Parece que casi a diario aparece un nuevo artículo optimista que destaca el potencial del hidrógeno como combustible para combatir el cambio climático. Lo que se conoce como “hidrógeno verde” —que se produce a partir de energías renovables— es acaparando la mayor parte de esa atención.
En diciembre, abecedario El periódico publicó un artículo con el siguiente titular: “Por qué el hidrógeno verde es la fuente de energía renovable a tener en cuenta en 2021”Y como ha informado Bloomberg, Airbus está apostando fuerte por el hidrógeno como combustible para sus aviones. Mientras tanto, Corea del Sur SK Global acaba de anunciar una inversión en Estados Unidos productor de pilas de combustible de hidrógeno Enchufe
Pero entre los más esperanzados en el futuro de la economía del hidrógeno se encuentran la industria de los combustibles fósiles y sus aliados. Consejo de Hidrógeno —un grupo de presión líder cuyos miembros incluyen a las principales compañías petroleras y automovilísticas— predice que el hidrógeno representará 18 por ciento de la demanda energética total para 2050. Y como DeSmog informó recientemente, La mayor PR Una empresa del sector de los combustibles fósiles está detrás de un gran impulso al hidrógeno en Europa.
Sin embargo, ahora mismo las la mayor parte del hidrógeno En realidad se produce a partir de combustibles fósiles: concretamente, metano (gas natural) y carbón.
Análisis demuestra que el hidrógeno también está actualmente ineficiente y costo prohibitivo en comparación con el enfoque para descarbonizar la economía conocido como electrificación de todolo cual implicaría cambiar la mayor parte del transporte y la calefacción, pasando de la quema de combustibles fósiles a la electricidad producida cada vez más a partir de energías renovables.
Todo este revuelo en torno al hidrógeno plantea muchas preguntas. Por eso, desde "¿qué es la energía del hidrógeno?" hasta "¿podemos creer todo lo que se dice?", DeSmog analiza críticamente este nuevo combustible en auge y desmiente algunos de los mitos que lo rodean.
1/ En primer lugar, esta diatriba promovida por este artículo en E&E Noticias de esta mañana. La respuesta a su pregunta es no.https://t.co/OsV5hbwzEQ
- Sean Casten (@SeanCasten) 6 de agosto de 2020
¿Qué es la energía del hidrógeno?
El hidrógeno es el elemento más abundante del universo y puede utilizarse para almacenar y transportar energía —de forma muy similar a una batería—, por lo que resulta atractivo como alternativa a la quema de combustibles fósiles para el transporte, la calefacción y la generación de energía.
Existen varias formas de producir hidrógeno, pero casi todas las que se producen actualmente utilizan metano (gas natural) como materia prima, y dicha producción se alimenta con energía no renovable. Este proceso se denomina reformado con vapor, y descompone el metano en hidrógeno y dióxido de carbono. El resultado es lo que se conoce como “hidrógeno gris”, o, si se utiliza tecnología para capturar las emisiones de dióxido de carbono liberadas durante la producción, se conoce como “hidrógeno azul”.
La mayoría de los proyectos de hidrógeno que actualmente se promueven son petróleo y gas, auto, y empresas de turbinas industriales y países — que creen que el hidrógeno debería implementarse a gran escala para ayudar al mundo a descarbonizarse — depender principalmente on azul derivado de combustibles fósiles y el hidrógeno gris.
El hidrógeno también se puede producir a partir del agua con energía renovable; esto es lo que se conoce como “hidrógeno verde”.
El hidrógeno verde se produce mediante proceso de electrólisis a convertir el agua en hidrógenoActualmente, representa menos del uno por ciento del hidrógeno que se consume a nivel mundial, lo que significa que supera el 1%. El 99 por ciento del hidrógeno actual consumo — utilizado principalmente para procesos industriales incluyendo el refinado de petróleo — se deriva de combustibles fósiles (hidrógeno azul y gris).
Pilas de combustible de hidrógeno Los sistemas abastecidos con hidrógeno verde probablemente formarán parte integral de un Economía totalmente descarbonizada. Las pilas de combustible funcionan utilizando hidrógeno para producir electricidad que luego puede alimentar un motor en lugar de utilizar la energía de una batería, como en el caso de los vehículos eléctricos.
El hidrógeno verde puede almacenar energía sin la huella climática de los combustibles fósiles y representa una posible solución para situaciones en las que la electrificación y las baterías no son viables, como el transporte de larga distancia, la aviación y algunas aplicaciones industriales como la producción de acero.
La perspectiva del hidrógeno verde también da pie a excelentes anuncios y a historias inspiradoras sobre soluciones de energía verde. Empresas energéticas como Shell, Equinor y RWE Todos lo promocionan en sus sitios web corporativos y a través de las redes sociales. Pero su uso es probable. décadas de distancia por su potencial para contribuir significativamente a la descarbonización de la economía.
Impulsando el verde #hidrógeno economía ⚡ @Shell_Nederland y sus socios dan la bienvenida @Equinor & @RWE_AG a la parte superior #NorteH2 consorcio.
Juntos podemos desarrollar el mayor proyecto de hidrógeno verde de Europa. Más información: https://t.co/nNhcAaF7vy pic.twitter.com/18o0dnxEnC
— Concha (@Shell) 7 de diciembre de 2020
Incluso con sus esfuerzos por promover el hidrógeno verde, Shell propio sitio web Describe con precisión la situación actual del hidrógeno al afirmar: “Si bien el hidrógeno verde es la aspiración ideal para un futuro energético con bajas emisiones de carbono, a esa tecnología le quedan varios años por recorrer antes de alcanzar un precio competitivo. Mientras tanto, el hidrógeno azul puede ayudar a crear la demanda y las redes de transporte de hidrógeno mientras disminuyen los costos del hidrógeno verde”.
A enero 2021 Artículo de Bloomberg Sobre los esfuerzos de Siemens por producir hidrógeno verde utilizando energía eólica marina, señala que “cualquier despliegue de este tipo a gran escala aún está muy lejos”.
La producción de grandes cantidades de hidrógeno verde también requiere enormes cantidades de energía renovable. Según UK Comité independiente del gobierno sobre el cambio climáticoPor ejemplo, el país necesitaría 30 veces su capacidad eólica marina actual para producir suficiente hidrógeno verde como para reemplazar todas las calderas de gas en el mundo. UK.
Gran Bretaña necesitaría *treinta veces* más capacidad eólica marina que la actual para producir suficiente hidrógeno “verde” para reemplazar todas las calderas de gas.
Estadística asombrosa de@ChiefExecCCCpara explicar por qué convertir toda la calefacción doméstica a hidrógeno sería “poco práctico”.https://t.co/Extensión LXfsJCWNi
— Emily Gosden (@emilygosden) 7 de diciembre de 2020
Un salvavidas para la industria del gas
El concepto de gas natural como un “combustible para puentes” hasta un punto en el futuro en el que la energía renovable sea económicamente viable es combustible demasiado sucio, elevando presión sobre la industriaAhora, el lobby europeo del gas, Eurogas, ha comenzado a promocionar el hidrógeno azul —derivado del metano y que depende de una tecnología de captura de carbono costosa y en gran medida sin desarrollar— como la alternativa más prometedora. nuevo combustible de puente.
La industria del gas natural ha sido víctima de su propio éxito. produciendo cantidades récord de gas pero perdiendo enormes cantidades de dinero en el proceso. La fracturación hidráulica ha contribuido a liberar enormes cantidades de metano, y las compañías de petróleo y gas continúan haciéndolo. Descubra más sobre el gas natural que necesitan vender —porque su supervivencia depende del descubrimiento y la venta de más petróleo y gas—. Pero la realidad es que gran parte de ese gas natural permanecerá bajo tierra como activos varados porque no habrá compradores dispuestos. a menos que la industria pueda convertir su infraestructura actual para utilizar hidrógeno derivado del metano y así crear un nuevo mercado para el metano.
Exacto. Si bien el hidrógeno puede tener un papel limitado en el futuro energético mundial, el impulso actual viene dado por el petróleo. & La industria del gas como forma de justificar el desarrollo continuo del gas natural. https://t.co/JDAxbUTBPe
— Robert Howarth (@howarth_cornell) Enero 13, 2021
Al mismo tiempo que la industria del gas natural produce cantidades récord de metano, se enfrenta a la competencia de las energías renovables en sus dos mercados más grandes — generación de energía y calefacción de edificios. En Estados Unidos, los municipios han comenzado prohibir el uso de gas natural para calefacción y cocina en nuevas construcciones debido a las preocupaciones climáticas y el año pasado el gas natural fue superado por las energías renovables en la construcción de nueva capacidad de generación de energía.
Como en agosto de 2020 artículo en Nature explicó: “…la industria del gas está recurriendo al hidrógeno para darle un nuevo impulso”.
La visión que promueve la industria del gas es la de que el hidrógeno sustituirá al metano en la generación de energía y la calefacción doméstica, a pesar de diversas barreras técnicas y económicas. Todo ello con la promesa de que, algún día, el hidrógeno verde reemplazará al hidrógeno azul en una economía baja en carbono.
Un actor importante en el impulso europeo para una economía del hidrógeno es el Reino Unido. Sin embargo, el UKEl Comité de Cambio Climático estima que para 2050, 80 por ciento del hidrógeno El hidrógeno consumido en el Reino Unido provendría del hidrógeno azul, y se espera que solo el 20 por ciento provenga del hidrógeno verde.
En diciembre, Canadá anunció una nueva estrategia nacional sobre el hidrógeno. Reuters informó sobre el anuncio. descrito Por qué esto resulta atractivo para la industria canadiense del petróleo y el gas: “El llamado hidrógeno 'azul' derivado del gas natural, con las emisiones de carbono resultantes capturadas y almacenadas, es un punto de inflexión potencialmente útil para las empresas en el sector petrolero en dificultades”.
El nuevo de Canadá #hidrógeno Esta estrategia —que se basa en gran medida en el llamado hidrógeno “azul”— perpetúa la falsa idea de que podemos mantener una próspera industria de combustibles fósiles al tiempo que reducimos significativamente las emisiones.#cndpoli https://t.co/YPwmZvCuHC
— Julia Levin (@lev_jf) Enero 4, 2021
Mientras tanto, Estados Unidos, no es un líder en los esfuerzos por promover el hidrógeno. El Departamento de Energía, sin embargo, publicó un “Plan del Programa de Hidrógeno“en noviembre, tras el lanzamiento del “Hoja de ruta hacia un Estados Unidos Economía de hidrógenoEmitido y financiado por una coalición de las principales compañías petroleras. & Empresas de gas, energía, automoción, pilas de combustible e hidrógeno.
Medios de tecnología verde reportaron que “La hoja de ruta hacia un Estados Unidos El plan «Economía del Hidrógeno» fue descrito como «agnóstico» por Jack Brouwer, profesor de la Universidad de California en Irvine y director asociado del Centro Nacional de Investigación de Pilas de Combustible, en lo que respecta a la fuente de hidrógeno (metano o agua). El plan menciona el uso de hidrógeno derivado del metano y también promueve la idea de utilizarlo para «mezclarlo con la red de gas», donde se quemaría junto con una mezcla de metano.
La costosa economía del hidrógeno
En julio de 2020, la revista Power Magazine publicó un artículo escrito por un ejecutivo de Siemens Energy titulado: “En los albores de la economía del hidrógeno.” Como reza el artículo: “Está claro que la próxima transformación significativa en la transición energética se basará en la economía del hidrógeno”.
Esta idea de que el mundo está a punto de transitar hacia una economía del hidrógeno, sin embargo, ignora el hecho de que la electricidad producida por la energía eólica y solar ya está haciendo lo que la economía del hidrógeno espera lograr algún día: proporcionar energía barata y calefacción y refrigeración para los hogares.
Mientras tanto, los vehículos eléctricos de batería son más barato y mucho más eficiente que los vehículos de pila de combustible de hidrógeno. Además, los vehículos eléctricos de batería se pueden cargar utilizando la red eléctrica doméstica existente, y la industria de vehículos eléctricos de batería tiene una enorme ventaja. en la infraestructura de recarga En comparación con el hidrógeno, existen 46 estaciones de servicio de hidrógeno en el país. Estados Unidos en comparación con aproximadamente 29,000 estaciones de carga eléctrica.
Esto pone de manifiesto un importante desafío al que se enfrenta el hidrógeno verde: el coste. El hidrógeno verde es Actualmente, su costo es prohibitivo. siendo el reformado con vapor de metano para producir hidrógeno el más baratosmétodo t.
El principal coste de producción de hidrógeno verde es el precio de la electricidad renovable, que Alimenta el proceso de electrólisis que crea el hidrógeno. nuevo estudio Según la consultora energética Wood MacKenzie, «el hidrógeno verde podrá escalar con éxito y lograr reducciones de costes de producción de hasta un 64 % para 2040», pero también predice que el hidrógeno gris seguirá siendo una alternativa viable. el tipo más barato en el Estados Unidos hasta 2040. Otros estudios afirman que el hidrógeno verde podría ser competitivo en costes para sustituir al diésel. en el sector del transporte para 2030.
Como lo demostró el rápido declive del carbón durante la administración Trump, la transición energética estará impulsada por factores económicos. En Estados Unidos, la industria del carbón está muriendo porque, sencillamente, es obsoleta. más caro que la energía renovable y metano para la generación de energía.
El hidrógeno verde requiere electricidad renovable más barata para ser económicamente viable. Sin embargo, esa energía renovable más barata también es una mejor solución para gran parte de los objetivos que la industria del hidrógeno planea alcanzar con el hidrógeno verde (generación de energía, calefacción doméstica, transporte personal). Por lo tanto, dado que la economía sigue impulsando la transición energética, el hidrógeno verde ya se encuentra en desventaja para muchas de las aplicaciones que promueven sus defensores.
Los desafíos técnicos
Sin embargo, el hidrógeno no solo se enfrenta a barreras económicas; también existen desafíos técnicos.
abecedario Noticias parafrasea la opinión de Julio Friedmann, investigador principal del Centro de Política Energética Global (CGEP) en la Universidad de Columbia: “Una de las razones por las que existe tanto interés y entusiasmo en torno al hidrógeno verde es que la infraestructura ya existe para ello.”CGEP es conocido por Puntos clave para impulsar la industria del petróleo y el gas y después de negarse a revelar sus financiadores Durante años, ha revelado que Está financiado por muchos de los principales actores del sector del petróleo y el gas, incluyendo Exxon, BP, y Saudi Aramco.)
Friedmann sostiene que el hidrógeno puede simplemente reemplazar al metano en la infraestructura de gas natural. Pero esto presenta dos problemas.
La primera es que el hidrógeno vuelve quebradizas las tuberías de acero. Como ha demostrado DeSmog. previamente observado papel 2018 publicado en la revista Integridad estructural de ProcediaSe descubrió que “utilizar tuberías diseñadas para la conducción de gas natural para transportar hidrógeno es una opción arriesgada”, ya que hacerlo “puede causar fatiga y dañar la estructura”.
Cambiar la infraestructura de gasoductos existente para transportar y distribuir hidrógeno en lugar de metano conllevaría el riesgo de dañar los gasoductos, provocando fugas, fallos y explosiones. Además, el hidrógeno puede posar más un mayor riesgo de explosión que el metano.
El hidrógeno también es una molécula mucho más pequeña que el metano, lo que significa que es muy probable que se filtre más que el metano, que ya tiene... fuga significativa en los oleoductos existentes. Un estudio sugiere que el hidrógeno se filtraría a una tasa tres veces mas alto que el metano.
"El hidrógeno se fuga con mucha más facilidad. «En las tuberías que transportan metano, la tasa de fuga es de aproximadamente un uno por ciento», declaró Mark Jacobson, profesor de Ingeniería Civil y Ambiental de la Universidad de Stanford, a DeSmog. «La tasa de fuga de hidrógeno en esas mismas tuberías será mucho mayor, ya que su molécula es mucho más pequeña. No entiendo cómo podrían usar esas tuberías sin fugas enormes».
La combustión del hidrógeno es ineficiente.
La idea de utilizar la infraestructura existente de gasoductos para el hidrógeno se basa en el objetivo de quemar ese hidrógeno para calentar hogares y generar electricidad.
Este enfoque es una parte importante del plan para la economía europea del hidrógeno y los fabricantes actuales de turbinas de gas están trabajando para diseñar turbinas de gas compatibles con hidrógeno que también quemará hidrógeno para generar electricidad.
Por ejemplo, una presentación de diapositivas producida por Siemens —miembro de un consorcio que trabaja en la producción de energía a partir de hidrógeno— muestra cómo se combina el hidrógeno verde con el metano para producir electricidad y luego se etiqueta el producto final como “energía verde para la red”.
Fuente: Siemens
Si bien este proceso es que resulta atractivo para la industria del gas existente, Es ineficiente.
Jacobson, quien recientemente escribió el nuevo libro Energía y almacenamiento 100% limpios y renovables para todoJacobson desestimó los esfuerzos actuales de la industria del petróleo y el gas por vender hidrógeno como una alternativa de energía limpia al metano. «Nadie debería usar hidrógeno en una central eléctrica para generar electricidad», afirma. «Es ineficiente electrolizar el hidrógeno y luego quemarlo».
El papel del hidrógeno verde en una economía descarbonizada
A pesar de los esfuerzos engañosos de la industria del gas por vender el hidrógeno azul y gris como solución climática, el hidrógeno verde puede desempeñar un papel importante en un futuro descarbonizado en determinadas situaciones.
"Existe un punto de inflexión en el que el hidrógeno se vuelve más eficiente que los vehículos eléctricos de batería. Es un punto de inflexión de peso y distancia”, explicó Jacobson.
Actualmente, las pilas de combustible de hidrógeno son más adecuadas que las baterías para viajes de larga distancia y a transportar cargas pesadas, lo que posiciona al hidrógeno verde como la solución climática más probable para el transporte de larga distancia por carretera, el transporte marítimo y aviación.
El hidrógeno verde también podría sustituir a los combustibles fósiles en aplicaciones industriales, como la producción de acero, aunque la Agencia Internacional de la Energía pronosticó recientemente que solo el 10 por ciento del acero se producirá con hidrógeno verde. Hidrógeno verde para 2050.
Además, el hidrógeno puede almacenar energía, utilizando el exceso de energía renovable para la electrólisis y así producir Hidrógeno verde para uso posterior.
Soluciones más inmediatas
Según algunos expertos, el hidrógeno actualmente es una distracción de las tecnologías probadas que son más baratas y escalables ahora mismo, no en 2040. La energía solar y eólica, junto con el almacenamiento de energía, crean electricidad limpia y barata que se puede utilizar hoy para calefacción, energía y gran parte del transporte terrestre.
"Ese es el objetivo [con el hidrógeno], frenar de alguna manera la electrificación”, explicó David DiCarlo, profesor asociado del Departamento de Ingeniería de Petróleo y Geosistemas de la Universidad de Texas en Austin, a DeSmog. “Todo esto sirve para generar algo de ruido durante un tiempo, y luego todo se calmará”.
El hidrógeno es una distracción | Noticias Ferroviarias #Carril #Hidrógeno #Electrificación #Descarbonización #ElectrifiquemosTodo #ElHidrógenoEsUnaDistracción @Noticias_Ferroviarias https://t.co/ChDj0eivwp
— Hydrogen Gazette (@H2Gazette) 18 de noviembre.
Y en lo que respecta a la calefacción de viviendas, las bombas de calor alimentadas con electricidad limpia son una solución mucho mejor que la conversión a hidrógeno. BNEF, Serie sobre hidrógeno señala que se consigue un “ahorro energético del 80% utilizando una bomba de calor” frente al hidrógeno para la calefacción doméstica si se tienen en cuenta las “pérdidas derivadas de la electrólisis, la compresión y el transporte del hidrógeno”.
Los vehículos eléctricos que funcionan con baterías son una solución mucho mejor Para el transporte de pasajeros en vehículos eléctricos, las baterías son más populares que las pilas de combustible de hidrógeno por muchas razones, entre ellas el precio, el rendimiento y la disponibilidad de opciones de recarga. La adopción generalizada de vehículos eléctricos con baterías en comparación con los vehículos de hidrógeno está demostrando este argumento.
Este impresionante gráfico muestra por qué los vehículos eléctricos de batería ganan. https://t.co/UfLlPsE6Az
- Kyle Field (@mrkylefield) 11 de junio de 2020
La electrificación total también elimina el riesgo de explosiones mortales causadas por el metano y el hidrógeno.
"“Cuanto más podamos electrificar, evitando convertir la electricidad en hidrógeno y luego de nuevo en electricidad, mejor”, dijo Jacobson.
La industria de los combustibles fósiles, en efecto, retrasó el mercado de los vehículos eléctricos al acabar con la industria de los combustibles fósiles. primeros vehículos eléctricos viablesEl hidrógeno azul es el esfuerzo de la industria por retrasar de forma similar la electrificación de todo durante décadas.
La industria del petróleo y el gas hará todo lo posible para que el hidrógeno azul se convierta en una realidad. Pero, al igual que con el carbón y el gas natural, el hidrógeno no resulta económicamente viable. Salvo en aplicaciones específicas donde la electrificación no es factible, como la aviación.
¿Será el hidrógeno verde económicamente competitivo con las aplicaciones de energía renovable en 2040? Tal vez. Pero eso podría no ser lo suficientemente rápido como para igualar el ritmo de la descarbonización. dicen los científicos Necesitamos evitar un cambio climático catastrófico.
El mundo ya cuenta con una solución asequible para descarbonizar rápidamente gran parte de la economía: la energía solar y eólica, junto con el almacenamiento en baterías, que siguen creciendo a gran escala a nivel mundial. Mientras tanto, la industria del petróleo y el gas intenta, una vez más, alterar el proceso, esta vez con hidrógeno derivado del metano.
