Revista de descontaminación industrial, recursos energéticos y sustentabilidad.

Futuro con HV

Futuro con HV

Diversas iniciativas buscan sumar al hidrógeno verde a la generación eléctrica, industria y transporte.



El hidrógeno tiene mucha historia no contada. Contra la creencia general, por ejemplo, su uso como combustible partió hace más de dos siglos. Para ser precisos, en 1807, cuando el ingeniero franco-suizo Francois Isaac de Rivaz diseñó el primer motor de combustión interna alimentado con hidrógeno.

Luego de un largo y fructífero uso como materia prima en la industria química, este elemento de la tabla periódica, el más liviano y abundante del planeta, se está valorizando también como combustible en numerosos países. Lo anterior, sobre todo, por los efectos cada vez más notorios y severos del cambio climático. Aludimos, por cierto, al hidrógeno verde (HV), que se obtiene a través de un proceso de electrolisis con moléculas de agua y energía renovable. Esto hace que sea mucho menos contaminante que su versión gris, que se extrae mediante hidrocarburos, por lo que "podría reemplazar el diésel y ser la base de la generación eléctrica en Chile al 2050", destaca el Ministro de Energía, Juan Carlos Jobet.

Tal afirmación se sustenta en que, dado el proceso de descarbonización en marcha y el crecimiento sostenido de las energías solar y eólica, la discusión sobre su posible empleo a gran escala, en un futuro no muy lejano, ha cobrado fuerza en Chile. De hecho, ya se avanza en la elaboración de una estrategia nacional de largo plazo que cimente su desarrollo y en la puesta en marcha de proyectos piloto.

Alta Capacidad Energética

En una reciente presentación en el Congreso, la autoridad de Gobierno sostuvo que "la principal característica del HV es que tiene una alta capacidad energética y un bajo índice de masa. Por ejemplo, un automóvil convencional muy eficiente rinde 15 kilómetros por litro, mientras que en otro a hidrógeno cada litro de este compuesto puede llegar a rendir cien kilómetros. Se afirma, incluso, que tiene mayor densidad energética que una batería de litio y es, además, compatible con todos los tipos de energía".

En la ocasión también comentó que el HV puede aplicarse en distintos campos industriales. Hoy, por ejemplo, se usa en la refinación de petróleo (así ocurre en las instalaciones de ENAP), la industria médica, el transporte, la producción de acero y los sistemas de calefacción residencial. "Países Bajos, Alemania, Corea del Sur, Japón y Portugal lo emplean de manera abundante. Tanto así, que en la actualidad se desarrollan proyectos asociados a HV por más de 20 mil millones de dólares", subrayó Jobet.

Hans-Werner Kulenkampff, Presidente de la Asociación Chilena de Hidrógeno, argumenta que ahora es el momento de desarrollar y aplicar este combustible en nuestro país "porque hay un proceso de descarbonización en marcha en diversos países, incluido Chile; los costos tecnológicos para producirlo han bajado; y numerosos gobiernos están impulsando estrategias para invertir en su desarrollo".
Agrega que Chile, en particular, tiene como gran ventaja competitiva ser un país rico en energías renovables, lo que permite que pueda producir HV a bajo costo y hasta planear exportarlo, pero para eso "se deben coordinar los actores de la cadena de valor", señala.

Si se avanza según lo planificado, se estima que al 2050 el HV podría representar un 10% del actual Producto Interno Bruto (PIB) del país, lo que equivale al aporte de la minería. De ser así, con una producción de unas 25 millones de toneladas, podría captar en torno al 50% de los mercados de Japón y Corea del Sur, y un 20% del de China.

Estrategia Nacional

Como primera medida, el Ministerio de Energía está liderando la elaboración de una Estrategia Nacional de Hidrógeno Verde con amplia participación de distintos sectores. "Hoy funcionan mesas técnicas de las que son parte 65 empresas e instituciones académicas, y un Consejo Asesor que están colaborando en la generación de un documento que oriente políticas públicas en la materia. Se espera que a fines de 2020 se conozca su informe", revela Jobet.

La autoridad energética trabaja en función de cuatro ejes: desarrollar la regulación para su uso y producción; analizar planes y políticas del combustible a nivel internacional; convocar a ministerios, mundo privado y la academia para elaborar la hoja de ruta, que tendrá un plan de acción al 2025; e identificar proyectos que estén desarrollando privados para analizar opciones de cofinanciamiento.

En ese contexto, el objetivo que se busca es que el HV sea un aporte sustancial en tres sectores o áreas:
- Cambio climático: para lograr cumplir las metas ambientales, incluyendo la NDC, y las metas de carbono neutralidad al 2050.
- Oportunidades sociales: Se espera que esta industria impulse el desarrollo de competencias y capital humano, reducción de contaminación local y activación de ecosistemas de desarrollo.
- Desarrollo económico: Contribuiría a la diversificación productiva, la creación de empleos, y a la generación de polos de inversión en regiones.

Estudios y Almacenamiento

A la par del avance en la configuración de la estrategia nacional, el Ministerio de Energía y Corfo lanzarán en los próximos meses un concurso abierto para que se presenten propuestas relativas a estudios de preinversión de proyectos de HV. Esto, luego de que en junio la Unión Europea aprobara recursos por 350 mil euros para la iniciativa "Cooperación Técnica para Proyectos de Producción, Almacenamiento, Transporte y Uso de Hidrógeno Verde" impulsado por ambas entidades.

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La convocatoria estará dirigida a todas las empresas que estén evaluando desarrollar, en un futuro cercano, proyectos con HV o derivados en cualquiera de sus aplicaciones. De esta manera, se espera incentivar la formación de alianzas estratégicas entre empresas a lo largo de la cadena de valor de este combustible.

"Un desafío tan grande como desarrollar la industria del hidrógeno verde requiere una visión de Estado. Por eso, estamos avanzando simultáneamente en varias líneas de trabajo: una Estrategia Nacional, la regulación con estándares internacionales y el impulso de proyectos piloto", explica Juan Carlos Jobet.

Agrega que "el desarrollo eficiente de esta nueva industria nos permitirá descarbonizar sectores donde la electricidad no es competitiva: principalmente el transporte pesado, el almacenamiento y la industria de altas temperaturas".

Respecto al almacenamiento de HV, el Dr. Lorenzo Reyes-Bozo, Director de la carrera de Ingeniería Civil Química de la Universidad Autónoma de Chile, detalló en una reciente columna que este combustible puede almacenarse de diversas formas de acuerdo a las necesidades específicas que se tengan: como hidrógeno gaseoso en estanques de alta presión; hidrógeno líquido en estanques aislados; y en hidruros metálicos, amoníaco y otros líquidos orgánicos, entre otras opciones.

"Tal flexibilidad otorga una ventaja técnica, pues cuando la producción de energías renovables es inferior a la demanda energética, este mismo hidrógeno -previamente almacenado- se introduce en una pila de combustible o una turbina de gas en ciclo simple o combinado, generando nuevamente electricidad para complementar la que produce la planta renovable. Por lo tanto, a partir del mismo hidrógeno que se almacenó se puede producir energía eléctrica, así como usarlo directamente en transporte, mezclar con CO2 para crear metano sintético, con nitrógeno para crear amoniaco verde, entre otras alternativas. De esta forma, el HV es la piedra angular o 'filosofal' para transformar a distintos tipos de combustibles (Power to X), siendo una fuente flexible y confiable de energía", planteó.

Proyectos en Marcha

La misma Corfo y el Ministerio de Energía, en conjunto con la Agencia Chilena de Cooperación Internacional para el Desarrollo (AGCID), buscan superar dos importantes desafíos que plantea esta naciente industria. Por una parte, despejar incertidumbres a nivel de prefactibilidad de los proyectos de HV y, por otra, crear un entorno que apoye técnicamente a proyectos innovadores de escala industrial y de carácter demostrativo que activen oferta y demanda.

Planteado el escenario, muchas fichas están puestas en la minería como la principal impulsora de proyectos de hidrógeno, creando la demanda necesaria para el éxito de esta industria. Por ahora, con el apoyo de Corfo, avanzan dos iniciativas en este sector: la implementación de combustión dual de hidrógeno-diésel en camiones de extracción minero, esperándose que el 2021 esté operativa la primera máquina con esta tecnología; y el desarrollo de celdas de combustibles para flotas mineras, especialmente para operación subterránea.

Otro proyecto lo lidera Busso Group, que trabaja en la primera planta de generación, almacenamiento, dispensación y distribución de HV para la Región Metropolitana, "piloto que poseerá 500 KW de producción de hidrógeno desarrollado mediante paneles solares. Producirá hasta 194 kg por día".

Artículo publicado en InduAmbiente Nº 165 (julio-agosto 2020), páginas 14-16.