Este documento presenta información sobre el hidrógeno como una opción energética para América Latina, incluyendo los desafíos, riesgos y oportunidades. Se discuten los diferentes procesos de producción de hidrógeno, sus emisiones de carbono asociadas, y el potencial del hidrógeno verde producido con energías renovables. También se analiza el estado actual y las perspectivas del hidrógeno en varios países de la región, reconociendo la necesidad de descarbonizar la producción existente y asegurar que nuevas dem
2. o Rolando Castro
Abogado, ex ministro de medio ambiente de Costa Rica
Consultor, Nairí
o Lauren Withey
Científica especialista en medio ambiente
Programa Internacional, Earthjustice
o Hugo Mobarec
Ingeniero químico, asesor científico
Asociación Interamericana para la Defensa del Ambiente (AIDA)
Modera:
Daniela García Aguirre
abogada e ingeniera ambiental
Asociación Interamericana para la Defensa del Ambiente (AIDA)
PANEL
3. o Introducción: coyuntura del hidrógeno
en el mundo y en América Latina
o Propiedades y usos del hidrógeno;
comparación de los diferentes
procesos de producción
o Criterios para la utilización del
hidrógeno; eficiencia en las
aplicaciones
o Riesgos, incertidumbres, costos y
viabilidad
o Perspectivas del hidrógeno como
vector energético en América Latina
o Preguntas y respuestas
AGENDA
4. INTRODUCCIÓN: COYUNTURA DEL HIDRÓGENO
o La transición energética se
plantea como una necesidad
para cumplir con la meta de
1,5°C.
o En la actualidad, el 99% del
hidrógeno usado como
combustible se produce a partir
de fuentes no renovables.
5. INTRODUCCIÓN: COYUNTURA DEL HIDRÓGENO EN
EL MUNDO
Unión Europea (UE):
○ "Estrategia de hidrógeno para una Europa climáticamente neutra",
publicada a mediados de 2020, se comprometió a invertir
US$430.000 millones en hidrógeno verde entre ahora y 2030.
Estados Unidos
○ Joe Biden, prometió en su plan energético que “el mercado pueda
acceder al hidrógeno verde al mismo costo que el hidrógeno
convencional en una década, proporcionando una nueva fuente de
combustible limpia para algunas centrales eléctricas existentes".
Australia:
○ Lidera los planes de producción de este nuevo combustible limpio
con propuestas para construir 5 megaproyectos en su territorio,
gracias a sus enormes recursos de energía renovable, en particular
la eólica y solar.
Alemania:
○ Planean sus propios proyectos de hidrógeno verde en territorio
nacional. El más grande es el de AquaVentus, en la pequeña isla
de Heligoland, en el mar del Norte.
China:
○ Principal productor mundial de hidrógeno, pero hasta ahora ha
usado hidrocarburos para generar casi toda esa energía.
6. INTRODUCCIÓN: COYUNTURA DEL HIDRÓGENO EN
EN AMÉRICA LATINA
En 2019, la producción de hidrógeno de
bajas emisiones de carbono se reducía a
tres proyectos piloto en Argentina, Chile y
Costa Rica.
Agosto 2021 Chile, Argentina, Bolivia, Brasil,
Colombia, Costa Rica, El Salvador, Panamá,
Paraguay, Trinidad y Tobago, y Uruguay
tienen una política o la estaban planeando.
○ Chile: El país sudamericano,
considerado una de las mecas de la
energía solar, fue el primero en la región
en presentar una "Estrategia nacional de
hidrógeno verde", en noviembre de 2020.
○ Colombia: En la Ley 2099 de 2021
provee incentivos para la producción y
uso de hidrógeno en el país.
7. INTRODUCCIÓN: COYUNTURA DEL HIDRÓGENO EN
EN AMÉRICA LATINA
Colombia: Ley 2099 del 2021
○ No distinguen entre el hidrógeno
producido a partir del agua y
electrolizadores con energía renovable
(hidrógeno verde) del hidrógeno azul.
○ Propone utilizar sus 6.700 millones de
toneladas de reservas de carbón, junto
con otros recursos de combustibles
fósiles, para fabricar hidrógeno azul.
○ Planea aprovechar la infraestructura
minera, petrolera y de gas existente
para hacer competitivo el hidrógeno
azul y acortar el plazo para alcanzar
costes comparables a los del
hidrógeno gris.
9. HIDRÓGENO COMO VECTOR ENERGÉTICO
● Los vectores energéticos son
sustancias o dispositivos que
almacenan energía de fuentes
primarias para transportar y
liberar la energía posteriormente,
de forma controlada
● La energía se puede acumular
en la molécula de hidrógeno
para que luego se libere
mediante la combustión:
2 H2 + O2 => H2O
H2
10. PROCESOS PARA LA SÍNTESIS DEL HIDRÓGENO
electrólisis
H2
verde
energías
renovables red eléctrica
H2
depende*
gas natural carbón
electrólisis reformado
con vapor
gasificación
captura y
almacenamiento
de carbono
H2
azul
H2
gris
H2
marrón
11. PROCESOS PARA LA SÍNTESIS DEL HIDRÓGENO
electrólisis
H2
verde
energías
renovables red eléctrica
H2
depende*
gas natural carbón
electrólisis reformado
con vapor
gasificación
captura y
almacenamiento
de carbono
H2
azul
H2
gris
H2
marrón
Más del 99% del
hidrógeno producido
en el 2020 provino de
fuentes no renovables
12. HIDRÓGENO VERDE
● El hidrógeno verde se define como el
hidrógeno producido mediante la
electrólisis del agua con electricidad
generada sin emisiones de carbono*.
● Actualmente, los desafíos para la
producción del hidrógeno verde
incluyen:
○ Mayores extensiones de territorio
y volúmenes para la generación
○ Altos costos en comparación a
los combustibles fósiles
○ Requerimiento de infraestructura
dedicada
H2
verde
Crédito: Charles D Winters / Science Photo Library
13. HIDRÓGENO MARRÓN
● El hidrógeno marrón se obtiene por
medio de la gasificación del carbón
● Los impactos de la producción del
hidrógeno marrón incluyen:
○ Los impactos sociales y
ambientales de la minería del
carbón
○ El proceso de gasificación
requiere energía
○ La separación del hidrógeno
libera dióxido de carbono,
monóxido de carbono y
potencialmente otros
contaminantes presentes en el
carbón
H2
marrón
14. HIDRÓGENO GRIS
● El hidrógeno gris se obtiene por
medio del reformado con vapor de
agua sobre el gas natural
● Los impactos de la producción del
hidrógeno gris incluyen:
○ Los impactos sociales y
ambientales de la extracción de
gas natural, particularmente las
fugas en el transporte
○ El proceso de gasificación
requiere energía
○ La separación del hidrógeno
emite dióxido de carbono
proveniente del gas natural
Crédito: Leak Detection Dubai
H2
gris
15. HIDRÓGENO AZUL
● El hidrógeno azul se produce cuando
en el proceso de producción de
hidrógeno marrón o de hidrógeno gris
se captura y se almacena el dióxido
de carbono.
● Los desafíos de la captura y el
almacenamiento de carbono incluyen:
○ Los procesos son costosos,
requieren infraestructura
adecuada y podrían necesitar
altos volúmenes de agua
○ A nivel industrial, es complicado
superar el 90% de recuperación
del carbono emitido
H2
azul
16. EMISIONES DE LA PRODUCCIÓN DE HIDRÓGENO
Gramos de
emisiones
de CO2
equivalentes
por MJ de energía
Emisiones de gases de efecto invernadero
por unidad de energía calorífica
Adaptado de Howarth y Jacobson. 2021. How green is blue hydrogen?
Combustibles fósiles
Diésel
Gas
natural
Carbón
H2
gris
H2
azul
17. PUNTOS CLAVE ACERCA DE LA PRODUCCIÓN DE H2
● Para evaluar la huella de carbono del
hidrógeno, es esencial considerar el ciclo
de vida completo, y particularmente el
proceso de producción
● El hidrógeno verde podría ser la mejor
opción para las aplicaciones industriales
del hidrógeno (no energéticas)
● Las emisiones de los procesos de
producción de hidrógeno a partir de
hidrocarburos para usarlo como
combustible podrían superar las
emisiones de la utilización de esos
hidrocarburos directamente
18. PERSPECTIVASDEL HIDRÓGENO EN AMÉRICA
LATINA
○ Las modalidades actuales
de producción de
hidrógeno provocan
emisiones considerables
en América Latina.
○ En la próxima década,
América Latina tendrá que
tomar medidas para
descarbonizar la
producción actual para los
usos que ya existen y
garantizar que las nuevas
fuentes de demanda se
satisfagan únicamente con
hidrógeno de bajas
emisiones de carbono.
20. Costo nivelado de
producción de
hidrógeno mediante
electrólisis
alimentada con
energía híbrida
solar fotovoltaica y
eólica terrestre,
América Latina,
2050
Notas do Editor
En tanto, menos del 0,1% se produce a través de la electrólisis del agua, según la Agencia Internacional de la Energía. Pero la trayectoria de las inversiones actuales augurian cambio
Aunque el uso del hidrógeno no emite dióxido de carbono (CO2), los procesos de producción actuales son responsables de elevados volúmenes de emisiones
Por ejemplo, en América Latina En 2019, los sectores industrial y de refino de petróleo necesitaron más de cuatro megatoneladas (Mt) de hidrógeno (aproximadamente un 5 % de la demanda mundial) para producir, principalmente, amoníaco, metanol, acero y productos de petróleo refinado. Por tanto, en 2019, para la producción de hidrógeno en la región se necesitó más gas natural que el suministro total de Chile y se emitió más CO2 a la atmósfera que el que emiten todos los vehículos de carretera de Colombia. (International Energy Agency)
Ante este escenario, muchos países están buscando urgentemente cómo resolver sus necesidades energéticas sin seguir dañando al medioambiente, presentando el hidrogeno como una propuesta
Este panorama va cambiando a nivel internaiconal:
Alemania: Un consorcio de 27 empresas, instituciones de investigación y organizaciones -incluyendo a Shell- impulsan el proyecto, que utilizará los poderosos vientos de la región como fuente energética.
China: el país está dando sus primeros pasos en el mercado del hidrógeno verde con la construcción de un megaproyecto en la región autónoma de Mongolia Interior, en el norte del país.
El hidrógeno de bajas emisiones de carbono también puede ejercer un papel esencial en la transición hacia energías limpias de la propia América Latina, donde, en los últimos años, se han producido avances y muchos países no solo han anunciado nuevos y ambiciosos objetivos climáticos y energéticos, sino que también han empezado a emprender acciones para alcanzarlos.
En 2019, la producción de hidrógeno de bajas emisiones de carbono se reducía a tres proyectos piloto en Argentina, Chile y Costa Rica. Para alcanzar los objetivos energéticos y climáticos de la región, el hidrógeno de bajas emisiones de carbono tendrá que sustituir a la actual producción de hidrógeno intensiva en carbono y responder a la demanda adicional de nuevos usos de las próximas décadas.
hoy ya son 11 países de la región que han publicado o estan preparando estrategias y hojas de ruta nacionales sobre el hidrógeno, y una cartera de más de 25 proyectos relacionados con el hidrógeno de bajas emisiones de carbono estaba en las primeras etapas de desarrollo
la idea es usar el H2 como un sustituto de los combustibles fósiles en usos finales no compatibles con la electrificación directa.
El hidrógeno azul, por ejemplo, es producido a partir de gas fósil, y se emiten muchos gases de efecto invernadero y contaminantes en su producción. Entonces no es limpio – aunque muchas voces han intentado llamarlo así.
Los grupos de cabildeo de la industria del gas destinan campañas con el fin de extender la vida del gas fósil.
Lo crítico es que su plan: Promueve fuertemente el hidrógeno azul, agrupando el hidrógeno azul y el verde como "hidrógeno bajo en carbono
esta promoción de hidrógeno azul es alarmante, dado que es una falsa solución al reto del cambio climático y, más bien, representa otorgar un salvavidas para los productores de gas, y en lo absoluto es una manera efectiva para reducir emisiones de GEI.
No obstante: Colombia está muy bien posicionada para la producción de hidrógeno verde dado su potencial de generación de energía eólica, solar e hidráulica
Para entender este tipo de controversias un poco mejor, vamos a explorar en qué consiste el H2
Blue hydrogen is defined at Colombia Hydrogen Roadmap at 5.
Colombia sees its “significant oil, natural gas, and coal reserves that place it close to fuel self-sufficiency” as a core strength. Colombia Hydrogen Roadmap at 7, 11.
Colombia Hydrogen Roadmap at 12.
(Hoja de ruta del hidrógeno en Colombia)
En la operación; en el ciclo de vida completo esto es muy complicado por la obtención de las materias primas, construcción de infraestructura, mantenimiento y clausura
Altos costos: del 50% al 70% del costo de producción del hidrógeno verde depende de la generación de electricidad limpia.
Infraestructura: Se tiene que invertir en la construcción de sistemas de transmisión eléctrica y distribución y almacenamiento del hidrógeno
Contaminantes como gases de azufre, mercurio y arsénico
Costosos por el transporte de grandes volúmenes, transporte a alta presión
Niveles de almacenamiento y captura superiores al 80%; sólo 3.5% del metano requerido se fugó
según IEA(international energy agency)
Algunos países de América Latina tienen potencial para producir más hidrógeno de bajas emisiones de carbono del que pueden consumir, gracias a sus abundantes y competitivos recursos de energías renovables. De aquí a 2030, Chile tiene la ambición de producir y exportar el hidrógeno más competitivo del mundo a partir de electricidad renovable, y en muchos países de América Latina se dan las condiciones necesarias para convertir a la región en uno de los líderes mundiales de la producción de hidrógeno de bajas emisiones de carbono.
Puede usarse alguna de la infraestructura actual. La adaptación de los centros de producción existentes con sistemas para la captura, la utilización y el almacenamiento de carbono podría contribuir a reducir las emisiones y aprovechar, al mismo tiempo, las instalaciones e infraestructuras industriales existentes. Pero, si lo que se quiere es producir hidrógeno verde de verdad, se tienen que asegurar que las fuentes de energía sean renovables, y esto requiere inversión en grandes granjas eólicas o solares que valdrá la pena evaluar su eficiencia, o si es mejor invertir primero en generar energía nueva para el país.
informe IEA pag 56
actualmente se produce mucho CO2 de la producción de H2, existen potenciales de CCUS sin embargo esto plantea unos desafíos en torno al tipo de H2 que puede producirse en el futuro y si es realmente banjo en carbono
* Alta = potencial para el despliegue de CCUS a gran escala y a corto plazo (menos de 5 años) debido a la capacidad de almacenamiento disponible (no necesariamente conectada a infraestructura) y a la experiencia existente en operaciones de almacenamiento relacionadas con el CCUS; Media = potencial para el despliegue de CCS a medio plazo (al cabo de 5 a 10 años) debido a la capacidad de almacenamiento disponible y a la experiencia limitada en operaciones de almacenamiento vinculado al CCUS; Baja = preparación limitada para el despliegue a gran escala de CCUS (dentro de más de 10 años) y poca o ninguna experiencia en operaciones de almacenamiento relacionadas con el CCUS.
Hidrógeno en América Latina De las oportunidades a corto plazo al despliegue a gran escala International Energy Agency
el costo nivelado de la producción de hidrógeno (LCOH, por sus siglas en inglés)calcula cuánto costaría producir cada kilogramo de hidrógeno teniendo en cuenta los costos de inversión, los costos operativos y la producción de hidrógeno prevista.
Gracias a sus abundantes recursos renovables de alta calidad, AL tiene potencial para producir enormes cantidades de hidrógeno de bajo costo a partir de electricidad renovable a largo plazo
En general son precios competitivos, pero los costos de producción más bajos: sur de la Patagonia (Argentina y Chile) y en la región de Atacama (Argentina, Bolivia, Chile y Perú), así como en el noroeste de México y el noreste de Brasil, Estas regiones suelen estar alejadas de los grandes centros de demanda de hidrógeno problemática en infraestructura de transporte necesaria para aumentar la escala de producción es mayor.
A largo plazo, América Latina podría contar con una superficie de más de 800.000 km2 donde el LCOH por electrólisis no llegue a 1 USD/kg de H2 utilizando un suministro de energía híbrido.18
p. 63
Las estrategias y hojas de ruta nacionales son imprescindibles para orientar el desarrollo del hidrógeno hacia los sectores y las aplicaciones más relevantes en el caso de cada país,
para identificar oportunidades a corto, medio y largo plazo, y
para determinar los requisitos normativos, de infraestructura y de formación y participación .
Los gobiernos deben asegurarse de que estos documentos estratégicos se ajusten a la estrategia energética en su conjunto y complementen otras políticas y programas de energías no contaminantes y por supuesto siempre en el marco de derechos humanos, con procesos de participación amplios y efectivos y con criterios de justicia ambiental.
