Extracto
Japón ha adoptado varias políticas que señalan su intención de depender del hidrógeno para lograr los objetivos climáticos de cero emisiones netas. Sin embargo, muchas de esas mismas políticas no son claras sobre su apoyo a una transición al hidrógeno verde. Depender del hidrógeno gris y azul sin una transición al hidrógeno verde dañará el clima. También resultará en varias otras pérdidas de cooperación internacional y beneficios socioeconómicos locales. Este documento argumenta que una mayor claridad sobre la transición al hidrógeno verde ayudará a fortalecer la alineación con la estrategia climática internacional de Japón y las políticas locales de revitalización. Luego propone un conjunto de recomendaciones que pueden aclarar su apoyo a la transición al hidrógeno verde en las políticas nacionales, así como en las estrategias internacionales de revitalización local y climática.
Palabras clave: hidrógeno, co-innovación, cero netos, hidrógeno verde, Japón, Asia
Clasificación JEL: Q42, Q48, Q49
1. INTRODUCCIÓN
Muchos países de Asia han demostrado interés en depender del hidrógeno para lograr los objetivos de cero emisiones netas. Este interés está justificado ya que la concentración de industrias pesadas de Asia y el rápido aumento de las emisiones del transporte requieren combustibles alternativos. El Japón ha estado a la vanguardia de estos esfuerzos. Sin embargo, si la estrategia de hidrógeno de Japón contribuye a ambiciosos objetivos climáticos sigue siendo una pregunta abierta. La razón por la que la pregunta sigue abierta es que las políticas de Japón no son claras sobre las intenciones de transición del hidrógeno azul y gris al verde.
Este documento argumenta que una mayor claridad sobre la transición al hidrógeno verde ayudará a Japón a lograr la cooperación internacional y los beneficios socioeconómicos locales. Luego esboza recomendaciones que pueden aclarar su apoyo a la transición al hidrógeno verde. Esas recomendaciones incluyen un lenguaje más preciso e hitos tangibles para las transiciones en las políticas nacionales. También implican hacer declaraciones más claras sobre la intención de apoyar el hidrógeno verde y las acciones relacionadas en el clima internacional y las estrategias locales de revitalización que hacen que ese compromiso sea creíble.
Este argumento anterior no solo es importante para los responsables políticos, sino también para varias líneas de investigación sobre el hidrógeno. Una rama de la investigación relevante subraya que el hidrógeno no es universalmente bueno para el medio ambiente. Por ejemplo, los estudios han utilizado análisis para demostrar que las estrategias de hidrógeno deben evitar impactos negativos en los ecosistemas locales y la disponibilidad de agua dulce (Panchenko et al. 2023). Otros han señalado que, si bien el hidrógeno en la combinación energética podría reemplazar a los combustibles fósiles, existen brechas con respecto a la cadena de suministro y la producción de hidrógeno en, por ejemplo, la industria naviera y los vehículos de pila de combustible de hidrógeno (Atilhan et al. 2021; Khan et al. 2021). Aunque informativo, gran parte de este trabajo tiene un enfoque técnico más fuerte que político.
Una segunda línea de trabajo está más fuertemente vinculada a la política. Esto incluye estudios anteriores que defendían que Japón introdujera planes a largo plazo para aumentar la proporción de hidrógeno en su combinación energética (Ohta y Abe 1985). Un argumento similar y más reciente se puede encontrar en el trabajo sobre oportunidades para colaborar con países de Asia para superar algunos de los obstáculos técnicos antes mencionados (Aditiya y Aziz 2021). Si bien estos estudios arrojan luz importante sobre las políticas, no subrayan los múltiples beneficios de la cooperación local e internacional al comprometerse con las vías de transición que apoyan el hidrógeno verde en Japón (y otros países de Asia).
Por lo tanto, hay una brecha significativa en la literatura. Este documento llena este vacío no solo examinando las políticas de hidrógeno de Japón, sino también destacando los beneficios de la transición al hidrógeno verde. Además, examina el papel de la co-innovación tecnológica en el apoyo a la colaboración mutuamente beneficiosa sobre hidrógeno verde entre Japón y otros países de Asia.
El documento está dividido en siete secciones. La siguiente sección ofrece una breve descripción del potencial del hidrógeno y los obstáculos para lograrlo, y la tercera sección analiza las estrategias nacionales de hidrógeno de Japón, mientras que la cuarta describe las ventajas de cambiar al hidrógeno verde. La quinta sección examina el papel de Japón en la economía líder del hidrógeno en Asia. En la sexta sección se ofrecen recomendaciones de política y se hace hincapié en la forma en que la cooperación regional podría apoyar esas recomendaciones. La sección final concluye con una sugerencia para futuras investigaciones.
2. EL POTENCIAL DEL HIDRÓGENO Y LAS BARRERAS PARA LA TRANSICIÓN A UNA ECONOMÍA NETA CERO
El hidrógeno tiene el potencial de desempeñar un papel vital en la transición a una economía neta cero, ya que puede utilizarse como portador de energía limpia para almacenar y transportar energía de fuentes renovables como la solar y la eólica. También se puede utilizar para descarbonizar una variedad de sectores, incluidos el transporte, la industria y la calefacción, que son difíciles de electrificar solo con electricidad. Sin embargo, también existen barreras significativas para la adopción generalizada del hidrógeno en la transición a cero netos. Estos obstáculos incluyen: el alto costo de producir hidrógeno «verde» utilizando electrólisis y energía renovable; la falta de infraestructura para la producción, almacenamiento y distribución de hidrógeno; y la limitada conciencia pública y la comprensión del hidrógeno como fuente de energía limpia. A pesar de estos desafíos, los beneficios potenciales del hidrógeno lo convierten en un impulsor potencialmente importante en la transición a una economía neta cero.
El potencial del hidrógeno para la transición a cero emisiones netas
La transición al hidrógeno puede ayudar a reducir las emisiones y alcanzar los objetivos de cero emisiones netas (IPCC 2018), particularmente en sectores que son difíciles de electrificar. Estos sectores incluyen industrias como la siderurgia, la calefacción a alta temperatura y el transporte de larga distancia. En estas áreas, el hidrógeno se puede utilizar como una alternativa más limpia a los combustibles fósiles, reduciendo las emisiones de los procesos de producción.
El hidrógeno también puede desempeñar un papel complementario en la transición a las energías renovables. La naturaleza intermitente de las fuentes de energía renovables, como la eólica y la solar, puede ser un desafío para la estabilidad de la red. El hidrógeno puede proporcionar equilibrio de carga para suavizar las fluctuaciones en la demanda y la oferta. La electrólisis, el proceso de dividir las moléculas de agua en hidrógeno y oxígeno, se puede utilizar para almacenar el exceso de electricidad generada por fuentes de energía renovables. Cuando hay poco viento o sol, el hidrógeno almacenado se puede quemar en turbinas de gas para generar electricidad.
Power-to-gas (P2G) es otra forma en que el hidrógeno se puede utilizar como una forma de almacenamiento de energía renovable. Este excedente de electricidad se puede utilizar para la producción de hidrógeno verde y luego consumirse cuando sea necesario (Thorpe 2016). Este hidrógeno se puede desplegar para generar electricidad o como combustible para fines industriales y de transporte. Es importante destacar que el uso de hidrógeno como almacenamiento de energía no incurre en ninguna pérdida de energía durante largos períodos, reduciendo así las emisiones.
El hidrógeno es potencialmente un contribuyente clave a las vías de emisión neta cero a nivel mundial (AIE 2019; Consejo del Hidrógeno 2021), pero sus impactos son posiblemente más prometedores en Asia. La región es el hogar de muchas economías en rápido desarrollo que requerirán combustibles alternativos en muchos de los sectores mencionados anteriormente. Por lo tanto, no es sorprendente que los gobiernos y las empresas privadas en Asia estén invirtiendo (Hydrogen Council 2021a; BBC 2021; Gobierno del Reino Unido 2021) en hidrógeno a nivel nacional y cadenas de suministro a nivel regional.
Barreras para el desarrollo del hidrógeno
Si bien existe un potencial considerable para el hidrógeno en Asia, su despliegue generalizado está lejos de ser una conclusión inevitable. Una de las principales barreras para su propagación es la cuestión de la economía. El costo del hidrógeno debe reducirse en toda la cadena de suministro de hidrógeno, es decir, producción, transporte, almacenamiento y uso (AIE 2019). Para contribuir a la descarbonización, el hidrógeno debe producirse utilizando tecnologías verdes. Sin embargo, estos métodos agregan costos e incertidumbre al uso del hidrógeno como fuente de energía.
Para lograr un sistema energético basado en hidrógeno, se requieren importantes inversiones en producción e infraestructura de hidrógeno. Además, es crucial reconocer que el hidrógeno se puede producir a partir de una variedad de fuentes que no reducirían las emisiones, incluidos los combustibles fósiles y la biomasa. Para lograr emisiones netas cero, el hidrógeno debe producirse a partir de fuentes limpias como el agua y la energía eólica. También hay problemas relacionados con el transporte y almacenamiento de hidrógeno, como la falta de una infraestructura integral de hidrógeno, el alto costo de desarrollar y mantener sistemas de almacenamiento de hidrógeno y la falta de materiales adecuados para almacenar hidrógeno en grandes cantidades, aunque la investigación y el desarrollo están identificando formas de hacer que el hidrógeno sea cada vez más rentable y más fácil de implementar en sistemas a gran escala.
Otro desafío, y el más central de este documento, involucra los impactos del hidrógeno en el cambio climático. El hidrógeno verde que se produce a partir de energías renovables mediante electrólisis puede ayudar a mitigar el cambio climático. Por otro lado, la producción de hidrógeno a partir de carbón, petróleo o gas es un proceso intensivo en carbono y no ofrece beneficios climáticos. Mientras tanto, según las evaluaciones del ciclo de vida, el hidrógeno «azul» producido a partir de la reformulación del metano con captura y almacenamiento de carbono (CCS) y el amoníaco azul producido a partir de la reformulación del lignito con CCS no se consideran respetuosos con el medio ambiente (Howarth y Jacobson 2021). Si no hay vías de transición claramente definidas, invertir solo en hidrógeno «gris» y «azul» podría detener un cambio hacia formas de energía más limpias.
Además, algunas de las barreras de costo y sostenibilidad se superponen. La Figura 1 muestra que el proceso de generación de hidrógeno verde es costoso en comparación con las alternativas. El costo de producción del hidrógeno verde se estima entre USD2.5 / kgH2 y USD6 / kgH2 a corto plazo (KPMG 2020). Mejorar la rentabilidad de las tecnologías de producción de hidrógeno verde es un requisito previo para el despliegue del hidrógeno verde (Otsuki et al. 2019). La buena noticia es que algunos estudios muestran progreso en este frente, con el rango más bajo de hidrógeno verde cada vez más competitivo en costos con el hidrógeno azul. A medida que las tecnologías mejoran y la generación de energía renovable se vuelve más barata, se espera que el hidrógeno verde sea más asequible (IRENA 2022).
Incluso cuando se logra la paridad de costos, la expansión del hidrógeno verde puede no ser una opción política preferida. Para muchos países, la prioridad puede ser satisfacer la demanda de electricidad a partir de recursos renovables. En Japón, por ejemplo, se estima que el costo de producción de hidrógeno verde se reducirá a USD2.4 / kgh2 en 2050, pero se espera que Japón use su potencial renovable para la generación de energía (IRENA 2022) e importe hidrógeno de fuera del país. Por lo tanto, el desarrollo de una economía del hidrógeno requiere el desarrollo de un mercado y una cadena de suministro del hidrógeno.
Otra barrera está relacionada con las regulaciones y políticas actuales. Si bien muchos países han establecido objetivos ambiciosos para el despliegue de hidrógeno verde, las políticas y regulaciones aún no apoyan plenamente su desarrollo. La falta de regulaciones y políticas claras y consistentes puede dificultar que las empresas inviertan en proyectos de hidrógeno verde. Además, en algunos casos, las regulaciones y políticas pueden no ser propicias para el desarrollo del hidrógeno verde, lo que lo hace menos atractivo para la inversión privada. Del mismo modo, la falta de conciencia pública y comprensión del hidrógeno verde también puede actuar como una barrera para su desarrollo. Es necesario educar e informar al público sobre los beneficios del hidrógeno verde y su potencial para desempeñar un papel crucial en la transición a un sistema energético bajo en carbono. Además, abordar cualquier concepto erróneo o preocupación sobre el hidrógeno verde puede ayudar a generar apoyo para su adopción.
En general, si bien hay desafíos que superar, el hidrógeno tiene el potencial de desempeñar un papel importante en el logro de los objetivos globales de cero emisiones netas. Su uso en diversos sectores, y su capacidad para almacenar y transportar energía, lo convierten en una pieza esencial del rompecabezas neto cero. Con la inversión y la investigación en curso, el potencial del hidrógeno para contribuir a un futuro bajo en carbono es cada vez más claro.
3. POLÍTICAS Y ESTRATEGIAS JAPONESAS EN MATERIA DE HIDRÓGENO
Esta sección explora cómo la estrategia de hidrógeno de Japón ha manejado las barreras anteriores, pero tampoco está claro cómo hará la transición al hidrógeno verde. Si bien la atención se centra en Japón, vale la pena señalar que otros países de Asia también están promoviendo el hidrógeno. Esto puede abrir oportunidades de aprendizaje en todos los países (véase el recuadro 1).
| Recuadro 1: Estrategias de hidrógeno en Asia Hasta la fecha, algunos países de la región de Asia y el Pacífico han desarrollado estrategias o hojas de ruta nacionales de hidrógeno: estos incluyen la República de Corea en 2019 y la India en 2021, y en 2021, la República Popular China (RPC) promulgó estrategias de hidrógeno. • La Estrategia del Hidrógeno de la República de Corea destaca varios logros. El país se ha ganado una reputación de producir en masa vehículos eléctricos de pila de combustible de hidrógeno desde 2013 y también ha tenido éxito con el desarrollo de celdas de combustible. En 2018, el lanzamiento de automóviles comerciales con el rango de conducción más largo fue visto como un símbolo del éxito de la República de Corea en este campo. • En 2021, India anunció la Misión Nacional de Hidrógeno, una estrategia destinada a convertir al país en un líder mundial en la producción y el uso de hidrógeno verde. La misión se está desarrollando actualmente y tendrá objetivos a corto plazo (4-10 años) y a largo plazo. Sus objetivos incluyen priorizar y desarrollar hidrógeno verde, utilizar hidrógeno como una opción de almacenamiento para energía renovable, satisfacer las necesidades energéticas de la industria con suministros de hidrógeno, reducir la dependencia de los combustibles fósiles y proporcionar combustible para el sector del transporte. La misión también tiene como objetivo convertir a la India en un centro de fabricación global de tecnologías de hidrógeno y celdas de combustible (MNRE 2021). La misión fue aprobada por el gabinete indio en enero de 2023. Los resultados probables de la misión para 2030 incluyen: el desarrollo de una capacidad de producción de hidrógeno verde de al menos 5 MMT (millones de toneladas métricas) por año con una adición de capacidad de energía renovable asociada de aproximadamente 125 GW en el país; más de ocho lakh crore ($ 105.9 mil millones) en inversiones totales; la creación de más de 600.000 puestos de trabajo; una reducción acumulada en las importaciones de combustibles fósiles de más de un lakh crore INR ($ 13.7 mil millones); la reducción de casi 50 MMT de emisiones anuales de gases de efecto invernadero (PIB 2023). • En junio de 2021, la Alianza del Hidrógeno de China publicó un libro blanco titulado «Energía de hidrógeno e industria de celdas de combustible en China 2020», que estima que la demanda de hidrógeno en la República Popular China aumentará de 33.42 a 130 Mt para 2060. Este aumento de la demanda podría ayudar a la República Popular China a alcanzar sus objetivos de neutralidad de carbono. Si bien la República Popular China ha logrado avances significativos en el desarrollo de tecnologías renovables y limpias, aún no ha igualado los progresos realizados por Japón o la República de Corea en el sector del hidrógeno. |
La Estrategia Básica del Hidrógeno también tiene como objetivo establecer cadenas de suministro internacionales para la producción, almacenamiento, transporte y uso de hidrógeno para apoyar la producción de hidrógeno en el extranjero. Como parte de esta estrategia, se han puesto en marcha varios proyectos de demostración para la producción e importación de hidrógeno libre de carbono.
Desde el desarrollo de la Estrategia Básica del Hidrógeno de 2017, los cambios en la política climática más amplia de Japón han provocado un marcado aumento en el interés por el hidrógeno. Este interés comenzó a aumentar en octubre de 2020 cuando el ex primer ministro Suga Yoshihide anunció que Japón lograría la neutralidad de carbono para 2050. Desde ese anuncio, la energía renovable (RE) y el hidrógeno, así como el amoníaco, han comenzado a ocupar un lugar más central en los planes energéticos de Japón. El creciente papel de estas fuentes se ilustra en el Plan Estratégico de Energía de Japón, que proyecta que las energías renovables comprenderían entre el 50% y el 60%, mientras que el hidrógeno y el amoníaco representarían el 10% para 2050 (Figura 2).
Además, merece la pena hacer hincapié en que las estimaciones del gráfico anterior podrían ajustarse sobre la base de otras fuentes de energía. Por ejemplo, el futuro del reciclaje nuclear/térmico + CCUS/carbono sigue siendo incierto desde el accidente nuclear de Fukushima en 2011. Además, el estado de CCUS es incierto, con una planta de prueba en Hokkaido capaz de almacenar solo 0,3 millones de toneladas de CO2, mientras que la emisión de CO2 de Japón del sector eléctrico fue de 450 millones de toneladas de CO2 en 2018. El reciclaje de carbono y la generación de energía utilizando hidrógeno y amoníaco aún están en desarrollo, lo que sugiere más incertidumbre.
Otras estrategias han sugerido la importancia del hidrógeno, incluso dada esta incertidumbre. Según la Estrategia de Energía Limpia de Japón, el gobierno estima que la demanda interna anual de hidrógeno será de 3 millones de toneladas en 2030 y alcanzará los 20 millones de toneladas en 2050. Actualmente, se producen 2 millones de toneladas de hidrógeno como subproductos de las plantas de refinería de petróleo. La estrategia, por lo tanto, tiene como objetivo multiplicar por diez la cantidad actual de hidrógeno para 2050 (ver Figura 3).
También se desprende claramente de la Estrategia de Energía Limpia de Japón que la producción nacional de hidrógeno no estará en los niveles necesarios para satisfacer las demandas en 2050 (Figura 4). Esto se debe en parte a que la producción de hidrógeno como subproducto en las refinerías de petróleo es limitada. Se ve agravado por el hecho de que el hidrógeno verde producido a partir de la electrólisis del agua también es insuficiente debido a la escasez de energía renovable y el alto costo de los electrolizadores. Este déficit subraya una vez más la necesidad de que Japón importe hidrógeno de otros países. Afortunadamente, algunos trabajos en esta área ya están en marcha. Una importante agenda relacionada con el hidrógeno para Japón es desarrollar una cadena de suministro de hidrógeno robusta (Nakano 2021), con un plan para invertir hasta 300 mil millones de yenes japoneses para ese fin (Reuters 2021).
Aunque las políticas y estrategias relevantes de Japón sugieren cada vez más la importancia del hidrógeno, el apoyo al hidrógeno gris, azul y verde aún no está claro. Por ejemplo, la Política Energética Ideal de METI hacia 2030 establece: «Es un enfoque importante expandir el mercado del hidrógeno mediante la difusión del hidrógeno gris por el momento, luego introducir hidrógeno azul y verde con desarrollo tecnológico y reducción de costos» (Ministerio de Economía, Comercio e Industria 2021). El informe no indica cuándo Japón cambiará de hidrógeno gris a azul y verde o cómo adquirir hidrógeno en el extranjero. En otros casos, METI parece respaldar la combustión conjunta de hidrógeno y amoníaco citando datos del OIEA World Energy Outlook 2019 que muestran que en 2040 Asia y el Pacífico seguirán dependiendo del carbón en el sector eléctrico, que comprende el 40% de 1.820 GW (Ministerio de Economía, Comercio e Industria 2022).
Otros signos más generales de incertidumbre incluyen la falta de claridad sobre cómo Japón ve la eliminación gradual del carbón. En este punto, varios otros países (CoP UK2021 2021) se han comprometido con la Declaración Global de Transición del Carbón a la Energía Limpia en la COP 26 en 2021 y a poner fin al carbón en la década de 2040. En cambio, Japón ha apoyado la política de quemar carbón con amoníaco e hidrógeno con gas natural para la generación de energía, así como el uso de hidrógeno en sectores industriales difíciles de reducir.
4. LOS BENEFICIOS DE LA TRANSICIÓN AL HIDRÓGENO VERDE
Esta sección argumenta que hay beneficios significativos que se pueden obtener de una mayor claridad sobre la transición al hidrógeno verde. Algunos de estos beneficios implican una mayor alineación con la estrategia internacional de descarbonización de Japón, mientras que otros implican una mayor coherencia con las estrategias locales de revitalización.
Refuerzo de la seguridad energética
Japón depende en gran medida de los combustibles fósiles importados, como el petróleo y el gas natural, para satisfacer sus necesidades energéticas. Esta dependencia lo hace vulnerable a las fluctuaciones de precios y las interrupciones del suministro, que pueden tener impactos negativos en la economía y el bienestar de sus ciudadanos. Al producir su hidrógeno verde utilizando fuentes de energía renovables, como la solar y la eólica, Japón puede reducir su dependencia de los combustibles fósiles importados y aumentar su seguridad energética. Un estudio realizado por Otsuki y sus colegas (Otsuki et al. 2019) encontró que la producción de hidrógeno verde utilizando fuentes de energía renovables podría proporcionar una fuente de energía estable y confiable para Japón, particularmente en áreas con altos niveles de generación de energía renovable. Los autores también señalaron que la producción de hidrógeno verde podría integrarse en la infraestructura energética existente de Japón, incluida la red eléctrica y la red de gas natural, lo que podría ayudar a aumentar la flexibilidad y la resistencia del sistema energético.
Alineación con la Estrategia Internacional Climática de Japón
En la COP 26, el primer ministro Kishida prometió hasta $ 10 mil millones en fondos durante cinco años para apoyar la descarbonización de Asia (ver Figura 5 para una ilustración de cómo se está asignando la asistencia tecnológica para ayudar a alcanzar los objetivos de cero emisiones netas en el sector eléctrico de Asia). Por razones geopolíticas, una proporción significativa de esta asistencia probablemente fluirá hacia el sudeste asiático. Aunque el sudeste asiático dependió de las energías renovables para casi una cuarta parte de su generación total, principalmente a partir de energía hidroeléctrica, existe un potencial considerable para introducir otras formas de energías renovables que respaldarían el hidrógeno verde (Agencia Internacional de Energía 2022). La Figura 5 compara la capacidad eléctrica entre el escenario de políticas establecidas (izquierda) y el escenario de desarrollo sostenible (derecha). En los STEPS, la proporción de energías renovables aumenta hasta alcanzar casi el 40% para 2050. En la EDS (Figura 5), las energías renovables aumentarían al 85%. Para alcanzar un nivel del 85% para 2050, los países deben agregar 1.100 GW de capacidad renovable en los próximos 30 años, equivalente a la capacidad renovable total de la República Popular China y la India combinadas (Agencia Internacional de Energía, 2022).
También hay evidencia que sugiere que las transiciones a hidrógeno y combustibles basados en hidrógeno como el amoníaco podrían ayudar a reorganizar la estructura energética en el sudeste asiático. La Figura 6 muestra la demanda total de combustibles de bajas emisiones en el sudeste asiático en la EDS para el período 2000-2050. Brunei ha comenzado a exportar pequeñas cantidades de hidrógeno a Japón, mientras que Indonesia, Malasia, Filipinas y Tailandia están probando el uso de hidrógeno verde. Malasia e Indonesia están estudiando la posibilidad de utilizar amoníaco como combustible en centrales eléctricas de carbón con Japón, y ambos países están trabajando con Japón para desarrollar cadenas de suministro de hidrógeno y amoníaco. Tailandia y Singapur también están llevando a cabo iniciativas similares. Algunas de las principales compañías de petróleo y gas, incluidas Petronas, Pertamina y PTT, están planeando inversiones en cadenas de suministro de hidrógeno (Agencia Internacional de Energía 2022). En los casos anteriores, sería beneficioso para Japón y los países socios subrayar las sinergias entre las inversiones proyectadas en energías renovables y las transiciones al hidrógeno verde.
Coherencia con la estrategia de revitalización local del Japón
Aunque el hidrógeno ha sido visto como una alternativa potencial para la demanda de energía en las industrias pesadas y el transporte de mercancías, también tiene un papel en la revitalización local. Esto es particularmente cierto ya que el desarrollo del hidrógeno verde puede ayudar a lograr muchos objetivos socioeconómicos y ambientales a nivel local. Por ejemplo, el desarrollo de nuevas tecnologías y la creación de nuevos puestos de trabajo en la industria del hidrógeno podrían ayudar a estimular el crecimiento económico y la innovación. Además, Japón tiene el potencial de ser un líder en la producción de hidrógeno verde y puede utilizar esta posición para cooperar con otros países de la región y más allá para acelerar la transición global a la energía limpia. Esto podría ayudar a crear nuevos negocios y oportunidades comerciales para las empresas japonesas e impulsar la economía del país.
El potencial para ofrecer múltiples beneficios ya está en exhibición en algunas partes de Japón. Para ilustrar esto, una sociedad local de hidrógeno se está desarrollando gradualmente en Shikaoi, Hokkaido. Shikaoi es una pequeña ciudad que depende en gran medida de las actividades lecheras y agrícolas de tierras altas. La ciudad produce grandes cantidades de estiércol para el ganado, utilizando el exceso de estiércol para generar biogás y fertilizantes orgánicos de alta calidad. En 2015, Shikaoi comenzó a desarrollar una cadena de suministro de hidrógeno basada en biogás que produce, almacena, transporta, suministra y utiliza hidrógeno. El hidrógeno verde de este proyecto se utiliza para el hidrógeno para alimentar vehículos. El proyecto ahora está tratando de reducir las emisiones en el sector agrícola mediante la alimentación de vehículos agrícolas con energía de hidrógeno. El proyecto aún se encuentra en la etapa de demostración, pero tiene la intención de expandir la demanda y el uso de hidrógeno en otras actividades como la producción lechera y el almacenamiento de vegetales dentro de la región, incluso después de su finalización (Ministerio de Medio Ambiente de Japón 2019; Ministerio de Medio Ambiente de Japón 2021).
Otros ejemplos de Japón también sugieren el potencial de una mayor coherencia con los planes de desarrollo local. Por ejemplo, un proyecto de demostración utilizando tecnología P2G ya está en marcha en la prefectura de Fukushima. El proyecto ayudará a abordar las fluctuaciones estacionales relacionadas con la red y los problemas de capacidad de ajuste (METI 2017).
Más allá del caso específico de Shikaoi y Fukushima, existe un margen significativo para apoyar la promoción del hidrógeno verde con esfuerzos de revitalización local en general. El Plan Ambiental Básico más reciente de Japón enfatiza el concepto de la Esfera Circulante y Ecológica (CES). El CES se basa en la noción de integrar los objetivos climáticos y de biodiversidad al depender más de los recursos locales y optimizar los flujos de recursos entre las áreas urbanas y rurales. El surgimiento y la difusión de sociedades locales de hidrógeno podrían reforzar mutuamente los esfuerzos para dar forma y sustancia al CES en Japón (Ortiz-Moya et al. 2021). Estos esfuerzos también podrían ayudar a popularizar los conceptos y sus principios subyacentes en otras partes de Asia, fortaleciendo la alineación con la estrategia climática internacional de Japón.
5. EL PAPEL DE JAPÓN EN EL LIDERAZGO DE UNA ECONOMÍA DEL HIDRÓGENO EN ASIA
Japón tiene el potencial de liderar un camino hacia una economía del hidrógeno en Asia debido a una combinación de su tecnología avanzada y su entorno de fabricación competitivo. En primer lugar, Japón tiene un sólido historial de inversión en investigación y desarrollo (I&D) en tecnologías relacionadas con el hidrógeno, incluida la electrólisis, la tecnología de celdas de combustible y el almacenamiento de hidrógeno. Esto ha permitido al país desarrollar una gama de tecnologías clave que son críticas para la producción, almacenamiento y uso de hidrógeno. Por ejemplo, Japón ha desarrollado sistemas avanzados de electrólisis que son altamente eficientes y pueden producir hidrógeno utilizando fuentes de energía renovables como la solar y la eólica. También ha desarrollado tecnologías de celdas de combustible que pueden convertir el hidrógeno en electricidad con alta eficiencia y bajas emisiones.
En segundo lugar, Japón tiene un entorno de fabricación competitivo que podría acelerar la adopción de tecnologías de hidrógeno en la región. Japón tiene una base industrial bien desarrollada y una fuerte tradición de innovación y liderazgo tecnológico, lo que podría convertirlo en un socio atractivo para otros países de la región que buscan adoptar tecnologías de hidrógeno. Además, los costos laborales relativamente bajos de Japón y el acceso a un gran mercado podrían convertirlo en un lugar atractivo para la producción de tecnologías de hidrógeno, lo que podría ayudar a reducir los costos y aumentar la competitividad de estas tecnologías a nivel mundial.
En general, la tecnología avanzada de Japón y el entorno de fabricación competitivo lo posicionan bien para liderar el camino en la transición a una economía del hidrógeno en Asia. Sin embargo, es importante tener en cuenta que esta transición requerirá la cooperación y colaboración de una amplia gama de partes interesadas, incluidos gobiernos, empresas, instituciones de investigación y organizaciones de la sociedad civil. Al trabajar juntos, Japón y otros países de la región pueden acelerar la adopción de tecnologías de hidrógeno y contribuir al esfuerzo mundial para combatir el cambio climático.
Tecnología e innovación del hidrógeno: el papel de liderazgo de Japón en Asia
La innovación en la energía del hidrógeno está impulsando el desarrollo de nuevas tecnologías y métodos para producir, almacenar y utilizar el hidrógeno como combustible. Esto incluye avances en electrólisis, celdas de combustible y sistemas de almacenamiento de hidrógeno, así como el desarrollo de nuevos vehículos impulsados por hidrógeno. En Asia, Japón ha desempeñado un papel importante en la investigación y el desarrollo destinados a hacer que el hidrógeno sea más rentable y esté ampliamente disponible como fuente de energía limpia.
Un estudio reciente realizado por la Agencia Internacional de Energía (AIE 2023) utiliza las familias internacionales de patentes (IPF) publicadas como métrica para medir las actividades de patentamiento en diferentes categorías de tecnologías relacionadas con el hidrógeno. El análisis se centra en la geografía global de la innovación del hidrógeno al observar las ubicaciones de los solicitantes e inventores de IPF para tecnologías relacionadas con el hidrógeno. Japón tiene el mayor número de IPF (véase el cuadro 1) en el sector del hidrógeno en el mundo. En la región asiática, aunque varios países han estado dando forma a ambiciosos planes de desarrollo del hidrógeno, no tienen un número notable de invenciones originales. No obstante, países como la República de Corea y la República Popular China han estado invirtiendo fuertemente en tecnologías de hidrógeno.
Las innovaciones japonesas pueden ayudar a mejorar la eficiencia y la rentabilidad de la producción, el almacenamiento y la distribución de hidrógeno, haciéndolo más competitivo. La colaboración con los países asiáticos puede ayudar a acelerar la transformación de la innovación del hidrógeno de Japón en la producción, el almacenamiento y la aplicación de tecnología en la región de varias maneras. Al trabajar juntos, Japón y otros países asiáticos pueden compartir sus conocimientos y experiencia en tecnología del hidrógeno, lo que lleva a un progreso más rápido en áreas como la producción de hidrógeno y el desarrollo de celdas de combustible. Tales colaboraciones pueden permitir un uso más eficiente de los recursos, como la financiación y la infraestructura, y ayudar a crear economías de escala en la producción y distribución de hidrógeno. Trabajar con países como India, que tienen ambiciosos planes de desarrollo de hidrógeno, puede ayudar a estandarizar y armonizar estándares y regulaciones, lo que aumentaría la accesibilidad de los países para comerciar con hidrógeno y productos y servicios relacionados con el hidrógeno, impulsar la cooperación y la interconexión de la infraestructura de hidrógeno y acelerar el despliegue de hidrógeno en Asia.
¿Puede la co-innovación ayudar a impulsar la colaboración de Japón con las economías asiáticas en el desarrollo del hidrógeno?
La co-innovación es un proceso colaborativo en el que diferentes organizaciones, como empresas, instituciones de investigación y agencias gubernamentales, trabajan juntas para innovar conjuntamente la tecnología y desarrollar y producir nuevos productos y servicios. Este enfoque puede ser particularmente efectivo en el campo de la producción de hidrógeno, ya que permite que diferentes partes interesadas compartan conocimientos, recursos y experiencia para acelerar el desarrollo y la comercialización de las tecnologías del hidrógeno.
Hay varias maneras en que la co-innovación puede ayudar a Japón y otros países asiáticos a innovar conjuntamente la tecnología, y desarrollar y producir hidrógeno. En primer lugar, la co-innovación puede facilitar el intercambio de conocimientos y experiencia entre diferentes organizaciones, lo que puede conducir a una innovación más eficiente y eficaz. Por ejemplo, las empresas pueden colaborar con instituciones de investigación para acceder a conocimientos especializados y experiencia en áreas como la electrólisis, la tecnología de celdas de combustible y el almacenamiento de hidrógeno. Esto puede ayudar a acelerar el desarrollo y la comercialización de las tecnologías del hidrógeno, así como a reducir los costos y riesgos asociados con la innovación. En segundo lugar, la co-innovación puede permitir que diferentes organizaciones compartan recursos e infraestructura. En tercer lugar, la innovación conjunta puede permitir que las empresas japonesas y otras asiáticas trabajen juntas para compartir riesgos y recompensas. En general, la co-innovación puede ser una herramienta poderosa para que Japón y otros países asiáticos innoven conjuntamente la tecnología y desarrollen y produzcan hidrógeno. Al fomentar la colaboración y alinear los incentivos entre las diferentes partes interesadas, la co-innovación puede ayudar a acelerar la transición a una economía del hidrógeno y contribuir al esfuerzo global para combatir el cambio climático.
6. RECOMENDACIONES
Las secciones anteriores sugirieron que existen barreras y beneficios considerables para promover una transición al hidrógeno verde para Japón. Estos incluyen una alineación más fuerte con las estrategias climáticas internacionales y los planes locales de revitalización. Al mismo tiempo, las políticas y estrategias nacionales pertinentes sobre el hidrógeno han permanecido ambiguas sobre el compromiso de Japón con la transición al hidrógeno verde. Esto podría resultar en una oportunidad perdida para Japón. Siguen varias recomendaciones que pueden ayudar a Japón a capitalizar esta oportunidad. La primera recomendación es proporcionar una mayor claridad en las políticas nacionales sobre la intención de apoyar la transición al hidrógeno verde. Esta claridad puede demostrarse mediante el uso de un lenguaje más preciso en las declaraciones de política pertinentes, así como la inclusión de hitos visibles que sean consistentes con los cronogramas para las contribuciones determinadas a nivel nacional (NDC). Además, las declaraciones de política deben hacer mayor hincapié en las vías de transición, en lugar de solo proyectos de demostración únicos, a fin de proporcionar una hoja de ruta más clara para el cambio al hidrógeno verde. También es importante destacar los beneficios climáticos del hidrógeno verde en estas declaraciones de política y contrastarlos con los retrasos que pueden ocurrir al hacer la transición al hidrógeno verde. Hay evidencia para apoyar la efectividad de tales enfoques: por ejemplo, un estudio realizado por la Agencia Internacional de Energía Renovable (IRENA) encontró que los marcos y objetivos políticos claros y a largo plazo son clave para aumentar el despliegue de tecnologías de energía renovable, incluido el hidrógeno.
Una segunda recomendación es fortalecer las conexiones entre las políticas y estrategias de hidrógeno y los planes locales de revitalización. Por ejemplo, apoyar y mostrar demostraciones exitosas del uso del hidrógeno, como las de la ciudad de Shikaoi en Japón, puede ser útil. Además, proporcionar fondos para apoyar más demostraciones en áreas que se centran en abordar el cambio climático o los sistemas de energía climática (CES) puede ser útil. Otra sugerencia es ofrecer a las localidades incentivos más fuertes para desarrollar e implementar sus planes para sociedades de hidrógeno localmente relevantes, para ampliar los experimentos locales. Por último, el gobierno nacional debe fortalecer la infraestructura necesaria para apoyar el transporte de combustibles de hidrógeno de las zonas rurales a las urbanas.
Una tercera recomendación es aportar el mismo nivel de claridad y compromiso con el hidrógeno verde en las estrategias climáticas internacionales. Al expresar la intención de construir una cadena de suministro de hidrógeno sostenible, en lugar de cualquier cadena de suministro de hidrógeno, los países pueden alinearse mejor con los planes regionales de descarbonización y alentar a los países socios a ver el valor de fortalecer las conexiones entre sus planes de energía renovable e hidrógeno verde. Esto también puede lograrse haciendo mayor hincapié en un proceso mutuamente beneficioso de co-innovación, en lugar de una transferencia de tecnología unidireccional. El establecimiento de una economía del hidrógeno en Asia requerirá un mercado de hidrógeno que funcione y permita la cooperación y el comercio dentro de la región y más allá. Para capturar los beneficios del liderazgo en este mercado, es esencial adoptar un proceso de co-innovación que facilite y comparta los beneficios de la transición al hidrógeno verde.
Una cuarta recomendación es asignar una parte significativa de los fondos prometidos por el primer ministro japonés, Kishida, durante la CoP21 (Okutsu 2021), para apoyar el desarrollo y despliegue de tecnologías de hidrógeno verde en Asia. Esto puede lograrse mediante la colaboración con los gobiernos locales y los sectores privados de la región, incluidos proyectos conjuntos de investigación y desarrollo, transferencia de tecnología y proyectos de demostración. Para maximizar el impacto de estos fondos, es importante priorizar los proyectos que tienen el potencial de ampliar y lograr reducciones significativas de emisiones en la región. Este financiamiento también se puede utilizar para apoyar el desarrollo de capacidades en la región, como programas de capacitación para formuladores de políticas, ingenieros locales y técnicos en tecnologías de hidrógeno verde, y para apoyar el desarrollo de la infraestructura necesaria para la producción y el transporte de hidrógeno verde.
Una quinta recomendación se refiere a países fuera de Japón. Varios países de Asia en desarrollo han estado elaborando estrategias para incluir el hidrógeno en su combinación energética. Los países en desarrollo de Asia harían bien en reforzar estos esfuerzos nacionales mediante el establecimiento de acuerdos para la investigación y el desarrollo conjuntos, la transferencia de tecnología y la inversión en el sector del hidrógeno. Estos acuerdos podrían incluir el intercambio de conocimientos técnicos, el apoyo financiero y el intercambio de mejores prácticas. Además, los países en desarrollo de Asia pueden trabajar junto con Japón para promover la cooperación regional en el sector del hidrógeno. Esto podría incluir el establecimiento de un mercado regional del hidrógeno, el intercambio de infraestructura para la producción y distribución de hidrógeno y la coordinación de enfoques políticos para apoyar el despliegue de tecnologías de hidrógeno. Además, los países en desarrollo de Asia pueden colaborar con Japón para desarrollar una hoja de ruta conjunta para el desarrollo del sector del hidrógeno en la región. Esta hoja de ruta podría incluir objetivos, plazos y acciones específicas para promover el despliegue de tecnologías e infraestructuras de hidrógeno.
Estos esfuerzos pueden ayudar a los países en desarrollo de Asia no solo a beneficiarse de la tecnología avanzada y la experiencia de Japón en hidrógeno verde, sino también a construir una colaboración más fuerte en la región para el despliegue de tecnologías de hidrógeno. La conclusión política para estos países es la importancia de tener una hoja de ruta clara para el despliegue de tecnologías e infraestructura de hidrógeno, establecer marcos políticos sólidos y promover la cooperación regional para construir una economía sostenible del hidrógeno. Además, colaborar con países avanzados como Japón puede ayudarlos a avanzar en el desarrollo de tecnologías de hidrógeno verde y proporcionar acceso a fondos y experiencia técnica.
7. CONCLUSIÓN
La idea de una sociedad del hidrógeno en Asia está ganando terreno en los círculos políticos internacionales y particularmente en Japón. El creciente interés tiene sentido para Japón: es una economía industrialmente avanzada con un sólido historial de inversión en investigación y desarrollo relacionados con el hidrógeno, y tiene el potencial de liderar el camino en la comercialización a gran escala y la colaboración en materia de hidrógeno en la región. Como economía industrialmente avanzada, ya ha invertido en investigación y desarrollo relacionados con el hidrógeno y ha desarrollado tecnologías clave relacionadas con el hidrógeno (Otsuki et al. 2019; Janardhanan et al. 2021). La tecnología avanzada de Japón, combinada con el entorno de fabricación competitivo en los países en desarrollo de Asia, podría acelerar la transición a una sociedad del hidrógeno en la región. Sin embargo, la falta de claridad sobre la transición al hidrógeno verde podría obstaculizar los esfuerzos para usar hidrógeno para cumplir con los ambiciosos objetivos climáticos. Este documento recomienda un conjunto de políticas para que Japón considere en sus esfuerzos nacionales y regionales para promover el uso del hidrógeno en Asia. Si bien el presente documento se centra en Japón, muchas de estas recomendaciones se aplican a otros países dentro y fuera de Asia. Al adoptar una mayor claridad sobre la transición al hidrógeno verde, los países tienen la oportunidad de beneficiar tanto al planeta como a sus habitantes.
Publicado originalmente: https://www.adb.org/sites/default/files/publication/897356/adbi-wp1401.pdf