Europa ha decidido ser verde y el hidrógeno se ha convertido en un elemento fundamental de esa estrategia. Para España, donde consumo de derivados del petróleo ahora mismo es desorbitado, porque en su día se apostó por el transporte por carretera, se podría encontrar precisamente ahí la clave de la transición energética. Pero hay que saber manejar las expectativas, porque el proceso de transformación de la economía no resulta sencillo.
Dos terceras partes de las 500.000 toneladas de hidrógeno que se consumen anualmente en nuestro país se produce en las refinerías de Huelva, Cartagena, Puertollano y Tarragona; y un 25% se obtiene en industrias químicas, fundamentalmente de amoníaco. En la actualidad, la cantidad de hidrógeno que se utiliza en sectores como el metalúrgico, el transporte o la energía es sencillamente residual.
A pesar de eso, a finales de la pasada década, España se situaba en el quinto lugar en Europa en demanda de hidrógeno, a mucha distancia del Alemania (22%), pero casi a la par del 7% de Bélgica, según Hydrogen Europe. En cuanto a la oferta, el Plan Nacional Integrado de Energía y Clima (Pniec) 2021-2030 ha tenido que revisar al alza sus objetivos de hidrógeno renovable, ya que en nuestro país se acumulan ya proyectos en marcha que suman más de 15,5 gigavatios (GW), lo que casi multiplica por cuatro el objetivo inicial de 4 GW.
Esa hoja de ruta prevé también para finales de la actual década una cuota del 25% de hidrógeno de origen renovable en el consumo industrial, entre 100 y 150 hidrogeneras de acceso público, una flota de entre 150 y 200 autobuses con pila de hidrógeno a nivel nacional, trenes propulsados con hidrógeno en al menos dos líneas comerciales de media y larga distancia en vías actualmente no electrificadas y maquinaria de handling que utilice pilas de combustible de hidrógeno renovable y de puntos de suministro en los cinco primeros puertos y aeropuertos. Eso ya es otro cantar desde el punto de vista tecnológico.
Pese a la apuesta ambiciosa por las electrolineras, la segunda mayor del mundo tras Estados Unidos, el desafío no es fácil. Sobre el papel, de los colores del hidrógeno, destacan las posibilidades del azul, que tiene todo el apoyo de la UE, y al que le falta una fase de captura de CO2 que se puede utilizar para otros usos posibles. Los expertos consideran, asimismo, que en 2050 el hidrógeno verde podría ser incluso más barato que el gris, que seguirá costando prácticamente lo mismo que ahora 1,7 euros/kg.
Pero la distancia a recortar es enorme. Un fabricante de locomotoras para el ferrocarril ha recibido recientemente una oferta para el suministro de hidrógeno verde de 45 euros/kg. Ni siquiera creando un volumen de instalaciones de hidrógeno verde suficiente se puede hoy plantear una eliminación sustancial de la brecha, apenas se podría bajar a 7-8 euros/kg.
El documento “A hydrogen strategy for a climate-neutral Europe” de la Comisión Europea aborda ya en sus primeras líneas la cuestión clave: el precio. “Los costes estimados hoy para el hidrógeno de origen fósil son de alrededor de 1,5 €/kg para la UE, muy dependientes de los precios del gas natural y sin tener en cuenta el coste del CO2. Los costes estimados hoy para el hidrógeno de origen fósil con captura y almacenamiento de carbono son de alrededor de 2 €/kg, y el hidrógeno renovable de 2,5-5,5 €/kg”, dice el documento. La innovación y la I+D serán claves en cualquier estrategia.
El ITC publicó una guía en la que analiza todas las tecnologías, y en el caso de las renovables sólo la fotovoltaica está madura. El hidrógeno formará parte de la solución, pero hay que resolver problemas como la sustitución del gas natural en la misma conducción o la combinación de modelos híbridos de eléctrico e hidrógeno, especialmente a baja temperatura.
Ya se ha conseguido operar un horno a un 20% de hidrógeno en una instalación más o menos estándar y sin cambiar dispositivos. El problema es que su poder calorífico es bastante más bajo que el del gas natural, hacen falta tres metros cúbicos de aquel para igualar a uno de éste.
Duplicar la energía renovable
En cualquier caso, Hydrogen Europe pone a nuestro país como ejemplo de las posibilidades que se abren para aumentar el factor de capacidad para el electrolizador si se combinan fuentes de energía renovables complementarias como la fotovoltaica y la eólica, lo que reduce el impacto de CAPEX en el coste total nivelado de hidrógeno.
La clave es que para sustituir el hidrógeno gris por el verde será necesario duplicar la energía renovable actual. Habría más demanda de energía eléctrica y la sustitución del gas natural es implanteable ahora mismo, a lo que habría que añadir las dificultades técnicas del hidrógeno en transporte o almacenamiento.
Si nos creemos de verdad el hidrógeno verde necesitaremos muchos más parques solares, eólicos y líneas de alta tensión, pero eso puede provocar rechazo en la sociedad. Para las compañías de generación, la mayor dificultad actualmente está siendo de naturaleza administrativa, porque deben solicitar permiso en los municipios donde deseen ubicar al menos 1.500 hectáreas de paneles solares.
Entre los proyectos más interesantes en estudio en España, Iberdrola trabaja en una electrolizadora de un gigavatio alimentada por energía solar para suministrar a una fábrica de acero. Alsa ha incorporado ya el hidrógeno a sus autobuses para alimentar el motor eléctrico y CAF se plantea introducir locomotoras de hidrógeno entre Zaragoza-Canfranc, una línea con pendiente elevada, no electrificada, buscando autonomía y potencia.
Por lo que se refiere a las líneas de investigación, en el proyecto H2PORTS la Autoridad Portuaria de Valencia, la Fundación Valenciaport, el Centro Nacional del Hidrógeno, y las empresas MSC Terminal Valencia, Grupo Grimaldi, Hyster-Yale, Atena, Ballard Power Systems Europa y Enagás analizan la transformación a hidrógeno de una grúa telescópica y una cabeza de camión en condiciones reales de operación, el desarrollo de una hidrogenera a 350 bares y el diseño de una logística de suministro de hidrógeno en el Puerto.
Las cuentas que ha elaborado la Comisión Europea indican que hasta 2030 las inversiones en electrolizadores podrían oscilar entre 24.000 y 42.000 millones de euros. Durante el mismo período, se necesitarán asimismo 220-340.000 millones de euros para ampliar y conectar directamente 80-120 GW de capacidad de producción de energía solar y eólica a los electrolizadores. Junto a este desafío está la cuestión del transporte, distribución y almacenamiento, que requerirá también inversiones de 65.000 millones de euros.
Inicialmente la demanda de hidrógeno deberá satisfacerse inicialmente mediante la producción in situ, a partir de fuentes renovables locales o gas natural, en agrupaciones industriales y áreas costeras a través de conexiones punto a punto existentes entre la producción y la demanda, añade la Comisión Europea.
A medida que se incremente la demanda, es probable que requiera un transporte de mayor alcance para garantizar que todo el sistema sea eficiente a través de la revisión de las Redes Transeuropeas de Energía (TEN -MI). Hydrogen Europe estima que, en ese caso, será necesario convertir 50.000 kilómetros de gasoductos de gas natural en gasoductos de hidrógeno. Junto a esto, se necesitan unos 5.000 km de nuevos oleoductos de hidrógeno a África, Grecia-Mar Negro a Italia, Portugal-España. El coste de inversión específico en la nueva capacidad de la tubería es de un millón de euros por cada 10 GW de capacidad por km. De ahí que los esfuerzos en mejora de eficiencia en el transporte, apoyando líneas de I+D en esa dirección, sea una de las cuestiones clave para Bruselas.
En lo que al despliegue de infraestructuras se refiere, España está posicionada en dos proyectos clave: el denominado Araña Verde (Green Spider) conecta nuestro país, como productor de hidrógeno verde, con centros industriales del Norte de Europa vía Francia y Alemania. Y Delfín Azul (Blue Dolphin) es un proyecto marítimo en el que participan empresas de Italia, España, Países Bajos, Bélgica y Alemania, para adaptar cuatro puertos y dos astilleros al uso de hidrógeno. Eso, al margen de la conexión marina anunciada ya entre Barcelona y Marsella.