Notas y comentarios sobre la promoción del hidrógeno como vector energético (y los negocios en tiempos de transición).
escriben Leonardo Salgado y Hernán Scandizzo
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“Humo verde” no es un título deseado, es un título impuesto. Impuesto por quienes transforman la urgente y necesaria transición energética en un negocio y las posibles soluciones, en nuevos problemas.
La emergencia climática que enfrenta el planeta, impone para las próximas décadas un profundo cambio en la matriz energética a nivel mundial.
Muchas empresas de petróleo y gas tomaron nota de ello, y modificaron su definición empresarial a “empresas de energía”, como la francesa Total, que cambió su nombre por Total Energies; la noruega Statoil, ahora Equinor; e incluso YPF, que apuesta a ser una de las principales compañías eléctricas del país.
La Agencia Internacional de Energía, en su Global Energy Review publicado en mayo de 2021, solicita que se elimine la producción de hidrocarburos a toda prisa.
En ese marco, reapareció el hidrógeno (H2) como una alternativa a los combustibles fósiles, porque su combustión y conversión electroquímica no produce emisiones de dióxido de carbono (CO2) sino de vapor de agua.
Técnicamente, el hidrógeno no es una fuente de energía sino un vector energético que almacena energía (como puede hacerlo una batería o un embalse), es decir, precisa energía para producir energía.
A pesar de ser el elemento más común en la naturaleza, el hidrógeno no existe en estado libre, hay que obtenerlo por diferentes vías: a partir del reformado del gas natural produciendo emisiones de CO2 (llamado hidrógeno gris), o capturando esas emisiones y almacenándolas (hidrógeno azul), o a partir de la electrólisis del agua, sin emisiones de CO2 si se utilizan energías renovables (hidrógeno verde).
El hidrógeno es siempre el mismo (de hecho, es incoloro), lo que varía es el modo de producirlo. Todas estas formas suponen el consumo y la pérdida de importantes cantidades de energía.
EL H2V EN EL MUNDO
Actualmente, se producen en el mundo más de 70 millones de toneladas de hidrógeno al año, la mayor parte se emplea en la producción de amoníaco para fertilizantes y en ciertos procesos industriales, como en petroquímicas y refinación del petróleo. Hoy lo que se busca es potenciarlo como vector energético para satisfacer una parte de la demanda que actualmente cubren los combustibles fósiles: diversos usos residenciales e industriales, generación de electricidad y movilidad (sobre todo en vehículos difíciles de electrificar como camiones, barcos y aviones).
De entre todos los colores, el hidrógeno verde (H2V) es el que más ‘ecoentusiasmo corporativo’ despierta. ¿Por qué? Es el único que no genera emisiones, ni en su producción ni en su combustión o conversión electroquímica. Podría emplearse como combustible en vehículos provistos de motores a explosión, quemándolo directamente en lugar de nafta (produciendo emisiones mínimas a partir del consumo de aceite), o en vehículos provistos de celdas de combustible, que producen electricidad para mover motores eléctricos con emisión de vapor de agua.
Como complemento de las fuentes renovables, se menciona la posibilidad de destinar a un electrolizador el sobrante de la electricidad generado por un parque eólico o solar y almacenarlo en forma de hidrógeno verde, para nuevamente convertirla en energía eléctrica (mediante una pila o celda de combustible) en momentos de poco o nulo viento, o poca o nula radiación solar. De este modo, se dice, podría compensarse la intermitencia de las fuentes renovables, uno de los problemas que arrastra este tipo de energías.
Las expectativas puestas sobre él son grandes. Pero hay problemas.
Uno de los tantos problemas que se presentan en torno al hidrógeno es su almacenamiento y transporte.
A temperatura y presión ambiente se encuentra en estado gaseoso. Para almacenarlo -en tanques-, previamente hay que comprimirlo. Si es en tanques de alta presión, se comprime a 200 o 300 atmosferas (o bares), y en el caso de los tanques de los vehículos, a 700 atmósferas. Un proceso que insume mucha energía.
También es posible guardarlo en tanques, pero en forma líquida. Eso requiere que se lo enfríe previamente a -253°C. Sin embargo, con la tecnología actual, la licuefacción requiere casi un 30% de la energía almacenada en el hidrógeno.
Otra posibilidad es su almacenamiento en reservorios naturales, a baja presión, como se hace en varios lugares del mundo, incluso en nuestro país.
Otro problema del hidrógeno gaseoso es su baja densidad de energía por volumen con relación al gas natural. Esto hace prever que el consumo domiciliario de gas de hidrógeno (verde o de otro color), o de hidrógeno mezclado con gas natural, será más caro que el consumo de gas natural.
A estado líquido (-253°C) sucede lo mismo, el hidrógeno posee una densidad energética seis veces más baja que el gas natural licuado (-160°C) y diez veces más baja que la nafta: un recipiente puede almacenar mucha menos masa de hidrógeno que de gas natural o nafta.
De todas formas, el transporte en estado líquido (y su posterior regasificación), aunque caro, parece ser la opción más cercana para el transporte a largas distancias, un dato crucial para los proyectos de exportación.
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¿EL HIDRÓGENO REEMPLAZARÁ A LOS COMBUSTIBLES FÓSILES?
El lobby a favor del hidrógeno verde lo ejercen empresas dedicadas al desarrollo de vehículos de hidrógeno, como Toyota, Hyundai, Honda, Kawasaki, Porsche, o Airbus, y aquellas que se dedican al desarrollo de aerogeneradores y turbinas eólicas, como Siemens-Gamesa, la compañía de energía eólica de Siemens, y Siemens Energy.
Sin embargo, hay grandes corporaciones que están 100% identificadas con el gas y el petróleo como la china Sinopec, la francesa Total, la holando-británica Shell y la malasia Petronas que también tienen interés en el hidrógeno, ante todo como una oportunidad para enverdecer el negocio del gas natural. Por ejemplo, podrían inyectar en los gasoductos un porcentaje de hidrógeno (no necesariamente verde) y así obtener algún tipo de certificación ecológica que les permita acceder a financiamiento, o evitar barreras arancelarias de modo de poder continuar operando en el mercado global.
En principio, la mezcla de hidrógeno con gas natural (hasta un 20 %) no requeriría cambios en las redes de distribución ni en los aparatos domésticos como cocinas, calefactores, calefones, algo que ya ocurre en algunos sitios de California y Gran Bretaña.
También, esas empresas podrían separar el hidrógeno en su destino final y comercializarlo en forma separada, o bien utilizarlo en la refinación del petróleo, como se proyecta hacer en la provincia de Río Negro.
En pocas palabras: el hidrógeno verde podría ser, para algunas empresas, parte de una estrategia de lavado verde para seguir con sus negocios de petróleo y gas durante la transición energética.
De hecho, así como el hidrógeno verde es promocionado como el combustible del futuro, el gas (convencional o no) es promocionado como el combustible de la transición. Para esas empresas, el hidrógeno (sin distinción de colores) no supone un riesgo serio para el gas natural; al contrario, es considerado un aliado estratégico, al menos en el corto y mediano plazo.
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NO CIERRA SIN INTERVENCIÓN ESTATAL
En 2006 se sancionó la Ley Nacional de Fomento del Hidrógeno, N° 26.123, y en 2013 el gobierno de Cristina Fernández de Kirchner convocó a la elaboración de un Plan Nacional de Hidrógeno con el objetivo de reglamentar esa norma.
El proceso se frenó con el cambio de gobierno. En abril de 2019, el diputado Gustavo Menna (Chubut), la diputada Lorena Matzen (Río Negro) y otros nueve legisladores pertenecientes a la coalición Cambiemos, presentaron una propuesta de modificación de la Ley nacional (Proyecto 1769-D-2019), que hace hincapié en el hidrógeno verde: esa es su principal novedad, ya que la ley es de promoción en general, sin distinción de colores.
En julio de 2020, ya con Alberto Fernández en la presidencia, la empresa cuasi estatal de investigación y desarrollo en el sector energético Y-TEC conformada por YPF (51 %) y el CONICET (49 %), propició la creación de un consorcio de empresas y organismos públicos denominado H2Ar para el desarrollo de la economía del hidrógeno en la Argentina.
Las compañías que lo integran son: YPF, Siemens Energy, Toyota Argentina, Cargill, Alstom Group, Pampa Energía, Tenaris, Ternium, Scania, YPF Luz, Profertil, Compañía MEGA, TGN, TGS, Genneia, Baker Hughes, Sumitomo Corporation, Loma Negra, IEASA, Emerson, ABB, CGC, Trafigura, Explora, SICA, ABO Wind, AES Argentina, Air Liquide, Air Products, Hychico, Praxair, AESA, Soluforce y Honeywell.
Las empresas, a través del consorcio público-privado H2Ar, plantearon una serie de exigencias: seguridad jurídica, incentivos, beneficios fiscales, desgravaciones de derechos de importación, etc., además del Proyecto 1769-D-2019 que contempla incentivos tributarios para el sector, tales como la eliminación o reducción en los aranceles de importación, y una estabilidad de los beneficios por el término de 20 años.
“¿PARA QUIÉN?”, LA PREGUNTA DE SIEMPRE
El agua, como se dijo, es el elemento central en la producción de hidrógeno verde. El mismo elemento indispensable para el sostenimiento y la reproducción de la vida, y las actividades productivas asociadas a ella.
La mayoría de los países industrializados no reúnen las condiciones para la generación a gran escala de renovables en cuanto a disponibilidad de agua, vientos y radiación solar.
Los principales destinos serán, sin duda, los países del Norte Global, con Alemania y los Países Bajos a la cabeza, entre los europeos, pero es seguro que un gran porcentaje de esta ‘tendencia de energías verdes’ no sea producida por ellos, sino que se produzca en el Sur Global. Más aún: incluso los que reúnen esas condiciones no quieren asumir los altos costos ambientales y sociales que suponen la instalación masiva de parques eólicos y solares y plantas industriales para la producción del hidrógeno verde, así como la utilización de grandes cantidades de agua dulce con fines industriales.
Un ejemplo es el programa H2Global de Alemania, creado en 2020 en el marco de la Estrategia Nacional de Hidrógeno del gobierno. Se basa en un proyecto desarrollado por los sectores público y privado, entre ellos, la Asociación Alemana de Hidrógeno.
Uno de los objetivos es “establecer asociaciones de energía de hidrógeno con países que tienen un gran potencial para la producción rentable de hidrógeno verde y, por lo tanto, contribuir a la seguridad de suministro a largo plazo para Alemania y la UE con energía verde”. Para ello prevé apoyar a los consorcios que produzcan hidrógeno verde en el extranjero, los cuales deben garantizar a Alemania el suministro en el largo plazo.
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En nuestros países del Sur Global, la ocupación del territorio a partir de la instalación de parques eólicos y solares, plantas electrolizadoras (posiblemente en tierras productivas y a la vera de los ríos), sumado al uso intensivo de agua dulce y a la construcción de infraestructura asociada (caminos, ductos, etc.) podrían dar lugar a una profundización de los conflictos sociales, con potenciales respuestas represivas que agraven la situación de deterioro institucional y democrático.
Por otra parte, el tema del agua, se halla virtualmente ausente en el discurso de las empresas y los gobiernos. ¿Se trata de un olvido inocente?
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En tanto, la administración Fernández está trabajando en un proyecto de ley para crear un régimen de promoción por 20 años para el hidrógeno.
- Entre los beneficios que se barajan están: la devolución anticipada del IVA para la adquisición de bienes de capital u obras de infraestructura,
- la amortización acelerada del Impuesto a las Ganancias para inversiones realizadas durante los primeros 10 años de vigencia de la ley,
- un tope del 5% para los derechos de exportación en hidrógeno verde y del 7,5 % en hidrógeno azul;
- libre disponibilidad de divisas – del 50 % al 80 % – para las exportaciones que surjan de los proyectos de inversión (sujeto a que los montos superen los 50 millones de dólares);
- exención a las empresas de los Derechos de Importaciones, estabilidad fiscal por 20 años, y amplia disponibilidad crediticia a partir de la creación de un fondo fiduciario.
Santiago Sacerdote, director del consorcio H2Ar y gerente general de Y-TEC fue entusiasta:
Estamos ante una gran oportunidad: la oportunidad de exportar energía baja en carbono. A nivel mundial hay fuertes drivers que motorizan la transformación y la oportunidad del país es a gran escala. Tenemos recursos renovables extraordinarios y el hidrógeno es un candidato fenomenal para exportar
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RÍO NEGRO: ¿LIDERAR LA TRANSICIÓN ENERGÉTICA?
La gobernadora Arabela Carreras Mediante el decreto 342, en abril de 2021 creó la Mesa Rionegrina del Hidrógeno Verde (MRH2V). Desde ese ámbito se propuso una alianza con el Instituto Fraunhofer IEE de Alemania, el organismo que realizó el informe base del Plan Estratégico H2V Río Negro.
En su discurso de apertura de las sesiones ordinarias 2021 de la Legislatura provincial, la gobernadora Carreras había adelantado el papel central que juega Alemania en todo esto:
Vamos a fomentar las inversiones en materia de Energías Renovables, por eso hemos acordado con la Embajada alemana la elaboración de un estudio para poder evaluar la generación de hidrógeno verde en el territorio de la provincia de Río Negro
Además del acuerdo con el Instituto Fraunhofer IEE de Alemania, en septiembre 2021 se firmó un convenio con la empresa australiana Fortescue Future Industries (FFI), División Industrial de la Minera Fortescue Metals, para el desarrollo de proyectos verdes en Río Negro.
Este compromiso, que tuvo amplia repercusión en la prensa por el volumen de las inversiones, fue refrendado por el ministro de Desarrollo Productivo de la Nación, Matías Kulfas, y se enmarca en el Plan de Desarrollo Productivo Verde impulsado por el gobierno nacional.
A fines de octubre trascendió que la australiana FFI pretendía instalar una planta para la producción de amoníaco, elaborado a partir de hidrógeno verde, en Punta Colorada, al sur de Playas Doradas, en Sierra Grande. Un proyecto que comprende la construcción de tres parques eólicos, con una potencia instalada total de 2000 MW (unos 400 aerogeneradores de 5 MW), y una inversión de U$S 6 mil millones.
Días más tarde el Presidente de la Nación, Alberto Fernández, anunció desde la cumbre climática de Glasgow, que la inversión de Fortescue Future Industries – FFI sería mucho mayor, U$S 8,4 mil millones.
Daniel Schteingart, director del Centro de Estudios para la Producción (CEP-XXI) del Ministerio de Desarrollo Productivo promete hasta U$S 15 mil millones en exportaciones de hidrógeno para el año 2050, que es lo que aportó al país en 2020 la exportación de soja.
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El informe completo sobre hidrógeno verde puede leerse y descargarse desde el sitio del Observatorio Petrolero Sur, en el siguiente link
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Algunos conceptos técnicos
El llamado hidrógeno reformado se obtiene de la mezcla de gas natural (metano) con vapor de agua. ITHES – UBA, 22.04.2021, https://tinyurl.com/6yyjvz2e .
El proceso de producción de hidrógeno gris “implica que para obtener 1 Kg de H2, se obtienen 11 Kg de CO2. Y eso solo por la reacción química, sin contar las emisiones asociadas a otros procesos anexos como la generación de electricidad”. The Oil Crash, 17.11.2020, https://tinyurl.com/5c56v8tv .
La electrólisis es un proceso por el cual, aplicando energía, se descompone la molécula de agua (H2O) en moléculas de hidrógeno y oxígeno.
La refinación del petróleo es el proceso por el cual, mediante una serie de procesos, se obtienen diversos combustibles fósiles capaces de ser utilizados en motores de combustión, como naftas y gasoil, pero también diversos productos tales como kerosene, aceites minerales, asfaltos, coque, parafinas, materia prima para procesos petroquímicos, etc. Fundación YPF, 2011, p.7. https://tinyurl.com/nnwd6tev
Las pilas o celdas de combustibles son dispositivos electroquímicos de conversión de la energía, que producen electricidad y calor a partir de un flujo constante de combustible, generando como residuo vapor de agua. Las pilas comunes, en cambio, son dispositivos de almacenamiento de energía que dejan de producir electricidad cuando se consumen los reactivos químicos, es decir, cuando se descargan. CEARE – UBA, 2.10.2020, https://tinyurl.com/m394wpmv 13’ 30’’; y Jueves de hidrógeno, 4to encuentro, https://tinyurl.com/488me2zv 14’.
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