Economía del hidrógeno: mitos y oportunidades

Por Sebastián Scheimberg (*)

A juzgar por el espacio que ha tenido en la discusión estratégica nacional y los nuevos marcos institucionales creados para su investigación y desarrollo, el hidrógeno está llamado a ser el nuevo protagonista del sector energético global. En efecto, en los últimos días el Consejo Nacional Económico Argentino presentó paneles de discusión y propuestas de armado de un Plan Estratégico. Y la provincia de Río Negro se ha puesto a la vanguardia de la investigación y desarrollo, armando su propia Mesa de Hidrógeno, con información y discusión abierta a la comunidad.

Si bien la propuesta de mirar hacia el mundo en pos de descarbonizar la matriz energética es una estrategia loable, la posibilidad de adoptar mejores prácticas en un contexto de desequilibrio macroeconómico y costos del H2 aún superiores a los de otras fuentes y vectores de energía podría ser apenas un objetivo aspiracional.

Por un lado, este reemplazo involucra grandes inversiones en tiempos que el capital se ha vuelto un recurso muy escaso para Argentina; por otro, se está haciendo cada vez más evidente que los costos de la energía no podrán ser recuperados en su comercialización doméstica, sin que exista una adecuada segmentación tarifaria, y el acompañamiento de medidas de eficiencia energética.

En este contexto podría pensarse que el desarrollo del H2 en base a inversiones externas podría constituir un nuevo enclave de exportación, donde se destaca el valor agregado en origen y el desarrollo científico asociado, así como una meta de sustitución de combustible para el mercado doméstico a largo plazo.

En el interin es preciso avanzar en acuerdos internacionales que les aseguren a los inversores poder disponer del recurso desarrollado localmente. Y es tal vez por esta razón que es la Cancillería, y no la secretaría de Energía, quien está impulsando esta estrategia, mientras que del lado de la oferta encontramos a calificados centros de desarrollo de conocimiento como INVAP, CONAE, CNEA y universidadesnNacionales, situados coincidentemente en alguna de las zonas de mayor potencial para generar los distintos tipos de hidrógeno.

¿Qué es el hidrógeno?

El hidrógeno es el elemento más simple de la naturaleza y el gas más abundante en el universo. Se encuentra en el sol y en la mayoría de las estrellas. También naturalmente en la tierra unido a otros elementos en estados líquidos, gases o sólidos. Siendo un elemento esencial para la vida, está presente en el agua y en casi todas las moléculas de los seres vivos.

Sin embargo, el hidrógeno solo, no desempeña un papel particularmente activo. Permanece unido a los átomos de carbono y oxígeno, y combinado con el carbono forma diferentes compuestos, o hidrocarburos, entre los que se encuentran el gas natural, el carbón y el petróleo.

La principal ventaja del hidrógeno es que es un gas cuya combustión produce simplemente agua.

El hidrógeno al igual que la electricidad, es un portador de energía que debe producirse a partir de otra fuente. Los métodos de producción son varios y pueden usar sustancias que lo contengan como el agua, los combustibles fósiles o la biomasa.

Actualmente se utiliza H2 en procesos petroquímicos, principalmente para la obtención de fertilizantes. Las refinerías, acerías y las plantas químicas son consumidores intensivos de H2.

También tiene otras aplicaciones como la metalurgia, la producción de vidrio plano, la industria electrónica, y aplicaciones en la generación de electricidad, por ejemplo, para enfriamiento de generadores.

Aproximadamente el 75% del hidrógeno actualmente consumido en el mundo por las refinerías de petróleo es suministrado por grandes plantas que lo generan a partir de gas natural u otros combustibles hidrocarbonados.

El hidrógeno molecular puro (H2) se puede usar directamente en medios de transporte, es decir, sin conversión adicional, como fuente de energía. En el uso indirecto, el hidrógeno se utiliza para producir fuentes de energía finales o se convierte por medio de pasos en combustibles gaseosos o líquidos.

Los colores del hidrógeno

Como señalamos, existen diferentes maneras de producir hidrógeno. Varía en cada caso el impacto ambiental que tiene cada proceso.

El “hidrógeno gris” es producido a partir de gas natural o metano usando el proceso de reformado de metano.
El “hidrógeno azul” es aquel que se produce a partir de reformado de metano, pero cuyas emisiones durante la producción se capturan y almacenan, o se reutilizan.

El “hidrógeno verde” es aquel que se produce por medio de una fuente renovable, tales como la eólica, solar, biomasa, hidroeléctrica, biogás, o los desechos municipales. El proceso que se utiliza para la producción de “hidrógeno verde” es la electrolisis del agua. Pero también se puede producir por el reformado de metano del biogás o la conversión térmica o gasificación de la materia orgánica u otros desechos (Figura 2).

La electrólisis es el proceso más prometedor para la producción de hidrógeno a partir de energías renovables. La producción a partir de electrólisis puede ofrecer oportunidades de sinergia con la generación de energía variable, que es característica de algunas tecnologías de energía renovable.

Los desafíos

El factor determinante del costo del H2 verde, que se busca promover para descarbonizar la matriz energética global, viene determinado por el costo de generación eléctrica. En tal sentido, con un costo eficiente de generación con fuentes renovables del orden de los 40/45 US$/MWh, obtendríamos un kilo de H2 a 4/5 US$. Tengamos en cuenta que la tecnología vehicular más eficiente permite recorrer 1000 kms con 5,6 kg de H2, esto es a un costo de 28 dólares.

Dado que 1 kilo de hidrógeno contiene la energía de aproximadamente 3,5 litros de diésel y la eficiencia de la pila de combustible es más del doble que la del motor térmico, 1 kilo de H2 equivale a 5 a 7 litros de combustible líquido que utiliza un auto MCI. Por esta razón la evolución del costo de la producción de la energía renovable es crucial para el crecimiento del H2 como sustituto de otros combustibles. Y es en el segmento de transporte pesado donde se vislumbra una posibilidad mayor.

Si tomamos la densidad media y el precio promedio histórico del diésel, cada kilo tiene un costo de 0,5 US$/l, con lo que el costo del H2 sería 50% mayor que el del combustible líquido fósil (sin considerar impuestos).

En síntesis, la irrupción internacional del H2 pareciera acelerarse en virtud de la meta de reducción de emisiones globales más que por una real ventaja de costo relativo.

Argentina tiene un rol importante para jugar en esa liga, pero hasta que no logre estabilidad económica el H2 tendrá mayor espacio como una apuesta al desarrollo tecnológico y de cadenas productivas de valor y fuente de generación de divisas, que por su peso en la matriz energética local. Pero cuidado con no tener claramente definidos los alcances de un Programa de desarrollo del H2 que termine impactando en la generación de nuevos subsidios. Ese puede haber sido el costado más débil del modelo nuclear vernáculo.

Si bien Argentina tiene ventajas comparativas y competitivas en esta materia en que confluyen capacidades humanas y dotación de recursos, habrá que tener fuentes de financiamiento genuino para posicionarnos como un nuevo proveedor de este vector energético, en el marco de un programa de Acuerdos Internacionales que sean de suma positiva para las partes.

(*) El autor es Economista. Exfuncionario de la Secretaría de Ambiente, Ministerio de Energía y Enargas. Miembro de la Fundación Instituto Barilochense de Análisis de Políticas Públicas (IBAPP).