Por Julio Diaz Cohen - Chair del Comité de Energía
Transición Energética y Electrificación de la Economía son dos términos que están muy interrelacionados. La Transición Energética de nuestras economías (hacia la descarbonización) no podrá ocurrir sin electrificación, y la electrificación es la mejor manera de lograr la transición energética.
Numerosas investigaciones han demostrado que lograr una economía de cero emisiones de CO2 netas en los próximos 30 años, es técnica y económicamente factible. Sin embargo, para alcanzarla, se requerirá del uso de una amplia gama de recursos que puedan transformar nuestros sistemas energéticos: desde métodos más limpios de producción de electricidad, hasta la incorporación de eficiencia y flexibilidad energética, el uso de tecnologías 4.0, el hidrógeno, tecnologías de captura de carbono (CCUS), entre otras.
Electrificar la Economía conlleva la transformación de todos los sectores económicos hacia el uso de fuentes de energía renovables o no emisoras de CO2. Esta propuesta inicia por electrificar, es decir, convertir todos los usos energéticos y procesos que hoy usan combustibles fósiles por electricidad, donde sea tecnológica y económicamente viable. De esta manera estos usos podrán apalancarse de forma rápida en la transformación en curso que lleva la industria eléctrica[1]. Aquellas aplicaciones o procesos donde la electrificación directa no sea aún factible, como en el transporte pesado y de larga distancia, la producción de acero, procesos de minería, entre otros, tendrán que apoyarse en el uso de otros combustibles o vectores energéticos más limpios como el gas natural, biocombustibles, hidrógeno y amoniaco.
Aunque la transición hacia sistemas completamente renovables se encuentra relativamente avanzada en la industria eléctrica, se anticipa que los sistemas continuarán necesitando de energía firme y de respaldo provista por recursos gestionables para hacer frente y complementar la intermitencia de los recursos energéticos distribuidos, renovables y variables. Esta firmeza tendrá que venir de fuentes de producción limpias que tengan atributos de almacenamiento y transportabilidad, como el caso del gas natural, el hidrogeno y el amoniaco, que los coloca como vectores energéticos claves de la descarbonización.
En la actualidad, el gas natural es una fuente de energía sumamente importante para la economía global y, de acuerdo con todos los planes de descarbonización, transición energética y sostenibilidad, el gas natural tiene un rol central en el camino hacia la neutralidad climática, mientras se desarrollan las tecnologías de otras fuentes y combustibles renovables que puedan proveer firmeza.
El gas natural ha movido el mundo desde hace milenios[2]. El gas natural es el combustible fósil que menos gases de efecto invernadero genera. Compuesto casi en su gran mayoría por metano (CH4), emite mucho menos dióxido de carbono (CO2) y contaminantes del aire que otros combustibles fósiles. Su versatilidad le permite ser utilizado en una gran cantidad de contextos en los que se requiera energía: desde generación de electricidad, hasta el ámbito de transporte, procesos industriales, usos comerciales, residenciales y hasta para la producción de hidrógeno y amoniaco.
Para apoyar de una mejor manera los esfuerzos de descarbonización, la industria del gas natural ha empezado a buscar formas de reducir o compensar sus huellas de carbono, impulsando la aparición de un nuevo producto dentro de la industria: el GNL Carbono-Neutral (“Offset LNG” por sus siglas en inglés).
Dado que el mercado del GNL Carbono-Neutral está todavía en sus inicios, el número de transacciones globales sigue siendo limitado. Sin embargo, se anticipa en la industria que a medida que se desarrollen los estándares para los certificados de compensación, este producto alcanzará liquidez y transparencia, garantizando que el gas natural mantenga un rol relevante en nuestro futuro energético.
El hidrógeno, por otro lado, es el otro vector energético crucial para la descarbonización que ha sido catalogado como el combustible idóneo del futuro. Es el único combustible que sólo emite agua en su combustión. Sus propiedades lo hacen ser muy versátil pudiendo ser utilizado de forma directa o para la producción de combustibles alternativos como el amoniaco, el metano y combustibles sintéticos. También puede ser mezclado con gas natural como solución rápida para la reducción de emisiones. Al ser un gas combustible, puede ser utilizado para las mismas funcionalidades que cualquier otro gas combustible (gas natural, butano...).
Durante el último siglo, el hidrógeno ha sido ampliamente utilizado para la fabricación de compuestos químicos, en procesos de refinamiento de petróleo y en aplicaciones espaciales. En los últimos diez años, el desarrollo de las tecnologías de hidrógeno para la movilidad ha permitido que hoy existan comercialmente automóviles, buses, camiones y recientemente trenes que lo utilizan como fuente de energía.
El hidrogeno al no encontrarse en su estado puro en la naturaleza, requiere ser producido. Prácticamente todo el hidrogeno que se produce en la actualidad proviene del uso de combustibles fósiles, por lo que en su proceso se emite CO2. Con el desarrollo de las energías renovables y el uso de tecnologías de captura/secuestro de CO2, y la electrólisis del agua, se espera lograr una transición paulatina desde el hidrogeno gris[3] (actualmentente producido a partir de gas natural y petroleo) al azul (que hace uso de tecnologias de captura de CO2), y del azul al verde (renovable).
El hidrógeno de origen renovable juega un papel decisivo en la descarbonización de sectores intensivos en energía y emisiones como la industria de alta temperatura y el transporte.
Una de las grandes virtudes del hidrógeno verde, es que al ser obtenido a partir de la electrólisis de moléculas de agua usando energía renovable, puede ser producido en casi todos los países, a diferencia de la producción de los combustibles fósiles, que se concentra en unos pocos mercados, cambiando la geografía del comercio energético mundial. Las únicas limitantes serían la disponibilidad de suelo, agua o el costo de la electricidad renovable, que, en determinados países o regiones, podrían hacer atractiva la importación de este producto desde el mercado internacional[4].
Aunque el hidrógeno verde está llamado a ser un vector energético relevante en la descarbonización de la economía, la realidad en este momento es que se trata de una tecnología todavía inmadura a gran escala, con baja eficiencia energética y con limitaciones en la producción o en el transporte. Todo ello, hace que su costo actual sea elevado y que su futuro masivo dependa aún de que se resuelvan sus incertidumbres tecnológicas principalmente en su producción y sobre todo en su logística y almacenamiento[5].
A fin de fomentar una descarbonización eficiente y propiciar la madurez tecnologica del hidrógeno verde, los esfuerzos de la industria están siendo dirigidos a:
- Fomentar su desarrollo tecnológico a través de ayudas para I+D+I
- Promover un proceso de descarbonización en dos fases:
- Corto plazo: priorizar el reemplazo del hidrógeno no verde que se utiliza como materia prima en la industria (amoniaco, industria de refino, industria química). Se trata de una demanda ya existente de hidrógeno, difícilmente sustituible y que, en todo caso, deberá ser descarbonizada antes o después.
- Mediano y largo plazo: En la medida que se logren reducir los costos de su producción siendo más competitivos, descarbonizar aquellos nichos en los que no haya una alternativa más económica, como el transporte pesado o de larga distancia, o industria de alta temperatura.
Hoy en día, el hidrógeno verde tiene un rol fundamental dentro de la planificación estratégica y económica de numerosas regiones y países. Cada vez es más frecuente encontrar gobiernos, agencias internacionales y corporaciones que hablen de una “Economía del Hidrógeno” como el modelo energético que reemplazará por completo el uso de los combustibles fósiles y proporcionar almacenamiento de energía a largo plazo.
El uso generalizado del hidrógeno como combustible, aunque parece una opción probable más a largo plazo, podría ser acelerado por los esfuerzos tecnológicos que se están realizando en todo el mundo. La presente década será crucial para el desarrollo, la demostración y el despliegue de estas tecnologías a mayor escala de manera económica.
Centroamérica está llamada a ser una de las regiones lideres en la economía del hidrogeno y en el desarrollo de su mercado internacional, siendo la región con la matriz eléctrica más limpia del planeta, que además tiene una dotación de recursos naturales extraordinaria (ríos, radiación solar, viento, geotérmica, acceso a costa y disponibilidad de tierra).
Para que esto sea una realidad, nuestros países deben priorizar en sus políticas energéticas, el establecimiento de mecanismos que promuevan la inversión privada y reduzcan los riesgos en este tipo de tecnologías, facilitando los permisos, las licencias y un marco regulatorio flexible que permita a los “first movers” y a nuestros países ser parte de este movimiento global.
De los países de la región, Costa Rica lleva la delantera, con una experiencia en hidrógeno que se remonta al 2012, cuando la empresa local de energía y de propulsión espacial Ad Astra Rocket Company y la Refinería de Petróleo de Costa Rica (RECOPE) iniciaron el denominado Proyecto Ecosistema del Hidrógeno.
Actualmente tiene en marcha un proyecto con el apoyo del Banco Interamericano de Desarrollo que persigue avanzar en la promoción del uso del hidrógeno en la movilidad, al igual que otras iniciativas que pretende expandir su uso en la economía en general.
Costa Rica es el único país que dispone de un borrador de Ley de Promoción e Implementación de una Economía de Hidrógeno Verde que se encuentra en proceso de aprobación. Esta futura ley incluye incentivos por los próximos 15 años, de exoneración de gravámenes, tasas o tributos, tanto en la importación o compra local, como también en el uso final.
La versatilidad del hidrógeno como vector energético permite que cada país adapte su estrategia de despliegue a su contexto y a sus prioridades, lo cual supone una gran oportunidad para nuestros mercados, de aprovechar cada uno, sus propias ventajas estratégicas, cadenas de valor industriales, capacidades tecnológicas e infraestructuras.
[1] En la actualidad, la industria eléctrica es únicamente responsable del 20% al 30% de consumo de energía primaria de nuestras economías. El grueso de la energía consumida es no eléctrica, por lo que para impactar las emisiones se requiere transformar los usos energéticos de otros sectores como el transporte, la industria petroquímica, la siderúrgica, la minería, entre otras, usando fuentes de energía más limpias.
[2] Mucho antes de que la gente supiera que era un combustible fósil, hace millones de años, le atribuían poderes sobrenaturales y lo relacionaban con el mundo de la magia y lo sobrenatural. Los chinos fueron los primeros en utilizarlo con fines prácticos, iniciando su explotación ya en el año 125 a.C. Hoy, gracias a los avances tecnológicos principalmente en su transporte, el gas natural es considerado el combustible del siglo XXI, como lo fueron el carbón y el petróleo en los siglos XIX y XX.
[3] La diversidad de fuentes primarias y procesos en la producción de hidrógeno ha llevado a la industria a la adopción de una escala de colores para facilitar su referencia y garantizar su origen. En la actualidad sólo el 1% de la producción mundial de hidrógeno es verde y está basada en electrólisis de agua a partir de energías renovables, la mayoría del resto se produce con técnicas que emiten CO2, como el carbón o gas natural (hidrógeno gris).
[4] Debido principalmente a las limitaciones en tierra, se prevé que países como Alemania, India, Italia, Japón y la República de Corea sean importadores netos.
[5] Esto se deriva de la baja densidad volumétrica del hidrógeno, que aun estando en forma líquida es un tercio la de los combustibles líquido como el GLP o GNL. Una alternativa que disminuye estos inconvenientes es almacenar y transportar las moléculas en otras sustancias como metano (CH4) o amoníaco (NH3).