En la Estrategia y Hoja de Ruta Nacional de Hidrógeno Limpio, el Departamento de Energía de EE.UU. establece objetivos ambiciosos para utilizar hidrógeno limpio para descarbonizar algunas de las industrias más difíciles de reducir, como la producción de amoníaco, el refinado y los combustibles electrónicos para la aviación, el transporte por carretera de largo alcance y el transporte marítimo.
La hoja de ruta establece objetivos para que EE.UU. produzca 10 millones de toneladas métricas al año de hidrógeno limpio para 2030, 20 MMT anuales para 2040 y 50 MMT anuales para 2050. El Hydrogen Energy Earthshot se lanzó en 2021 con un objetivo adicional “1-1-1”: un costo de 1 dólar por 1 kilogramo de hidrógeno limpio en una década.
Tenemos seis años para alcanzar la meta de 10 millones de toneladas métricas de hidrógeno limpio, y todavía queda mucho por hacer para lograrlo. A continuación, se enumeran siete desafíos clave que EE.UU. debe abordar durante ese tiempo para maximizar los beneficios del hidrógeno verde:
- Impulso a la demanda de hidrógeno limpio
Las industrias pueden reducir las emisiones si cambian el hidrógeno “gris” por hidrógeno limpio. El hidrógeno limpio se utiliza para el amoníaco y otras materias primas químicas, la desulfuración del petróleo y los combustibles renovables. Sin embargo, a diferencia de las Normas de Cartera de Energías Renovables estatales, que impulsaron a las empresas de servicios públicos a comprar más energía renovable en unos 30 estados, casi no hay impulsores de demanda de ese tipo que obliguen a las industrias del gráfico anterior a hacer el cambio. ¿Qué requisitos adicionales para la descarbonización harán que estas empresas sean responsables del cambio?
- Aumentar la oferta de electricidad renovable
Los promotores anuncian cada año más proyectos eólicos y solares, pero la cola de interconexión se ha hecho cada vez más larga. Actualmente, más de 2 TW de proyectos eólicos, solares y de almacenamiento están esperando para conectarse. Una parte importante de los proyectos anunciados nunca cruzan la línea de meta porque deben esperar demasiado tiempo para conectarse a la red. Para maximizar el impacto del hidrógeno verde, debemos abordar este cuello de botella ampliando rápidamente nuestra infraestructura de transmisión para llevar electricidad limpia a los sitios donde se utilizará el hidrógeno.
- Creación de un sector manufacturero y una cadena de suministro “hechos en EE.UU.”
Para que el hidrógeno verde esté ampliamente disponible en todo el país será necesario que EE.UU. produzca paneles solares, turbinas eólicas y electrolizadores a mayor escala para dividir las moléculas de agua en hidrógeno y oxígeno. La Ley de Reducción de la Inflación contiene muchas disposiciones para ayudar a poner en marcha un ecosistema de producción estadounidense, desde la minería y el refinado de minerales críticos hasta la fabricación avanzada.
Hace quince años, los incentivos fiscales ampliaron rápidamente el abanico de anuncios de nuevos proyectos y los fabricantes respondieron estableciendo plantas de producción en zonas con un desarrollo concentrado de energía eólica.
La Ley de Reducción de la Inflación está teniendo un efecto similar en el hidrógeno verde. Se anuncian plantas de fabricación de electrolizadores en todo EE.UU. El presidente Biden visitó recientemente la nueva fábrica de Cummins en Fridley, Minnesota. Los trabajadores que antes fabricaban motores diésel ahora producirán 500 MW por año de capacidad de electrolizadores. Electric Hydrogen también anunció recientemente que están aumentando la producción de electrolizadores en Devens, Massachusetts, para alcanzar 1,2 GW de capacidad a principios del próximo año.
- Mayor desarrollo tecnológico para seguir reduciendo costes
Para garantizar que los costos del hidrógeno verde sigan bajando con el tiempo, necesitaremos algo más que incentivos financieros directos. Debemos apoyar la investigación y el desarrollo para que los electrolizadores sean aún más eficientes. Las tecnologías futuras en desarrollo incluyen celdas de electrólisis de óxido sólido y electrólisis de membrana de intercambio aniónico. Ambas tienen el potencial de aumentar la eficiencia de los electrolizadores en un 40% o más. A medida que los electrolizadores se vuelvan más eficientes, se podrá producir hidrógeno con menos electricidad, lo que mejorará la economía y hará que el hidrógeno sea atractivo para una gama más amplia de industrias.
- Ampliación de tuberías y líneas eléctricas
Una forma de hacer accesible el hidrógeno limpio es construir una red de tuberías para transportarlo por todo el país. Se pueden mezclar pequeñas cantidades de hidrógeno en las tuberías de gas natural existentes. Si se utilizan porcentajes más altos, se requerirían grandes reformas o se tendrían que construir nuevas tuberías para transportar volúmenes mayores. El hidrógeno verde se puede producir en el punto de uso, lo que reduce la necesidad de construir tuberías. Las mejoras en las redes eléctricas pueden garantizar que haya suficiente electricidad renovable disponible.
- Desarrollo de normas internacionales comunes
A medida que los países de todo el mundo desarrollen sus propios estándares, la unión en torno a definiciones comunes permitirá exportar hidrógeno limpio a todo el mundo. En algunos países, los electrolizadores deben conectarse directamente a la electricidad renovable. Sin embargo, dados los altos costos de transportar el hidrógeno a donde se utilizará, un enfoque mejor permitiría a los productores de hidrógeno verde celebrar acuerdos virtuales de compra de energía para “transportar” electricidad limpia a través de las redes eléctricas. A finales de este verano, se emitirán nuevos requisitos del IRS que establecerán los criterios que un proyecto deberá cumplir para calificar para el crédito fiscal a la producción creado por la Ley de Reducción de la Inflación.
- Mantener los riesgos bajos y la bancabilidad alta
El paso final es garantizar que los desarrolladores de hidrógeno verde, los fabricantes de electrolizadores y otras partes interesadas clave tengan acceso al capital en la escala necesaria. Los gobiernos pueden reducir la incertidumbre y el riesgo garantizando una orientación clara sobre incentivos, normas y objetivos bien comunicados, lo que hará que los proyectos de hidrógeno limpio sean más atractivos para los inversores.
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