22 de marzo de 2024
John Ostergren, CSO de Smiths Group, pronostica un crecimiento significativo en las tecnologías de captura de hidrógeno y carbono, lo que contribuirá aún más al camino global hacia el cero neto.
El año pasado se lograron avances significativos en el mundo del hidrógeno, ya que los proveedores y usuarios de energía buscaron alternativas más limpias y sostenibles, y la tecnología surgió constantemente como una solución prometedora para descarbonizarse.
Según la Agencia Internacional de Energías Renovables, la producción mundial de hidrógeno puro se sitúa actualmente en aproximadamente 75 megatoneladas (MtH2) al año, similar al consumo anual de energía de Alemania.
Mientras tanto, también cobró impulso en torno a la captura, utilización y almacenamiento de carbono (CCUS). El proveedor de datos y análisis Wood Mackenzie pronosticó que 2024 sería un año sólido para CCUS, con hitos clave de proyectos, desarrollos regulatorios en los principales países y despliegue de nuevas tecnologías.
John Ostergren, director de sostenibilidad de Smiths Group, una empresa de ingeniería FTSE100 que opera en los sectores de la energía, la industria, la seguridad y la industria aeroespacial, dijo a ESG Investor que estas tendencias no harían más que crecer.
«Lo que veo para la captura de hidrógeno y carbono es un crecimiento continuo a buen ritmo, y un cambio real en el enfoque de la política y las finanzas hacia los proyectos y la ejecución», dijo. «Eso ya lo podemos ver en las trincheras, por así decirlo, de nuestras transacciones comerciales. Nuestra cartera de proyectos se ha duplicado en menos de un año, lo cual es bastante indicativo, y espero que esa tendencia continúe».
La ampliación de la inversión en los sectores cumplirá con los compromisos asumidos tanto a nivel corporativo como nacional, explicó Ostergren, lo que contribuirá en última instancia al viaje global hacia el cero neto.
«Habrá y debe haber un crecimiento significativo en los próximos 10 a 15 años en la captura de hidrógeno y carbono, y veremos cómo se lleva a cabo en forma de proyectos reales», agregó.
El año pasado, Smiths Group redujo sus emisiones operativas de gases de efecto invernadero (GEI) en un 12%, aumentando su eficiencia energética total en un 8%. Las principales contribuciones del grupo a la transición energética se han realizado a través de su unidad John Crane, que desarrolla sellos mecánicos, sistemas de soporte de sellos y tecnologías de cara de sellos.
«John Crane tiene un papel particularmente importante que desempeñar en la transición climática, tanto desde el punto de vista del control de emisiones como para la habilitación de nuevas soluciones energéticas como el hidrógeno», dijo Ostergren. «Hay un fuerte enfoque en los proyectos en América del Norte en este momento, en gran medida relacionados con la Ley de Reducción de la Inflación de EE. UU.».
Un ejemplo reciente es el Complejo de Energía de Hidrógeno Neto Cero de Canadá, un proyecto de 475 millones de dólares canadienses en el que participa John Crane, y que financiará un complejo histórico de hidrógeno neto cero de 1.600 millones de dólares canadienses en Alberta.
«Este es el proyecto más grande de Canadá en el espacio», explicó Ostergren. «Suministraremos los sellos mecánicos y los sistemas de filtración para ello, como ya lo hacemos para una cartera significativa y de rápido crecimiento de oportunidades comerciales de captura de hidrógeno y carbono a nivel mundial».
Aumento de la demanda
La estrategia de cero emisiones netas y descarbonización de John Crane se organiza en torno a cuatro palancas diferentes: eficiencia energética; electrificación verde; combustibles con bajas emisiones de carbono; y la eliminación de carbono.
«Cada uno de ellos juega a través de nuestra cartera de negocios, donde somos lo que llamamos un ‘facilitador verde'», dijo Ostergren. «Con excepciones limitadas, no somos la empresa de la que se oye hablar en la línea superior de un proyecto, pero somos fundamentales para permitir su éxito».
En cuanto al hidrógeno y la captura y almacenamiento de carbono, la cartera de proyectos de la compañía se ha duplicado con creces en los últimos 12 meses, reiteró el CSO, atribuyendo el crecimiento al mayor interés de los inversores en el sector.
«Vemos un crecimiento en todas las geografías a nivel mundial, y estamos entusiasmados con el futuro», dijo. «Vemos esas inversiones como necesarias y futuras. Se vuelve un poco más complicado cuando se llega a la financiación a nivel de proyecto individual, pero la visión macro es que es un fenómeno global».
Parte de la razón de la creciente demanda de hidrógeno es la gama de aplicaciones como fuente de energía para sectores y procesos que son difíciles de electrificar.
La Compañía de Hidrógeno Verde NEOM (NGHC), que entrará en vigor en 2026, se convertirá en la mayor instalación de producción de amoníaco a base de hidrógeno verde del mundo, que funciona con energía renovable. La mega planta producirá hasta 600 toneladas por día de hidrógeno libre de carbono en forma de amoníaco verde como una solución rentable para los sectores industrial y de transporte a nivel mundial.
Esta semana, las sucursales del Reino Unido e Irlanda de Budweiser Brewing Group también obtuvieron un permiso de planificación para desarrollar una instalación de producción de hidrógeno renovable a gran escala junto a su cervecería en Lancashire.
«El hidrógeno existe hoy en día en la economía mundial, pero los cambios en el alcance y la escala de su producción se producirán en los próximos 10 años más o menos para construir los caminos hacia la entrega de cero emisiones netas», dijo Ostergren. «A medida que escalamos la producción de hidrógeno desde las aplicaciones tradicionales que conocemos hasta el futuro de la nueva energía, el valor deberá provenir de su rendimiento y confiabilidad. Los sistemas deben seguir funcionando durante períodos de tiempo prolongados».
Moviéndonos con los tiempos
A medida que las tecnologías de hidrógeno y CCUS continúan desarrollándose, Smiths Group tiene como objetivo mantener a su base de inversores comprometida e informada sobre su papel en su estrategia comercial.
«Asegurarnos de que los inversores actuales y futuros entiendan el valor que aportamos como facilitadores ecológicos es tan importante para nosotros como nuestra estrategia», dijo Ostergren. «Nos centramos en asegurarnos de comunicar lo mejor posible el valor de lo que hacemos en el espacio, que es lo que nos interesa a nuestros inversores. Esta es una métrica importante de nuestro éxito y nos permite hacer más».
Smiths Group organizó recientemente un día de mercados de capitales en sus instalaciones de investigación y desarrollo (I&D) John Crane en Slough, al que se unieron 40 delegados de la comunidad inversora, incluidos inversores y analistas del lado de la venta, que vinieron a aprender más sobre el trabajo de la unidad en la transición energética.
Además del apoyo continuo de los accionistas, la empresa ha recibido una subvención de 1 millón de libras esterlinas del gobierno del Reino Unido para apoyar su actividad de investigación y desarrollo, todo lo cual es fundamental para la planificación de inversiones y la ejecución de proyectos, explicó Ostergren.
«Uno de nuestros mayores inversores solicitó recientemente reuniones con nuestros equipos de Flex-Tek y John Crane para conocer su papel en la transición energética, incluido el trabajo para reducir las emisiones de carbono en el proceso de producción de acero y mejorar la eficiencia energética en el mercado inmobiliario de EE. UU.», dijo.
A pesar de su creciente popularidad, las tecnologías de hidrógeno y CCUS se han enfrentado a su cuota de controversias. El año pasado, el Corporate Europe Observatory llamó la atención sobre la «sucia verdad» sobre el impulso del hidrógeno de la UE, argumentando que venía con desafíos y riesgos graves y ampliamente conocidos, incluido el hecho de que su producción a gran escala requiere grandes cantidades de tierra, agua y energía renovable.
«Las aplicaciones de la captura de hidrógeno y carbono están probadas, es algo que se ha hecho durante décadas y años», sostuvo Ostergren. «Es una cuestión de cómo lo hacemos a escala y con las eficiencias necesarias para cruzar los puntos de inflexión para el despliegue económico más amplio necesario para una entrega sostenible de cero emisiones netas».
Mientras tanto, la tecnología de captura de carbono ha sido descrita por algunos como una «hoja de parra de relaciones públicas diseñada para ayudar a las grandes petroleras a retrasar la eliminación gradual de los combustibles fósiles», conocida por ser utilizada para impulsar una mayor extracción de petróleo y gas, un proceso conocido como recuperación mejorada de petróleo, mediante el cual el dióxido de carbono licuado empuja el petróleo y el gas fuera de las formaciones rocosas y los yacimientos.
«Es cierto que la recuperación mejorada de petróleo fue el caso de uso original para la captura de carbono, pero esto ha permitido a la industria desarrollar la capacidad probada para hacerlo», dijo Ostergren. «Lo que ha cambiado es el enfoque en el secuestro como valor entregado. Todo el mundo está de acuerdo en el hecho de que este debería ser el objetivo principal de esa aplicación a largo plazo».
Décadas de experiencia en el campo también han demostrado que la CCUS era factible y práctica, destacó la OSC.
«Hay, y seguirá habiendo, un enfoque significativo en reducir el costo de la capacidad de secuestrar CO2 para ese propósito», agregó. «Históricamente, estaba relacionado con la producción de energía, y había valor en el producto que salía de la tierra. En el nuevo mundo energético, la economía tiene que trabajar para el secuestro de carbono. Esto ejerce presión sobre todos los que participamos en esa actividad para asegurarnos de que lo hacemos de la manera más eficiente posible».
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Visión general
En los últimos años, un número cada vez mayor de países se ha comprometido a lograr cero emisiones netas. En abril de 2022, 131 países que cubren el 88% de las emisiones mundiales de gases de efecto invernadero habían anunciado objetivos de cero emisiones netas. Las emisiones antropogénicas ya han provocado un aumento de la temperatura global de 1,1°C en comparación con los niveles preindustriales. Existe un amplio entendimiento de que el cero neto para 2050 es imperativo para aumentar las posibilidades de mantener este aumento de temperatura dentro de 1,5°C. Este enfoque renovado significa que las emisiones de todos los usos finales de la energía deben mitigarse. Mientras que la eficiencia energética, la electrificación y las energías renovables pueden alcanzar el 70% de la mitigación necesaria, el hidrógeno será necesario para descarbonizar los usos finales donde otras opciones son menos maduras o más costosas, como la industria pesada, el transporte de larga distancia y el almacenamiento estacional de energía. Teniendo en cuenta estas aplicaciones, el hidrógeno podría aportar el 10% de la mitigación necesaria para alcanzar el Escenario IRENA de 1,5°C y el 12% de la demanda final de energía.
Hoy en día, el hidrógeno se produce sobre una base comercial: se utiliza como materia prima en la industria química y en las refinerías, como parte de una mezcla de gases en la producción de acero y en la generación de calor y electricidad. La producción mundial se sitúa en torno a los 75 MtH2/año como hidrógeno puro y 45 MtH2/año adicionales como parte de una mezcla de gases. Esto equivale al 3% de la demanda mundial de energía final y es similar al consumo anual de energía de Alemania.
El hidrógeno es un vector energético versátil (no una fuente de energía). Se puede producir a partir de múltiples materias primas y se puede utilizar en prácticamente cualquier aplicación (consulte la Figura 1). La electricidad renovable se puede convertir en hidrógeno a través de la electrólisis, lo que puede combinar el aumento continuo de la energía renovable con todos los usos finales que son más difíciles de electrificar. Este acoplamiento también permite que los electrolizadores aporten flexibilidad a la red, complementando alternativas como las baterías, la respuesta a la demanda y el vehicle-to-grid en la electrificación inteligente.
A finales de 2021, casi el 47% de la producción mundial de hidrógeno proviene del gas natural, el 27% del carbón, el 22% del petróleo (como subproducto) y solo alrededor del 4% proviene de la electrólisis. La electricidad tuvo una cuota renovable media mundial de alrededor del 33% en 2021, lo que significa que solo alrededor del 1% de la producción mundial de hidrógeno se produce con energías renovables. El hidrógeno electrolítico procedente de la producción dedicada se limitó a proyectos de demostración que sumaron una capacidad total de 0,7 GW en 2021. Por el contrario, el escenario de 1,5 °C necesitaría entre 4 y 5 TW para 2050, lo que requeriría una tasa de crecimiento más rápida que la experimentada por la energía solar fotovoltaica (PV) y la eólica hasta la fecha.
El uso del hidrógeno como vector energético sigue siendo limitado y se limita principalmente a los vehículos de carretera. En junio de 2021, había más de 40 000 vehículos eléctricos de pila de combustible en circulación en todo el mundo, casi el 90 % de ellos en cuatro países: Corea, Estados Unidos, República Popular China y Japón. A finales de 2020 había unos 6 000 autobuses eléctricos de pila de combustible (el 95 % de ellos en China) y más de 3 100 camiones eléctricos de pila de combustible. Estos totales son pequeñas fracciones de la flota mundial de vehículos.
Sin embargo, el valor total del hidrógeno solo se realiza plenamente cuando se convierte en derivados. El hidrógeno puede combinarse con el carbono del CO2 para producir hidrocarburos y prácticamente cualquier molécula. Se puede utilizar para producir amoníaco, que se puede utilizar como materia prima para fertilizantes (la mayoría de los usos actuales) o como combustible para nuevas aplicaciones como el transporte marítimo. También se puede utilizar para producir metanol, combustibles sintéticos o incluso como agente reductor para reemplazar el carbón en la producción de hierro. Una vez que se convierte en estos productos, la densidad de energía aumenta aún más, lo que hace que el transporte de larga distancia y el almacenamiento a largo plazo sean rentables. Por lo tanto, la conversión a derivados del hidrógeno desbloquea efectivamente el comercio mundial de energía renovable. Por ejemplo, el amoníaco líquido tiene casi ocho veces la densidad de energía (MJ/m3) de las baterías de iones de litio y más de 20 veces la densidad de energía gravimétrica (MJ/kg) (véase la Figura 2).
La mayor densidad energética de los productos derivados del hidrógeno aumenta efectivamente la distancia a la que se puede transportar la energía de forma rentable, conectando las regiones de energía renovable de bajo coste con los centros de demanda que tienen un potencial renovable limitado o una energía renovable costosa. El comercio mundial de energía a través de derivados del hidrógeno proporcionaría beneficios económicos, ya que los países importadores podrían aprovechar recursos más baratos (que los nacionales), mejorando la resiliencia del sistema, ya que existen formas alternativas de satisfacer la demanda final de energía y, por lo tanto, fortaleciendo la seguridad energética.
El comercio de hidrógeno, sin embargo, no solo se definirá por el beneficio económico. A largo plazo, cuando las tecnologías hayan alcanzado su plena madurez y se desplieguen en general, se espera que los países importadores puedan contar con múltiples alternativas dentro de un rango de costos reducido. Por lo tanto, los socios comerciales se definirán, en gran medida, por factores no económicos (véase el gráfico 3).
En la actualidad, el hidrógeno tiene múltiples retos que pueden dificultar la realización de su potencial:
- Costar. Con precios medios a largo plazo de los combustibles fósiles de 75 USD/bbl para el petróleo y de 4-6 USD/GJ para el gas natural, el hidrógeno renovable es de dos a tres veces más caro de producir que las referencias fósiles. Los gasoductos de hidrógeno pueden ser entre un 10 y un 50% más caros. Las pilas de combustible y los tanques de almacenamiento para el transporte por carretera son varias veces más caros que los motores de combustión interna. En la actualidad, los combustibles sintéticos para la aviación pueden ser de tres a seis veces más caros que el combustible para aviones procedente del petróleo fósil. La prima de coste de las vías renovables en comparación con las opciones basadas en combustibles fósiles puede ser del 50-75% para el amoníaco, del 150% para el metanol y del 30-40% para el acero del 30-40%.
- Falta de diferenciación. No existe una forma establecida de diferenciar el hidrógeno bajo en carbono del hidrógeno de origen fósil. Esto significa que falta el vínculo entre los incentivos (de mercado y políticos) y la producción y que no hay forma de que los consumidores conozcan el origen y el impacto ambiental del hidrógeno producido. Hay múltiples esfuerzos en curso sobre la certificación del hidrógeno que podrían superar esta brecha.
- Falta de mercado de hidrógeno. El hidrógeno no es una materia prima comercializada en la actualidad, lo que significa que no existe un índice de precios. Esto se traduce en mayores costos pagados por los consumidores, ya que hay poca transparencia de precios y competencia. Hay poca demanda de hidrógeno bajo en carbono y los proyectos deben integrarse desde el suministro hasta la infraestructura y el uso final.
- Infraestructura limitada. A nivel mundial, solo hay unos 4 500 km de gasoductos de hidrógeno. El uso de recursos renovables procedentes de lugares remotos requeriría una inversión adicional en la infraestructura de transporte, desde los gasoductos hasta las unidades de conversión y licuefacción, así como en el almacenamiento, lo que aumenta la inversión inicial necesaria.
- Pérdidas de energía. Cada paso de conversión conduce a pérdidas de energía, lo que aumenta la capacidad renovable necesaria aguas arriba para satisfacer un uso final específico. El uso adicional de hidrógeno más allá de las aplicaciones en las que es estrictamente necesario solo aumentará el ritmo anual requerido de despliegue de capacidad renovable, lo que hará que la tarea de descarbonización sea más desafiante.
- Política. Hasta ahora, la mayor parte de los esfuerzos políticos se han centrado en el transporte por carretera, en particular para los vehículos eléctricos de pila de combustible y las estaciones de repostaje. Con la atención puesta en un conjunto más amplio de aplicaciones del hidrógeno, la atención política se está desplazando hacia estrategias nacionales integrales, el suministro de hidrógeno, la infraestructura y la adopción en la industria.
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Publicado originalmente: https://www.esginvestor.net/hydrogen-century/