollo y KfW.
Adicionalmente, la Comisión ha adoptado dos Actos Delegados sobre hidrógeno renovable el 13 de febrero de 2023 que complementan a la Directiva 2018/2001 relativa al fomento del uso de energía procedente de fuentes renovables.
En concreto, el primer Acto Delegado define en qué condiciones el hidrógeno, los combustibles derivados del hidrógeno u otros vectores energéticos pueden considerarse carburantes renovables de origen no biológico, mientras que el segundo establece una metodología para calcular las emisiones de gases de efecto invernadero durante el ciclo de vida de los carburantes líquidos o gaseosos renovables de origen no biológico.
En este sentido, distintas autoridades europeas, entre ellas, la Presidenta de la Comisión Europea, Ursula von der Leyen, han expresado claramente la importancia del hidrógeno como parte de la estrategia climática de la UE. Han afirmado que el hidrógeno limpio tiene el potencial de transformar la economía de la región y reducir las emisiones de gases de efecto invernadero provenientes de Europa, especialmente en sectores difíciles de descarbonizar. Este fundamento se refleja en las nuevas políticas públicas de la UE y sus Estados miembros, que buscan fomentar la producción, distribución y uso de hidrógeno limpio como una forma de alcanzar los objetivos de reducción de emisiones comprometidos internacionalmente.
Además de la mitigación del cambio climático, otra razón para impulsar políticas relacionadas con el hidrógeno limpio es la búsqueda de la independencia energética y la diversificación de fuentes de energía. La UE ha sido cada vez más consciente de su dependencia de los combustibles fósiles importados, lo que ha creado vulnerabilidades económicas y de seguridad para sus ciudadanos.
En ese sentido, en respuesta a las dificultades y perturbaciones del mercado mundial de la energía causadas por la invasión rusa de Ucrania, la Comisión Europea ha implementado el Plan REPowerEU. Lanzado en mayo de 2022, este plan tiene como objetivo ayudar a la UE a enfrentar los desafíos energéticos y lograr tres objetivos principales: ahorrar energía, producir energía limpia y diversificar el suministro energético.
Este plan ha desempeñado un papel crucial al proteger a los ciudadanos y empresas de la UE de la escasez energética, al tiempo que ha apoyado a Ucrania debilitando las reservas bélicas de Rusia. Además, ha contribuido a acelerar la transición hacia una energía más limpia. Los esfuerzos conjuntos realizados en el marco de este plan continúan, otorgando una creciente resiliencia de Europa a shocks de este tipo.
La implementación del Plan REPowerEU ha requerido inversiones y reformas significativas. La Comisión Europea ha movilizado aproximadamente € 300.000 millones, de los cuales € 72.000 millones se destinan a subvenciones y € 225.000 millones a préstamos. El núcleo principal de este financiamiento proviene del Mecanismo de Recuperación y Resiliencia (MRR), del cual se adjudicará alrededor del 95 % en proyectos para acelerar e intensificar la transición hacia fuentes de energía más limpias, entre las que se incluye el H2R.
En las últimas décadas, la Unión Europea (UE) y sus Estados miembros han demostrado un firme compromiso con la lucha contra el cambio climático y la transición hacia una economía sostenible y baja en carbono. Como parte de este esfuerzo, las autoridades europeas han desarrollado un sinnúmero de políticas públicas destinadas a impulsar el desarrollo de la industria del hidrógeno limpio o renovable (H2R).
Estas políticas se basan en diversos fundamentos, que van desde la mitigación del cambio climático, pasando por la necesidad de seguridad e independencia energética, hasta el impulso de la innovación y el liderazgo tecnológico de la región.
Ahondando en cada uno de ellos, una de las principales motivaciones para el impulso de políticas relacionadas con el hidrógeno limpio es la necesidad de reducir las emisiones de gases de efecto invernadero y abordar el cambio climático como fenómeno de origen antropogénico y de alcance global. El H2R se considera una fuente de energía limpia, ya que su combustión no produce emisiones de dióxido de carbono, contribuyendo así a la reducción de la dependencia de los combustibles fósiles y a la descarbonización de sectores clave como la industria y el transporte.
La UE estableció esta estrategia integral el 2020 como parte de su plan para impulsar la transición hacia una economía descarbonizada. Esta tiene como objetivo promover la producción, distribución y uso de hidrógeno renovable y bajo en carbono en toda Europa. Su visión es establecer una cadena de valor completa del hidrógeno, desde la producción hasta el consumo, con el fin de contribuir a la neutralidad climática y alcanzar los objetivos del Acuerdo de París.
La estrategia se centra en el desarrollo de una cadena de valor completa y competitiva para el hidrógeno, que abarca la producción, el transporte, el almacenamiento y el uso en diferentes sectores. Se promueve el despliegue de electrolizadores para la producción de hidrógeno a gran escala, así como la infraestructura necesaria para su distribución y almacenamiento.
1. Hasta el 2024
Se busca construir una base sólida para el desarrollo del mercado del hidrógeno, estableciendo la capacidad de producción y distribución a pequeña escala y fomentando la demanda en sectores de alta pureza y nichos específicos. En términos de métricas, se menciona (i) la instalación de al menos 6 GW de capacidad de electrólisis, y (ii) la producción de 1 millón de toneladas de H2R.
2. Entre el 2025 y el 2030
Se pretende escalar y ampliar el mercado del hidrógeno, aumentando la capacidad de producción y distribución a gran escala. Se espera que el hidrógeno sea parte del sistema integrado energético europeo, jugando un papel significativo en la descarbonización de sectores clave, como la industria, la movilidad y el almacenamiento energético. Para el final de este período, se espera que (i) la capacidad de electrólisis instalada alcance los 40 GW, y que (ii) la producción de H2R llegue a los 10 millones de toneladas.
3. Entre el 2030 y el 2050
Se busca consolidar la posición del hidrógeno como una fuente de energía y vector de almacenamiento clave en la economía europea, alcanzando un despliegue masivo y una integración completa en los sistemas energéticos. El hidrógeno renovable se implementará a gran escala en todos los sectores difíciles de descarbonizar.
En este sentido, distintas autoridades europeas, entre ellas, la Presidenta de la Comisión Europea, Ursula von der Leyen, han expresado claramente la importancia del hidrógeno como parte de la estrategia climática de la UE. Han afirmado que el hidrógeno limpio tiene el potencial de transformar la economía de la región y reducir las emisiones de gases de efecto invernadero provenientes de Europa, especialmente en sectores difíciles de descarbonizar. Este fundamento se refleja en las nuevas políticas públicas de la UE y sus Estados miembros, que buscan fomentar la producción, distribución y uso de hidrógeno limpio como una forma de alcanzar los objetivos de reducción de emisiones comprometidos internacionalmente.
Además de la mitigación del cambio climático, otra razón para impulsar políticas relacionadas con el hidrógeno limpio es la búsqueda de la independencia energética y la diversificación de fuentes de energía. La UE ha sido cada vez más consciente de su dependencia de los combustibles fósiles importados, lo que ha creado vulnerabilidades económicas y de seguridad para sus ciudadanos.
En ese sentido, en respuesta a las dificultades y perturbaciones del mercado mundial de la energía causadas por la invasión rusa de Ucrania, la Comisión Europea ha implementado el Plan REPowerEU. Lanzado en mayo de 2022, este plan tiene como objetivo ayudar a la UE a enfrentar los desafíos energéticos y lograr tres objetivos principales: ahorrar energía, producir energía limpia y diversificar el suministro energético.
Este plan ha desempeñado un papel crucial al proteger a los ciudadanos y empresas de la UE de la escasez energética, al tiempo que ha apoyado a Ucrania debilitando las reservas bélicas de Rusia. Además, ha contribuido a acelerar la transición hacia una energía más limpia. Los esfuerzos conjuntos realizados en el marco de este plan continúan, otorgando una creciente resiliencia de Europa a shocks de este tipo.
La implementación del Plan REPowerEU ha requerido inversiones y reformas significativas. La Comisión Europea ha movilizado aproximadamente € 300.000 millones, de los cuales € 72.000 millones se destinan a subvenciones y € 225.000 millones a préstamos. El núcleo principal de este financiamiento proviene del Mecanismo de Recuperación y Resiliencia (MRR), del cual se adjudicará alrededor del 95 % en proyectos para acelerar e intensificar la transición hacia fuentes de energía más limpias, entre las que se incluye el H2R.
En las últimas décadas, la Unión Europea (UE) y sus Estados miembros han demostrado un firme compromiso con la lucha contra el cambio climático y la transición hacia una economía sostenible y baja en carbono. Como parte de este esfuerzo, las autoridades europeas han desarrollado un sinnúmero de políticas públicas destinadas a impulsar el desarrollo de la industria del hidrógeno limpio o renovable (H2R).
Estas políticas se basan en diversos fundamentos, que van desde la mitigación del cambio climático, pasando por la necesidad de seguridad e independencia energética, hasta el impulso de la innovación y el liderazgo tecnológico de la región.
Ahondando en cada uno de ellos, una de las principales motivaciones para el impulso de políticas relacionadas con el hidrógeno limpio es la necesidad de reducir las emisiones de gases de efecto invernadero y abordar el cambio climático como fenómeno de origen antropogénico y de alcance global. El H2R se considera una fuente de energía limpia, ya que su combustión no produce emisiones de dióxido de carbono, contribuyendo así a la reducción de la dependencia de los combustibles fósiles y a la descarbonización de sectores clave como la industria y el transporte.
La UE estableció esta estrategia integral el 2020 como parte de su plan para impulsar la transición hacia una economía descarbonizada. Esta tiene como objetivo promover la producción, distribución y uso de hidrógeno renovable y bajo en carbono en toda Europa. Su visión es establecer una cadena de valor completa del hidrógeno, desde la producción hasta el consumo, con el fin de contribuir a la neutralidad climática y alcanzar los objetivos del Acuerdo de París.
La estrategia se centra en el desarrollo de una cadena de valor completa y competitiva para el hidrógeno, que abarca la producción, el transporte, el almacenamiento y el uso en diferentes sectores. Se promueve el despliegue de electrolizadores para la producción de hidrógeno a gran escala, así como la infraestructura necesaria para su distribución y almacenamiento.
1. Hasta el 2024
Se busca construir una base sólida para el desarrollo del mercado del hidrógeno, estableciendo la capacidad de producción y distribución a pequeña escala y fomentando la demanda en sectores de alta pureza y nichos específicos. En términos de métricas, se menciona (i) la instalación de al menos 6 GW de capacidad de electrólisis, y (ii) la producción de 1 millón de toneladas de H2R.
2. Entre el 2025 y el 2030
Se pretende escalar y ampliar el mercado del hidrógeno, aumentando la capacidad de producción y distribución a gran escala. Se espera que el hidrógeno sea parte del sistema integrado energético europeo, jugando un papel significativo en la descarbonización de sectores clave, como la industria, la movilidad y el almacenamiento energético. Para el final de este período, se espera que (i) la capacidad de electrólisis instalada alcance los 40 GW, y que (ii) la producción de H2R llegue a los 10 millones de toneladas.
3. Entre el 2030 y el 2050
Se busca consolidar la posición del hidrógeno como una fuente de energía y vector de almacenamiento clave en la economía europea, alcanzando un despliegue masivo y una integración completa en los sistemas energéticos. El hidrógeno renovable se implementará a gran escala en todos los sectores difíciles de descarbonizar.
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