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entre el mercado de la electricidad y los posibles mercados
del hidrógeno. La flexibilidad se puede ofrecer en ambas
direcciones, dependiendo del balance instantáneo de la
oferta y la demanda. En otras palabras, el transporte de
hidrógeno puede ser una alternativa al transporte de electricidad
(o viceversa) para las fuentes de energía remotas.
Una evaluación reciente del sistema energético de Texas
estudió un sistema energético integrado de electricidad
e hidrógeno en diferentes escenarios de precios de CO2 y
demanda de hidrógeno. Se adoptó un enfoque holístico para
la planificación de la expansión de la capacidad del sistema
total, que optimizaba en conjunto las inversiones y el funcionamiento
de ambos subsistemas y sus interacciones. Los
resultados de un estudio sobre el escenario para 2050 revelaron
las siguientes conclusiones:
✔ El hidrógeno se utiliza tanto como proveedor de flexibilidad
como para transportar la energía de las regiones
con exceso a las que tienen déficit.
✔ La flexibilidad de la demanda que ofrece la producción
de hidrógeno permite una retirada más rápida del
gas natural para la producción de electricidad.
✔ La demanda de hidrógeno impulsa el porcentaje óptimo
de la electricidad renovable en la matriz de generación
de electricidad.
✔ El hidrógeno ofrece flexibilidad en plazos más largos
que las baterías y permite una mayor participación de
las fuentes renovables a precios más bajos de CO2.
✔ Una mayor demanda de hidrógeno hace que se necesiten
menos baterías estacionarias.
✔ El uso de hidrógeno electrolítico para producir electricidad
en celdas de combustible es limitado debido
a los altos costos y la baja eficiencia de ida y vuelta.
Una cuestión fundamental para la función de la flexibilidad
del hidrógeno en el suministro de energía es la rapidez
con la que se desarrollarán los mercados del hidrógeno en
las distintas regiones del mundo. Algunos de los usos más
prometedores del hidrógeno, como el industrial, son muy
específicos. Estas demandas pueden dar lugar a rutas de
transporte de hidrógeno adaptadas y a contratos de suministro
a largo plazo. Otros usos, como el hidrógeno para el
transporte, se pueden beneficiar de un suministro diverso de
hidrógeno procedente de diferentes fuentes que compitan
en un mercado similar al del gas natural y los combustibles
actuales. El hecho de que la producción flexible de hidrógeno
desempeñe una función importante en el balance de los
sistemas eléctricos, y el momento en que lo haga, dependerá
en primer lugar de cómo sigan evolucionando la demanda y
los mercados de hidrógeno.
Reflexiones finales
La llegada de la electricidad renovable a gran escala y de
bajo costo abrió paso al hidrógeno para participar en un
sistema de energía 100 % limpio. El hidrógeno será un
elemento clave para descarbonizar industrias como la del
acero y la de los fertilizantes. Dado que la industria puede
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utilizar el hidrógeno electrolítico como materia prima
directa, esto proporciona una salida de producto lista a
la vez que mitiga las restricciones de la sobreoferta de las
fuentes renovables, ya que el hidrógeno electrolítico puede
participar como una carga adicional y flexible. Estas cargas
ayudan a aumentar el valor y la eficiencia de la producción
de energía renovable.
A medida que aumente la escala de producción y disminuyan
los costos, la producción de hidrógeno electrolítico
seguirá apoyando el desarrollo de la generación renovable.
Pero es menos probable que se sitúe con la demanda, lo que
hace que el transporte y el almacenamiento sean fundamentales
para el desarrollo del comercio mundial y la maduración
del mercado del hidrógeno. Las fuentes renovables se
pueden construir para apoyar la producción de energía utilizable
en forma de hidrógeno en regiones donde, de otro
modo, no se podría acceder a las fuentes debido a la falta de
acceso a la transmisión. Por lo tanto, el desarrollo de infraestructuras
eléctricas y de hidrógeno y la planificación de sistemas
energéticos integrados, junto con el crecimiento de la
oferta y la demanda, son fundamentales para la aplicación
sostenible y práctica del hidrógeno electrolítico.
Finalmente, la energía despachable procedente del
hidrógeno electrolítico almacenado puede suministrar las
carencias de las fuentes de generación renovable, necesarias
en los sistemas eléctricos con cero emisiones de carbono.
Los sistemas que incluyen combustibles sintéticos, como el
hidrógeno y sus derivados, requieren una menor inversión
global para proporcionar el almacenamiento de energía a
largo plazo necesario para lograr sistemas 100 % descarbonizados.
Aunque existen desafíos clave en cada etapa
de la cadena de valor, la aceleración global de la actividad
reciente para abordarlos posiciona al hidrógeno electrolítico
como un contribuyente significativo a un sistema de energía
100 % limpio.
Lecturas complementarias
M. Alverà, The Hydrogen Revolution (La revolución del hidrógeno).
Nueva York, NY, EE. UU.: Basic Books, Hachette
Book Group, 2021 (con especial atención a la segunda y
tercera parte).
E. F. Bødal, D. Mallapragada, A. Botterud y M. Korpås,
" Decarbonization synergies from joint planning of electricity
and hydrogen production: A Texas case study " (Sinergias
de descarbonización a partir de la planificación
conjunta de la producción de electricidad e hidrógeno: un
estudio de caso de Texas), Int. J. Hydrogen Energy, vol.
45, n.º 58, págs. 32,899-32,915, 2020, doi: 10.1016/j.ijhydene.2020.09.127.
G.
He, D. S. Mallapragada, A. Bose, C. F. Heuberger-Austin
y E. Gençer, " Sector coupling via hydrogen to lower the
cost of energy system decarbonization " (Acoplamiento de sectores
a través del hidrógeno para reducir el costo de la descarbonización
del sistema de energía), Energy Environ. Sci., vol.
14, n.º 9, págs. 4635-4646, 2021, doi: 10.1039/D1EE00627D.
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