Investigadores del Potsdam Institute for Climate Impact Research (PIK) en Alemania revisaron los alcances y las limitaciones del uso de diversas energías, en sintonía con la sustitución gradual de la gasolina y el diésel. Aseguran que la electricidad es la mejor opción para la calefacción doméstica y para los coches frente a combustibles como el hidrógeno.
Sostienen que los combustibles a base de hidrógeno deberían utilizarse principalmente en sectores como la aviación o los procesos industriales que no pueden electrificarse. Además, consideran que producirlos es ineficiente, costoso y su disponibilidad demasiado incierta como para reemplazar ampliamente a los combustibles fósiles en automóviles o calefacción de casas.
Los investigadores afirman que tiene más sentido electrificar directamente. Y dejar el «hidrógeno verde para sectores más difíciles de descarbonizar, como la fabricación de acero, la aviación y el transporte marítimo».
El estudio publicado en la revista Nature Climate Change sostiene que producir y quemar combustibles basados en el hidrógeno en calderas de gas domésticas requiere de 6 a 14 veces más electricidad que las bombas de calor. Se debe a la energía que se desperdicia al crear el hidrógeno, luego el e-combustible y después al quemarlo. En el caso de los coches, el uso de e-combustibles requiere 5 veces más electricidad que la necesaria para los vehículos de batería.
Estiman, además, que actualmente la producción de los e-combustibles es demasiado ineficiente y costosa. Y su disponibilidad es demasiado incierta, como para sustituir ampliamente a los combustibles fósiles en los coches o la calefacción de las casas. En ese sentido, indican que las calderas domésticas «preparadas para el hidrógeno» podrían acabar dependiendo del gas fósil y seguir produciendo las emisiones de carbono que impulsan el calentamiento global.
El PIK y la electricidad para coches
El instituto alemán considera que para la mayoría de los sectores tiene más sentido económico utilizar directamente la electricidad en los coches. Pero hay otros, como la aviación, el transporte marítimo, la siderurgia y otros procesos industriales muy difíciles de electrificar. En su caso, sí se necesitarán combustibles basados en el hidrógeno para cumplir los objetivos de descarbonización marcados para 2050.
Precisa el estudio que «harán falta enormes inversiones en tecnología y un rápido aumento de los impuestos sobre el carbono» para lograrlo.
Falko Ueckerdt, autor principal del trabajo, considera que «los combustibles basados en el hidrógeno como solución climática universal podrían ser una falsa promesa«. Y adicionó que «aunque son maravillosamente versátiles, no cabe esperar que sustituyan ampliamente a los combustibles fósiles. Es probable que los combustibles basados en el hidrógeno sean escasos y no competitivos durante al menos otra década”.
Además, insistir en su uso generalizado probablemente aumentaría la dependencia de los combustibles fósiles. “Acabaremos quemando más petróleo y gas si nos aferramos a las tecnologías de combustión y esperamos alimentarlas con combustibles basados en el hidrógeno. A la vez, emitiremos más gases de efecto invernadero que podrían afectar los objetivos climáticos a corto y largo plazo».
Almacenaje, transporte y costes
El instituto PIK insiste en los beneficios de emplear electricidad para los coches. “Deberíamos priorizar esos preciosos combustibles basados en hidrógeno en las aplicaciones para las que son indispensables. Aviación de larga distancia, materias primas en la producción química, producción de acero y, potencialmente, algunos procesos industriales de alta temperatura. “Estos son sectores y aplicaciones que difícilmente podemos electrificar directamente”, dice Ueckerdt.
Los investigadores identifican un «orden de mérito de demanda de hidrógeno y combustible electrónico» que priorización dónde utilizar los nuevos combustibles.
El hidrógeno verde se produce mediante electrólisis. Un proceso complejo que necesita mucha electricidad para romper las moléculas estables de agua en hidrógeno y oxígeno. Luego, el hidrógeno puede utilizarse para sintetizar combustibles de hidrocarburos añadiendo carbono procedente del CO2. Los electrocombustibles o e-combustibles resultantes son más fáciles de almacenar y transportar que la electricidad o el hidrógeno puro.
«Lo más importante es que los e-combustibles pueden quemarse en procesos de combustión y motores convencionales. Y por lo tanto, sustituir directamente a los combustibles fósiles», comenta Gunnar Luderer, coautor del trabajo. “Pero dada su limitada disponibilidad, sería un error pensar que de esta manera pueden sustituirse los fósiles totalmente «.
Diferencia de costes y competitividad
Los expertos de PIK calculan los costes diferenciados de las dos energías, electricidad para coches y calefacción de casas e hidrógeno. Aun usando electricidad 100% renovable, el coste de evitar una tonelada de emisiones de CO2 mediante el uso de combustibles a base de hidrógeno sería de 800 euros en el caso de los combustibles líquidos y de 1.200 euros en el de los gaseosos. Esta cifra es muy superior a los precios actuales del CO2 en el Régimen Europeo de Comercio de Derechos de Emisión, que están por debajo de los 50 euros por tonelada.
Sin embargo, si los precios del CO2 y las subvenciones e inversiones en el hidrógeno y las industrias afines siguen impulsando el progreso tecnológico, en 2050 los costes de reducción del CO2 podrían situarse en unos 20 euros para los combustibles líquidos y 270 euros para los gaseosos.
En ese sentido, con el aumento de los precios del CO2, los combustibles basados en el hidrógeno podrían llegar a ser competitivos en cuanto a costes probablemente en 2040, indica el instituto alemán. «Esto es demasiado tarde para los sectores en los que existen alternativas de electrificación directa, dada la urgencia de reducir las emisiones de gases de efecto invernadero para estabilizar el clima», alertan
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