Por qué la estrategia de hidrógeno del Reino Unido no cuadra

El uso de energía renovable para cumplir con el objetivo de hidrógeno del gobierno consumiría alrededor de la mitad de toda la energía eólica marina del Reino Unido.

Por Nick Ferris

El año pasado, el gobierno, en respuesta al aumento de los precios del petróleo y el gas, elevó sus ambiciones para la ya controvertida estrategia del hidrógeno. Anunció en abril de 2022 que duplicaría el objetivo original de 5 gigavatios de capacidad de producción baja en carbono a 10 GW. Pero alcanzar este objetivo presenta un desafío potencialmente insuperable, según sugieren los análisis de expertos compartidos con Spotlight, que requiere grandes cantidades de energías renovables o captura de carbono a un ritmo que nunca se ha logrado.

Producir 10 GW de hidrógeno "verde" utilizando energía renovable consumiría electricidad renovable equivalente a alrededor del 50 por ciento de la capacidad eólica marina planificada del Reino Unido, según una proyección compartida con Spotlight y verificada por otros expertos. Alternativamente, la producción de hidrógeno "azul" a partir de gas natural junto con la tecnología de captura y almacenamiento de carbono (CCS), actualmente no produciría combustible "bajo en carbono", ya que la tecnología CCS aún no es capaz de absorber niveles suficientes de carbono.

"La estrategia de hidrógeno del Reino Unido, en su forma actual, simplemente no cuadra", dijo Arjun Flora, del Instituto de Economía Energética y Análisis Financiero (IEEFA). "Ya estamos luchando para cumplir con los objetivos de crecimiento de las energías renovables y nuestra dependencia del gas fósil está paralizando la economía. Esta estrategia empeorará ambos problemas, a expensas de los hogares y los contribuyentes del Reino Unido".

Alex Lee, un activista climático de Amigos de la Tierra Escocia, describió la prisa del gobierno por adoptar el hidrógeno como "una tontería". "El hidrógeno verde hecho de energías renovables es ineficiente y más costoso que las tecnologías renovables existentes, como las bombas de calor eléctricas para nuestros hogares y la electrificación de los sistemas de transporte público. El hidrógeno azul de los combustibles fósiles es solo otro truco de la industria petrolera para mantenernos encerrados en los combustibles fósiles con la promesa de dudosa tecnología de captura y almacenamiento de carbono".

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El hidrógeno verde se produce cuando el agua se electroliza utilizando fuentes de electricidad renovables como la solar y la eólica. El hidrógeno azul se produce cuando el gas natural se somete a un proceso llamado reformado de metano con vapor, y el dióxido de carbono resultante se captura y almacena.

Teniendo en cuenta las pérdidas de energía, la producción de 10 GW de hidrógeno verde requeriría alrededor de 14 GW de capacidad de electricidad renovable, según Nilay Shah, profesor de ingeniería de sistemas de procesos en el Imperial College de Londres.

Las velocidades variables del viento significan que, en la práctica, 14 GW de energía eólica marina no producirán un suministro constante de energía. Los factores de capacidad eólica marina, que se refieren a la producción promedio lograda durante un año, están mejorando todo el tiempo, pero se mantienen en alrededor del 30-40 por ciento para la mayoría de las granjas. Incluso si asumimos un factor de capacidad futuro del 60 por ciento, eso requeriría unos 23 GW de energía eólica marina.

El Reino Unido tiene actualmente alrededor de 14 GW de energía eólica marina y apunta a 50 GW de energía eólica marina para 2030 (un objetivo que los expertos ya advierten que es probable que el Reino Unido no pase por alto). Si el Reino Unido cumple su ambición de hidrógeno de 10 GW con la producción de hidrógeno verde, la producción de hidrógeno consumiría alrededor del 50 por ciento de la capacidad eólica marina.

Esta cifra es incompatible con el objetivo del Reino Unido de descarbonizar toda la red eléctrica para 2035, ya que consumiría demasiada energía necesaria para alcanzar ese punto final. Además, se requerirá un volumen aún mayor de infraestructura de energía si la energía eólica terrestre o solar están involucradas en la producción de hidrógeno verde, ya que estas fuentes de electricidad tienen un factor de capacidad aún más bajo que la energía eólica marina.

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Sin embargo, el Reino Unido no pretende que todos los 10 GW provengan del hidrógeno verde: la estrategia de seguridad energética del gobierno establece que un máximo del 50 por ciento de la nueva capacidad provendrá del hidrógeno azul. Pero existen serias dudas sobre si el hidrógeno azul puede ser parte de una estrategia energética verdaderamente baja en carbono para 2030. Esto se debe a que hoy en día no existen proyectos de hidrógeno azul a gran escala, mientras que los proyectos de prueba que existen actualmente no han logrado capturar más del 50 por ciento. del dióxido de carbono producido. La definición del Reino Unido de "hidrógeno bajo en carbono" equivale a alrededor del 75 por ciento de las emisiones que se capturan; pero para que el hidrógeno azul sea legítimamente bajo en carbono, se debe capturar más del 90 por ciento de las emisiones.

El análisis compartido con Spotlight por Frederick Andre Wessel, de la consultora Rystad, muestra que 5GW de capacidad de hidrógeno azul podrían producir 1,3 millones de toneladas de hidrógeno al año. Para que esto sea legítimamente bajo en carbono, a su vez probablemente requeriría capturar más de 10 millones de toneladas de CO2, según Wessel, lo que equivale a alrededor de una cuarta parte del volumen total de CO2 capturado a nivel mundial por CCS en 2022.

Un informe del Comité de Ciencia y Tecnología de la Cámara de los Comunes coincidió en que "la captura de carbono... y el almacenamiento... actualmente no se implementa a la gran escala requerida para hacer una contribución material a la reducción de emisiones", y agregó que es "imprudente suponer que el hidrógeno puede hacer una gran contribución a la reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero del Reino Unido a corto y medio plazo".

Incluso si la tecnología CCS mejora lo suficiente, existen preocupaciones sobre la viabilidad comercial del hidrógeno azul, dados los altos precios del gas que han sido provocados por la invasión rusa de Ucrania. IEEFA advirtió en mayo pasado que el Reino Unido debería reconsiderar sus planes para el hidrógeno azul dada esta realidad. En septiembre, también se advirtió al gobierno que es probable que los precios mayoristas del gas en el Reino Unido se mantengan tres veces más altos que en 2021, al menos hasta 2027.

En respuesta a este artículo, un portavoz del gobierno dijo a Spotlight: "Un sector de hidrógeno bajo en carbono aquí en el Reino Unido será fundamental para brindar seguridad energética, crecimiento económico y nuestras ambiciones netas cero.

"El Reino Unido tiene una ambición líder en el mundo de 10 GW de capacidad de producción de hidrógeno con bajas emisiones de carbono para 2030, lo que podría generar 12.000 puestos de trabajo y 9.000 millones de libras esterlinas en inversión privada en esta década".

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Dada la inviabilidad potencial del hidrógeno azul y la gran demanda de electricidad del hidrógeno verde, los expertos advierten que el gobierno debe considerar de manera más efectiva dónde el hidrógeno es realmente la opción más rentable y eficiente desde el punto de vista energético. El gobierno prevé generar electricidad y calentar los hogares con hidrógeno, aunque los expertos advierten que esto representa un uso ineficiente de la energía.

"La conclusión clara es que debemos usar el hidrógeno verde de manera estratégica, asegurándonos de que se implemente donde más se necesita, y evitando su uso cuando haya caminos más eficientes hacia el cero neto", me dijo Juliet Phillips, del grupo de expertos E3G. "La calefacción es un claro ejemplo: el hidrógeno verde para calefacción requeriría alrededor de seis veces la cantidad de energía renovable que las bombas de calor".

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