El hidrógeno verde es un elemento clave en cualquier estrategia de descarbonización. Todas las economías, principales y emergentes, están invirtiendo considerablemente en el hidrógeno verde, así como en asociaciones internacionales de energía para asegurar las importaciones a largo plazo. Esto crea nuevas oportunidades para el desarrollo industrial, especialmente en los países que están bien dotados de fuentes de energía renovables. Si estos países crean un marco adecuado de condiciones, pueden desarrollar nuevas y prometedoras agrupaciones industriales invirtiendo primero en proyectos de energía renovable y electrolizadores para luego atraer gradualmente inversiones en acero o productos químicos básicos de alto consumo energético, además de múltiples industrias derivadas que utilizan el acero verde o las materias primas químicas. Por lo tanto, las estrategias proactivas son indispensables para aprovechar plenamente estas nuevas oportunidades de desarrollo industrial.
El combustible del futuro
Casi todos los países se han comprometido a descarbonizar sus economías en las próximas décadas. Asimismo, muchas grandes empresas han anunciado planes para reducir su huella de carbono a cero. Esto requiere un aumento masivo de la energía renovable para sustituir las centrales eléctricas que dependen de los combustibles fósiles y seguir satisfaciendo el aumento de la demanda mundial de electricidad. La electricidad limpia puede utilizarse entonces para electrificar una amplia gama de usos finales, como el transporte por carretera, la calefacción y la refrigeración. Al mismo tiempo, una parte considerable de la energía renovable tendrá que dedicarse a la producción de hidrógeno verde para sustituir a los combustibles fósiles en actividades "difíciles de abandonar" que no pueden electrificarse fácilmente. Esto se aplica principalmente a la producción de acero y productos químicos básicos, así como a la aviación, el transporte marítimo y el transporte de larga distancia. El hidrógeno verde debe considerarse complementario a la electrificación, y no sustitutivo.
Se espera que la demanda de hidrógeno verde crezca rápidamente. Según el escenario de 1,5°C de IRENA1 la demanda de hidrógeno ascenderá a 74 EJ, el 21% del consumo total de energía final del mundo en 2050, de los cuales dos tercios corresponderán a hidrógeno verde. Muchos gobiernos y grandes empresas han reconocido la importancia estratégica del hidrógeno verde y han comenzado a realizar fuertes inversiones. Su entusiasmo es compartido por el sector privado, que ha registrado un número creciente de alianzas e inversiones industriales.
El hidrógeno verde sigue siendo caro y, al coste actual, no puede competir con el hidrógeno producido con los combustibles fósiles. Sin embargo, se espera que esto cambie debido a tres razones: en primer lugar, la tarificación del carbono aumenta el coste de los combustibles fósiles alternativos, y las normas públicas y privadas están haciendo obligatorio el uso de alternativas bajas en carbono; en segundo lugar, el precio promedio mundial de la energía renovable está disminuyendo rápidamente, concretamente un 80% desde 2010; en tercer lugar, se espera que la innovación tecnológica y las economías de escala reduzcan sustancialmente el coste de los electrolizadores y mejoren la eficiencia de la conversión de la energía renovable. En línea con estas expectativas, IRENA estima que el hidrógeno verde será competitivo en costes a mediados de la década de 2030, mucho antes que el hidrógeno azul (figura siguiente). Varias grandes empresas han fijado el objetivo de producir hidrógeno verde a 1-2 dólares/kg ya en 20252 basándose en los mismos supuestos.
El hidrógeno verde como oportunidad para el desarrollo industrial
Debido a la gran dependencia de las fuentes de energía renovables, los países con grandes dotaciones de energía solar y eólica probablemente se beneficien de las nuevas vías de industrialización creadas por el cambio al hidrógeno verde. Esto es una buena noticia para muchos países de renta baja y media, ya que la AIE3 estima que los lugares más atractivos para la producción de hidrógeno verde sobre la base de la energía solar y eólica se encuentran en África, Oriente Medio, Sudasia y las zonas occidentales de Sudamérica.
Hay cuatro canales principales a través de los cuales el hidrógeno verde puede estimular el desarrollo industrialdirecta o indirectamente.
En primer lugar, la sustitución de los combustibles fósiles en el sector energético requiere enormes inversiones en energía renovable. La demanda de hidrógeno verde derivada de las actividades económicas difíciles de abandonar aumenta aún más la demanda de energía renovable. Así, los parques solares y eólicos, los proyectos geotérmicos e hidroeléctricos y el uso de la biomasa atraerán enormes inversiones en lugares favorables. Se pueden desarrollar capacidades tecnológicas y agrupaciones industriales para fabricar (partes de) los equipos necesarios y avanzar en las innovaciones relacionadas, por ejemplo, en las redes inteligentes y el almacenamiento de energía.
En segundo lugar, la conversión de energía renovable en hidrógeno verde requiere inversiones en electrolizadores. Aunque el hidrógeno verde puede almacenarse fácilmente y utilizarse directamente en algunos procesos industriales, es necesario convertirlo en productos de mayor densidad energética (como el metanol o el amoníaco) para otros procesos y facilitar su almacenamiento y transporte. La figura siguiente ilustra los vínculos industriales de la energía renovable y el hidrógeno verde (eH2).
En tercer lugar, los países que puedan lograr una producción abundante de energía renovable, hidrógeno verde y sus derivados a bajo coste aumentarán inevitablemente su atractivo para una serie de industrias intensivas en energía, como la siderúrgica y la química. Estas industrias, a su vez, proporcionan insumos a muchas industrias derivadas, desde la industria automotriz hasta la farmacéutica y de fertilizantes. A medida que aumenta la presión para descarbonizar, la disponibilidad de energías renovables e hidrógeno verde se está convirtiendo en un importante factor de atracción para la reubicación de las industrias. Este "tirón de las renovables"4 ya se observa en la industria automotritz, donde la producción de piezas de aluminio y fibra de carbono se ha trasladado a lugares de bajo coste para obtener energía renovable.
En cuarto y último lugar, los sistemas avanzados de innovación y las tecnologías de la Industria 4.0 pueden ayudar a los países a superar los costes y las ineficiencias asociadas a la producción de hidrógeno verde, al tiempo que explotan el creciente mercado de exportaciones de tecnología basada en el hidrógeno. Esto incluye los mercados de la tecnología de las pilas de combustible, las tecnologías de fabricación de acero basadas en el hidrógeno y los combustibles sintéticos que utilizan una serie de soluciones digitales como el análisis de grandes volúmenes de datos o big data, los gemelos digitales, la sensorización, la inteligencia artificial y los sistemas de trazabilidad basados en la cadena de bloques.
Aprovechar las oportunidades: la estrategia importa
La tendencia es clara: el hidrógeno verde será un elemento clave de la futura economía mundial. Los gobiernos, la industria y otras partes interesadas deben adaptar sus estrategias de desarrollo industrial al nuevo marco de condiciones. Se trata de una tarea difícil que requiere estrategias multipartitas5.
Las partes interesadas de la sociedad deben determinar cuál de las diferentes vías industriales descritas anteriormente puede explotarse en función de sus dotaciones, ventajas geográficas y capacidades tecnológicas. Cada vía requiere diferentes inversiones en energías renovables, electrolizadores, redes, puertos y oleoductos. Tomar las decisiones correctas es especialmente difícil dada la incertidumbre asociada a los precios y las tecnologías. La demanda del hidrógeno verde depende de una serie de decisiones políticas en las principales economías: del nivel de los precios del carbono, del apoyo al despliegue de las energías renovables, de la aceptación de alternativas, como la captura y el almacenamiento de carbono y la energía nuclear, de la voluntad de adoptar medidas proteccionistas, así como de consideraciones geopolíticas de seguridad energética. Todos estos factores pueden acelerar o frenar la demanda. Además, el despliegue del hidrógeno verde depende de inversiones complementarias a gran escala en nuevas tecnologías, por ejemplo, en buques cisterna, lo que genera incertidumbre sobre las opciones y los costes de transporte. Para que un país aproveche con éxito las energías renovables y el hidrógeno verde y pueda atraer a las industrias de uso intensivo de energía, hay que tener en cuenta una gran variedad de factores que afectan a la elección de la ubicación de dichas industrias, desde los vínculos interindustriales y la disponibilidad de una mano de obra cualificada hasta las cuestiones relativas al clima de inversión. Por último, se necesitan salvaguardias para garantizar que el desarrollo de la industria del hidrógeno verde no agrave la escasez de agua o los conflictos de uso del suelo existentes. Es decir, hay que adoptar una serie de nuevas normativas y los países deben unirse a las iniciativas internacionales para desarrollar normas comunes de seguridad y medio ambiente.
Un número creciente de países está elaborando hojas de ruta y estrategias para el hidrógeno verde. La mayoría de los países industrializados serán importadores netos de hidrógeno verde. Sus estrategias pretenden descarbonizar sus industrias, asegurar la importación de hidrógeno verde, proteger sus industrias de la competencia desleal de países con políticas de descarbonización menos ambiciosas y aprovechar las ventajas de ser los primeros. Algunos países como Australia, por ejemplo, albergan industrias de alto consumo energético y de energía y abundantes fuentes de energía renovable. Estos países están especialmente bien posicionados para aprovechar las ventajas de ser los primeros en utilizar el hidrógeno verde.
El hidrógeno verde es una opción de exportación prometedora para muchos países en desarrollo. Estos países suelen tener industrias nacionales más pequeñas y, por tanto, la demanda de hidrógeno verde es menor, pero muchos de ellos están dotados de abundantes recursos energéticos renovables. Un número cada vez mayor de exportadores potenciales también están desarrollando estrategias de hidrógeno verde, como Chile, Uruguay, Sudáfrica, Brasil, Arabia Saudí, Ucrania, Turquía, Vietnam y Marruecos6. La elección estratégica consiste en considerar el hidrógeno verde como un nuevo producto de exportación (correspondiente a nuestros canales 1 y 2) o como un peldaño hacia una economía diversificada y basada en el conocimiento (canales 3 y 4). En el primer escenario, los países bien dotados de recursos de energía solar, eólica y otras energías renovables tendrán que fomentar las inversiones en parques energéticos, electrolizadores y materias primas relacionadas, así como la infraestructura de exportación necesaria, incluidos oleoductos y puertos. Si se gestionan bien, estas inversiones pueden aumentar los ingresos por exportación; sin embargo, suelen ser intensivas en capital, con efectos muy limitados en términos de creación de empleo y aprendizaje tecnológico. En el segundo escenario, los gobiernos toman la energía renovable de bajo coste y el hidrógeno verde como base para crear agrupaciones industriales y cadenas de valor con mayor valor añadido. Otros países, como Sudáfrica y Brasil, ya se han decantado por una opción híbrida al emprender ambas vías.
Bajo estas premisas, independientemente de si son ricos o pobres en energías renovables, los países deben adaptar ahora de forma proactiva sus estrategias industriales para anticiparse a lo que la creciente adopción mundial del hidrógeno verde implicará para su desarrollo industrial en la próxima década. El hidrógeno verde ha llegado para quedarse y ningún país quiere quedarse atrás.
Este artículo también se ha publicado en la Red Global de Cadenas de Suministro Sostenibles (Sustainable Global Supply Chains Network).
Descargo de responsabilidad: Las opiniones expresadas en este artículo son las de los autores, basadas en su experiencia y en investigaciones previas, y no reflejan necesariamente las opiniones de la ONUDI (leer más).
