Los Costos del Hidrógeno Verde

Los Costos del Hidrógeno Verde

A medida que más y más países apliquen estrategias de descarbonización profunda, el hidrógeno tendrá un papel vital que desempeñar. Esto será especialmente cierto donde la electrificación directa es un desafío y en sectores más difíciles de romper, como el acero, los productos químicos, el transporte de larga distancia, el transporte marítimo y la aviación. En este contexto, el hidrógeno debe ser bajo en carbono desde el principio y, en última instancia, verde (producido por electrólisis del agua utilizando electricidad renovable). Además de las regulaciones y la estructura del mercado, el costo de producción es una barrera importante para el hidrógeno verde. Los costos están disminuyendo, en gran parte debido a los menores costos de energía renovable. Sin embargo, el hidrógeno verde sigue siendo 2-3 veces más caro que el hidrógeno azul (producido a partir de combustibles fósiles con captura y almacenamiento de carbono) y se necesitan más reducciones de costos. Así que analicemos cuáles son los costos del hidrógeno verde.

El costo de la electricidad renovable

El componente de costo individual más grande para la producción de hidrógeno verde en el sitio es el costo de la electricidad renovable necesaria para alimentar el electrolizador. Esto hace que la producción de hidrógeno verde sea más cara que la del hidrógeno azul, independientemente del costo del electrolizador. Por tanto, un bajo coste de la electricidad es una condición necesaria para producir hidrógeno verde competitivo. Esto crea una oportunidad para producir hidrógeno en lugares de todo el mundo que tienen recursos renovables óptimos para lograr la competitividad.

También es necesaria una reducción en el costo de las plantas de electrólisis

Sin embargo, el bajo costo de la electricidad no es suficiente para una producción competitiva de hidrógeno verde. Por lo tanto, también son necesarias reducciones en el costo de las plantas de electrólisis. Este es el segundo componente de costo más grande de la producción de hidrógeno verde y es el foco de este informe, que identifica estrategias clave para reducir los costos de inversión para plantas de electrólisis del 40% a corto plazo al 80% a largo plazo. Estas estrategias van desde el diseño de pila fundamental (múltiples celdas combinadas) del electrolizador hasta elementos más grandes de todo el sistema, que incluyen:

  • Diseño y construcción del electrolizador: el tamaño del módulo más grande y la innovación con una mayor producción de pilas tienen un impacto significativo en los costos. El aumento de la planta de 1 MW (típico en la actualidad) a 20 MW podría reducir los costos en más de un tercio. Sin embargo, el costo no es el único factor que afecta el tamaño del implante, ya que cada tecnología tiene su propio diseño de pila, que también varía entre los fabricantes.
  • Economías de escala: el aumento de la producción de pilas a la producción automatizada en instalaciones de producción a escala GW puede lograr una reducción en el costo del cambio gradual. A velocidades de producción más lentas, la pila representa aproximadamente el 45% del costo total, pero a velocidades de producción más altas puede caer al 30%. Para los electrolizadores de membrana de electrolitos poliméricos (PEM), el punto de inflexión parece ser de alrededor de 1000 unidades (desde 1 MW) por año. Este aumento permite una reducción de costos de casi el 50% en la fabricación de pilas. El costo del sistema circundante es tan importante como la batería del electrolizador y se pueden lograr ahorros estandarizando los componentes del sistema.

La evolución futura del coste del hidrógeno verde

Según los datos (IRENA), hasta un 85% de los costes de producción de hidrógeno verde se pueden reducir a largo plazo gracias a una combinación de electricidad más barata e inversiones en el electrolizador. También es importante una mayor eficiencia y un funcionamiento optimizado del electrolizador.

En el mejor de los casos, el hidrógeno verde ya se puede producir a costos competitivos con el hidrógeno azul en la actualidad. Esto se hace utilizando electricidad renovable de bajo costo, que ronda los USD 20 por megavatio hora (MWh). Un precio bajo de la electricidad es esencial para la producción competitiva de hidrógeno verde, y las reducciones de costos de los electrolizadores no pueden compensar los altos precios de la electricidad. Combinado con el bajo costo de la electricidad, una ruta de distribución de electrolizador agresiva puede hacer que el hidrógeno verde sea más barato que cualquier alternativa baja en carbono (es decir, <1 USD / kg), antes de 2040. Si hay un rápido aumento durante la próxima década, el hidrógeno verde es se prevé que comience a ser competitivo con el hidrógeno azul para 2030. Esto ocurrirá en una amplia gama de países, por ejemplo, aquellos con precios de electricidad de 30 USD / MWh.

Fuente (Green hydrogen cost 2020-IRENA)

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Domenico Buoniconti

Domenico Buoniconti

Astrofísico y ecologista, estudio las energías renovables con gran pasión para tener, día a día, una imagen cada vez más clara del mercado energético y de todas las tecnologías listas para establecerse en un futuro próximo.
Domenico Buoniconti

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Astrofísico y ecologista, estudio las energías renovables con gran pasión para tener, día a día, una imagen cada vez más clara del mercado energético y de todas las tecnologías listas para establecerse en un futuro próximo.

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