Industria

El hidrógeno bajo en carbono respaldará a las grandes empresas europeas de petróleo y gas durante su transición energética

Este post fue publicado originalmente en el blog global de Schneider Electric por Anna Yarygina. 

¿De qué color es tu hidrógeno?

El hidrógeno es el elemento más abundante del universo. Es ligero, se puede almacenar, tiene gran cantidad de energía y no produce emisiones directas de carbono. El hidrógeno puede producirse a partir de una amplia gama de fuentes y utilizarse de muchas maneras en todo el sector energético.

Desempeña un papel importante en la transición energética y la descarbonización industrial, pero no todo el hidrógeno se crea igual: para diferenciar los tipos se utilizan colores que identifican su forma de producción.

A día de hoy, el hidrógeno se produce principalmente a partir del gas natural y genera importantes emisiones de carbono, por eso se le conoce como hidrógeno «gris». La producción se lleva a cabo a través de la reforma del metano con vapor (SMR): el vapor a alta presión (H2O) reacciona con el gas natural (CH4) y da lugar a hidrógeno (H2) y al gas de efecto invernadero (CO2).

Existe una versión más limpia conocida como hidrógeno «azul», en la que las emisiones de carbono se capturan y almacenan en gran medida (proceso de captura y almacenamiento de carbono – CCS) o se reutilizan. Existen o se están desarrollando múltiples instalaciones de demostración. La tecnología está probada, pero es necesario desarrollarla a escala industrial.

El hidrógeno más limpio es el «verde», que se genera sin producir emisiones de carbono a partir de fuentes renovables mediante la electrólisis, en la que el agua (H2O) se divide en hidrógeno (H2) y oxígeno (O2) a través de electricidad verde (por ejemplo, generada por energía solar o eólica).

La electricidad nuclear también puede utilizarse para producir hidrógeno, lo que se conoce como hidrógeno «amarillo» y sobre el que hay muchos proyectos piloto en todo el mundo.

Para qué se utiliza el hidrógeno

El uso industrial del hidrógeno es ya un negocio global, con una demanda total de unos 115 millones de toneladas métricas en 2018-2019 (60% para el hidrógeno «puro» y 40% para los combustibles basados en el hidrógeno), según la Agencia Internacional de Energías Renovables (IRENA).

En términos económicos, esto representa unos 135.500 millones de dólares. Según la Agencia Internacional de la Energía (AIE), los cuatro principales usos industriales son: el refinado de petróleo (33%), la producción de amoníaco (27%), la producción de metanol (11%) y la producción de acero mediante la reducción directa del mineral de hierro (3%).

El hidrógeno es una fuente de energía valiosa que puede utilizarse como sustituto de los combustibles fósiles o como materia prima para la industria y los productos químicos. También es útil para favorecer la energía ya que se utiliza para la calefacción doméstica, así como en el transporte.

Las empresas O&G y la fiebre del hidrógeno

Instadas por los gobiernos y los inversores a hacer frente al cambio climático, las principales compañías petroleras europeas están acelerando su producción de energía limpia. Grandes empresas como Shell y BP intentan posicionarse para una época en la que dependan menos de los hidrocarburos.

Las empresas promueven activamente la producción de gas natural e incluyen el hidrógeno en sus agendas «verdes». A continuación, mencionamos algunos avances de las principales empresas europeas de O&G:

  • BP anunció que aumentaría su inversión anual en bajas emisiones de carbono de 500 millones de dólares en 2019 a 5.000 millones de dólares anuales en 2030. Además, la empresa ha iniciado el camino hacia el 2050 con cero emisiones netas.

    También comunicó una importante inversión inicial de 1,8 millones de dólares en un proyecto de hidrógeno en Australia y desveló la posibilidad de un negocio de «exportación de hidrógeno» basado en el amoníaco verde.

    BP realizará un estudio de viabilidad para empezar a exportar hidrógeno renovable desde una instalación en Australia Occidental. La planta piloto producirá hidrógeno verde, utilizando energía renovable in situ o procedente de la red.

  • En febrero de 2020, Shell inició el estudio de viabilidad de lo que sería el mayor proyecto de hidrógeno verde del mundo. La empresa planea establecer de 3 a 4 GW de capacidad eólica marina en el Mar del Norte para 2030, exclusivamente para la fabricación de hidrógeno verde.

    El proyecto podría ampliarse a 10 GW de energía eólica marina para 2040 dedicados a la producción de hidrógeno verde. La división de Nuevas Energías de Shell es responsable de las actividades de la empresa en materia de hidrógeno y biocombustibles.

    En la actualidad, Shell está ampliando su red de estaciones de servicio de hidrógeno en Europa y América del Norte y también está apoyando la adopción de pilas de combustible de hidrógeno en el transporte.

  • La compañía francesa Total ha decidido apostar por el hidrógeno para diversificar sus actividades relacionadas con los vehículos eléctricos. Los vehículos de hidrógeno son vehículos eléctricos (VE).

    Hace casi 10 años, Total y cinco socios de su sector crearon la empresa conjunta «H2 Mobility» en Alemania para desarrollar la movilidad con hidrógeno. El objetivo de «H2 Mobility» es contar con un centenar de estaciones de servicio de hidrógeno en Alemania y construir otras a partir del año que viene. Casi todas las estaciones llevarán la marca Total.

  • La empresa italiana ENI y NextChem, filial de Maire Tecnimont para la química verde, reforzaron su antigua alianza. El nuevo acuerdo incluye proyectos de ingeniería para una planta de producción de hidrógeno a partir de residuos en la biorrefinería de ENI en Venecia y para una planta de producción de metanol a partir de residuos en la refinería nacional de ENI.
  • La empresa española de petróleo y gas, Repsol, anunció sus planes para desarrollar una instalación que utilizará dióxido de carbono e hidrógeno verde para generar combustibles de emisión neta cero para su uso en el sector del transporte.

    La empresa también participará en un proyecto para producir gas a partir de residuos urbanos. Ambos proyectos se ubicarán en España, con una inversión inicial de 68 millones de dólares en el proyecto de hidrógeno verde.

  • La noruega Equinor participa en varios proyectos importantes de hidrógeno en toda Europa. Produce hidrógeno limpio a partir de gas natural en una instalación de producción autoalimentada con tecnología de captura de carbono (proyecto «H21 North of England»).

    Equinor participa en un innovador proyecto conjunto de hidrógeno con Vattenfall y Gasunie: la empresa colabora en la conversión de la central eléctrica de gas Magnum de Vattenfall en los Países Bajos para que funcione con hidrógeno. Equinor ha sido socio en la primera fase del proyecto «H-vision», una producción y utilización a gran escala de hidrógeno azul en Rotterdam.

Países pioneros en el uso del hidrógeno

Ante la creciente preocupación por el cambio climático, varios países adoptan un enfoque activo aplicando estrategias e inversiones centradas en el hidrógeno. Se están anunciando planes en todo el mundo: España, Alemania, Francia, Corea del Sur, Australia…

A principios de julio de 2020, la Comisión Europea decidió destinar parte de un fondo de recuperación COVID-19 de 825.000 millones de dólares a apoyar un desarrollo limpio del hidrógeno. A este compromiso le siguió el impulso de Alemania, Francia, Países Bajos, Austria, Bélgica y Luxemburgo para aumentar la financiación y el apoyo europeos al hidrógeno.

Uno de los principales defensores de la tecnología del hidrógeno, Alemania, tiene previsto invertir 7.900 millones de dólares en nuevas empresas e investigación, así como 2.000 millones para desarrollar asociaciones internacionales en torno al hidrógeno.

Los Países Bajos se proponen destinar 39 millones de dólares anuales para acelerar el despliegue de la tecnología del hidrógeno. En su reciente estrategia sobre el hidrógeno, Francia se compromete a invertir 8.200 millones de dólares para aumentar el uso del hidrógeno con bajas emisiones de carbono entre 2020 y 2030.

España aprobó un plan para impulsar la producción de hidrógeno limpio y construir la infraestructura necesaria para su desarrollo. El país calcula que se invertirán 10.500 millones de dólares en la próxima década. El Reino Unido aún tiene que lanzar una ambiciosa estrategia de hidrógeno para conseguir que todas las emisiones de gases de efecto invernadero sean nulas en 2050.

Países de la región Asia-Pacífico, como India, Japón, Corea del Sur, China y Australia, tienen previsto poner en marcha proyectos y acelerar la formulación de políticas para que el hidrógeno forme parte de su combinación energética.

Estados Unidos también muestra cada año un mayor apoyo a las tecnologías del hidrógeno y las pilas de combustible, incluyendo la investigación, el desarrollo, la demostración y el despliegue a través de las iniciativas y programas dedicados.

 

¿Qué retos hay actualmente?

Como ocurre con cualquier otra fuente de energía, el uso del hidrógeno plantea problemas: los costes correspondientes y la necesidad de garantizar que la producción sea sostenible y con bajas emisiones de carbono.

El hidrógeno se utiliza en la industria desde hace muchos años, pero la mayor parte no se produce con bajas emisiones de carbono, sino que se utilizan gas natural y carbón, lo que contribuye al cambio climático. El almacenamiento y el traslado del hidrógeno también requieren recursos y un tratamiento adecuado.

Los aspectos políticos, económicos y técnicos complican la rápida ampliación del hidrógeno. En la actualidad, el éxito del uso de la energía del hidrógeno está muy ligado al futuro del gas natural, las energías renovables y la tecnología CSS.

El hidrógeno verde es el principal destino de la industria energética, pero el sector sólo puede escalar de forma realista a grandes volúmenes e infraestructuras con el hidrógeno libre de carbono producido a partir de combustibles fósiles combinado con CCS (hidrógeno azul).

Cualquiera que sea la dirección en que se desarrolle el mercado del hidrógeno en los próximos 10 años, aumentará la presión sobre sectores industriales especialmente difíciles de abandonar, como el cemento, los productos químicos, el acero y el transporte pesado. El hidrógeno, junto con la electrificación, tiene el potencial de ser una parte importante de la solución para reducir las emisiones industriales.

A pesar de la incertidumbre que rodea al futuro del hidrógeno, hay indicios prometedores de que podría ser asequible y un componente esencial para que las aplicaciones industriales alcancen el objetivo de emisiones netas cero. La transformación del hidrógeno, la captura de carbono y otros proyectos ya están siendo financiados por los actores del sector del petróleo y el gas.

 

 


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