Por qué la energía del hidrógeno verde está más presente que nunca

Las fuentes de energía renovables son vitales para hacer realidad la ambición de alcanzar cero emisiones netas para 2050. El hidrógeno verde proviene de fuentes renovables como la energía eólica y solar.

Es una solución limpia y viable reconocida por el Gobierno del Reino Unido, que recientemente duplicó los objetivos nacionales de capacidad de producción de hidrógeno con bajas emisiones de carbono a 10 GW para 2030 para su uso en toda la economía.

El nivel de hidrógeno producido podría ser igual al consumo anual de gas de más de 3 millones de hogares del Reino Unido. Por lo tanto, no sorprende que el Reino Unido tenga un enorme potencial para convertirse en líder de la economía mundial del hidrógeno, con un valor estimado de £2 billones para 2050.

El hidrógeno verde transforma la energía procedente de fuentes renovables en un gas que puede utilizarse para almacenar, transportar y utilizar como materia prima en la industria, el transporte, como combustible para calefacción o para generar electricidad en diversas aplicaciones. No debe confundirse con otros tipos, la fabricación y el uso de hidrógeno verde solo produce oxígeno y agua como subproductos.

La energía del hidrógeno gris se produce principalmente a partir de gas natural y genera importantes emisiones de carbono. El hidrógeno azul implica capturar las emisiones de carbono para almacenarlas o reutilizarlas. El hidrógeno amarillo se produce mediante electrólisis de la red, que aún puede generarse mediante combustibles fósiles, pero a menudo no es el uso más eficiente de la electrificación.

Al igual que otros vectores de energía, la energía del hidrógeno verde todavía tiene obstáculos que superar. En el Reino Unido, la Estrategia de Hidrógeno del Gobierno destaca algunos de estos, incluido el alto costo del hidrógeno en relación con los combustibles con alto contenido de carbono existentes, la incertidumbre tecnológica antes de un despliegue más amplio y la incertidumbre política y regulatoria, ya que el hidrógeno es una política energética en desarrollo.

También deben cambiar la opinión pública sobre las propiedades explosivas del hidrógeno y su seguridad como combustible.

Otro desafío es el legado del uso industrial de la energía del hidrógeno producida a partir de gas natural o carbón, que contribuye al cambio climático. Hoy en día, el éxito del uso de la energía del hidrógeno se alinea estrechamente con el futuro de la energía renovable, el gas natural y la tecnología de captura y almacenamiento de carbono (CAC).

Si bien el hidrógeno verde es el principal destino de la industria energética, el Gobierno del Reino Unido apuesta a que el sector sólo podrá crecer a grandes volúmenes e infraestructura con hidrógeno libre de carbono procedente de combustibles fósiles combinado con CAC.

Es bien conocida la necesidad de identificar y asegurar fuentes baratas de generación de energía renovable y asegurar su demanda. El objetivo del sistema eléctrico Net Zero del Reino Unido es 2035 y cualquier empresa con objetivos más ambiciosos debe considerar diferentes opciones, como la energía del hidrógeno.

Afortunadamente, el Reino Unido tiene un lugar único con una oportunidad del hidrógeno para abordar estos desafíos y hacer el cambio ecológico.

La ventaja competitiva del Reino Unido proviene de su geografía, infraestructura y capacidades, lo que brinda la oportunidad de demostrar liderazgo global en hidrógeno con bajas emisiones de carbono.

Existen rutas de suministro y casos de uso bien desarrollados para el gas hidrógeno con décadas de experiencia en producción, distribución, almacenamiento, uso y regulación de gas.

Además, el Reino Unido tiene una geología favorable para el almacenamiento de hidrógeno a gran escala y el almacenamiento estacional a largo plazo. El notorio clima británico y su combinación de días ventosos y soleados significan que el exceso de electricidad renovable puede almacenarse para el invierno, cuando la demanda es mayor y se genera menos electricidad renovable. El hidrógeno ya está almacenado en cavernas de sal y podría terminar en los yacimientos de petróleo y gas en desuso del Mar del Norte.

Mientras tanto, en abril de este año, el Reino Unido respaldó las tecnologías del hidrógeno con un préstamo gubernamental de 400 millones de libras concedido a Johnson Matthey como sólo un ejemplo del apetito por la inversión verde.

Encontrar el camino hacia una producción eficiente de hidrógeno verde requiere nuevas tecnologías y nuevas ideas. Los desafíos que plantea la producción de hidrógeno verde a gran escala pueden resolverse en gran medida mediante el uso de nuevas tecnologías digitales. La industria del hidrógeno verde está pasando de los pilotos y la producción a pequeña escala a las instalaciones extensas; será esencial encontrar una solución para acelerar esto.

El uso de un modelo de simulación de proceso dinámico y un gemelo digital acelera la etapa conceptual del proyecto al agilizar el proceso de selección del tipo y tamaño de los electrolizadores y el parque renovable necesarios. Proporciona información sobre los requisitos de los equipos eléctricos, estáticos y de proceso asociados, como bombas, motores, tanques y tuberías.

El modelo utiliza los datos disponibles para simular la generación de energía renovable, el tratamiento del agua y otros parámetros del proceso para analizar exhaustivamente las variaciones esperadas en la operación de una instalación. Un modelo completo incluye consideraciones de almacenamiento y simulación de uso industrial posterior en función de los objetivos de desarrollo del proyecto.

Las herramientas de ingeniería ayudan a optimizar los procesos de ingeniería entre múltiples partes interesadas y facilitan la interacción con partes externas. Estas herramientas se basan en la tecnología de gemelos digitales para todo el ciclo de vida de la instalación de producción de hidrógeno, desde el diseño conceptual hasta la ingeniería, la operación y el mantenimiento. Las tecnologías permitirán optimizar el diseño y las operaciones de proyectos de hidrógeno verde desde la estrategia hasta las operaciones y acelerar la transición a la energía renovable.

A pesar de las incertidumbres que rodean el futuro de la energía del hidrógeno, hay indicadores de que puede convertirse en un componente necesario para que las aplicaciones industriales alcancen el objetivo de emisiones netas cero.

Los principales proveedores y distribuidores de energía están estudiando actualmente el hidrógeno verde como parte de sus esfuerzos por descarbonizar, promoviendo la producción de gas natural en lugar de petróleo y carbón como parte de sus agendas verdes.

Aprovechar las energías sostenibles ayudaría a acelerar la demanda de energía de hidrógeno verde como alternativa viable dentro de una revolución energética de múltiples niveles.

Es hora de aprovechar la oportunidad del hidrógeno verde y cambiar.