Emplazamientos sostenibles para la economía verde del hidrógeno del futuro
El Atlas Global del Hidrógeno muestra los posibles países importadores para Alemania
A largo plazo, Alemania tendrá que importar gran parte de su hidrógeno verde y de sus productos de síntesis a base de hidrógeno para satisfacer sus necesidades futuras. En el proyecto "HYPAT", un consorcio de científicos y cooperantes ha creado un atlas mundial del potencial del hidrógeno que identifica y analiza ubicaciones sostenibles para la economía verde del hidrógeno del futuro. Por primera vez, se presenta en detalle un panorama completo de los posibles países socios para el desarrollo cooperativo con Alemania, incluidos los volúmenes potenciales de comercio, producción y costes de transporte para 2030 y 2050.
Como parte del proyecto, el Instituto Fraunhofer de Sistemas de Energía Solar ISE llevó a cabo principalmente análisis tecnoeconómicos de posibles ubicaciones para la producción de hidrógeno verde y la exportación de posibles productos Power-to-X. El equipo realizó un análisis detallado de los costes a lo largo de la cadena de valor de las importaciones procedentes de Brasil, Marruecos, Canadá, Ucrania y Emiratos Árabes Unidos. Los investigadores también tuvieron en cuenta las necesidades de los países socios, por ejemplo, la cobertura sostenible de su propia demanda energética, la consecución de sus objetivos climáticos y el cumplimiento de criterios de sostenibilidad específicos para la economía del hidrógeno.
Simulación de las importaciones de hidrógeno a Alemania
Utilizando la herramienta de simulación "H2ProSim", el equipo analizó la importación por barco de cinco productos Power-to-X (hidrógeno líquido, amoníaco, portadores orgánicos líquidos de hidrógeno, metanol y productos Fischer-Tropsch). Mientras que la mayor parte del coste, que oscila entre dos tercios y tres cuartos, corresponde a la propia producción de hidrógeno, la parte correspondiente a la síntesis, el almacenamiento y el transporte varía según el producto y el volumen de producción.
Según el escenario de desarrollo elegido, el estudio considera posibles unos costes de importación de unos 3,50 a 6,50 euros por kilogramo de hidrógeno en 2030 y de 2 a 4,50 euros por kilogramo en 2050 (véase la figura). En principio, la mayoría de los países analizados pueden realizar costes a un nivel comparable.
La cuestión de si es más rentable el transporte por barco o por tuberías debe responderse individualmente para cada país. Mientras que el transporte por barco permite una mayor flexibilidad a los participantes en el mercado, el transporte por gasoducto requiere, por un lado, asociaciones estratégicas y, por otro, dependencias, lo que no es lo ideal.
El hidrógeno líquido se perfila como la opción más rentable para importar hidrógeno puro por barco a largo plazo, aunque esta tecnología aún no está disponible en el mercado. Entre los productos Power-to-X, el amoníaco es el candidato más prometedor, seguido del metanol y los productos de síntesis Fischer-Tropsch. Los autores del estudio recomiendan, por tanto, la promoción del amoníaco por ser el producto más fácil y barato de realizar a corto y medio plazo. Además, debería acelerarse el desarrollo de tecnologías de hidrógeno líquido por ser potencialmente la opción económicamente más atractiva para las importaciones de hidrógeno.
Efectos positivos en los países exportadores
Junto con sus socios en el proyecto, los investigadores del Fraunhofer ISE también analizaron los aspectos medioambientales, los criterios de sostenibilidad y las oportunidades de desarrollo social y económico para los países exportadores, como la creación de valor local prevista, la creación de empleo y otros beneficios colaterales. Aparte de esto, los países exportadores de hidrógeno se benefician del comercio, en la medida en que las instalaciones renovables necesarias para la producción de hidrógeno pueden conducir a una transición energética más rápida y a una reducción de los costes de la electricidad. Sin embargo, este efecto de sinergia puede debilitarse si aumentan los volúmenes de exportación, ya que puede agotar el potencial de energías renovables del país exportador y acabar provocando un aumento del precio de su electricidad. "Por lo tanto, recomendamos abordar los efectos potenciales sobre la transición energética local con los países exportadores en una fase temprana para evitar desarrollos erróneos durante la expansión de las infraestructuras. Para algunos países, los límites máximos de los volúmenes de exportación se han hecho evidentes y deben tenerse en cuenta", explica Ombeni Ranzmeyer, uno de los autores del estudio, del Fraunhofer ISE. Hay que dar preferencia a los países capaces de actuar con rapidez para desfosilizar su industria y su sector energético".
Suministro sostenible de agua para la producción de hidrógeno
Para producir un kilogramo de hidrógeno, los electrolizadores necesitan actualmente entre 15 y 20 kilogramos de agua dulce, incluidas las pérdidas y la refrigeración. También se necesita agua para generar electricidad, aunque en una cantidad mucho menor -como refrigerante o para limpiar los sistemas fotovoltaicos- y, según el producto, para el proceso de síntesis. En regiones con escasas reservas de agua dulce, en la planificación de proyectos sostenibles de hidrógeno deben incluirse alternativas como la desalinización del agua de mar o las tuberías. En el proyecto HYPAT, el equipo del Fraunhofer ISE analizó, a modo de ejemplo, los costes del agua para posibles emplazamientos Power-to-X en Marruecos, combinando los datos geográficos con los costes de las tecnologías de tratamiento del agua y de las tuberías. El estudio muestra que debe alcanzarse un tamaño mínimo del proyecto de electrolizador para la eficiencia económica del suministro y transporte del agua, que varía según la región. En el caso de Marruecos, los costes de inversión para el suministro de agua oscilan entre 0,012 y 0,245 euros por kilogramo de hidrógeno producido. Estos costes son muy bajos en comparación con los demás costes del sistema, por ejemplo para la electrólisis. "Con este estudio hemos podido crear un marco equilibrado para la evaluación de los costes del agua en los modelos de producción de electrólisis y PtX que incluye aspectos de sostenibilidad para todos los sectores que dependen del preciado recurso del agua", afirma Friedrich Mendler, autor del estudio.
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
Más noticias del departamento ciencias
Reciba la química en su bandeja de entrada
No se pierda nada a partir de ahora: Nuestro boletín electrónico de química, análisis, laboratorio y tecnología de procesos le pone al día todos los martes y jueves. Las últimas noticias del sector, los productos más destacados y las innovaciones, de forma compacta y fácil de entender en su bandeja de entrada. Investigado por nosotros para que usted no tenga que hacerlo.
