Cómo se realiza el transporte del hidrógeno verde

Las expectativas por el uso del hidrógeno verde como sustituto de los combustibles fósiles son bastantes altas, aun existiendo cierta incertidumbre sobre los sectores en los que se utilizará.

 

La industria, el transporte de mercancías y el almacenamiento estacional de electricidad son los principales candidatos, teniendo como expectativa que el hidrógeno verde proporcione entre el 13-25% de la demanda mundial de energía en el 2050.

 

En un primer momento, es lógico esperar que el uso del hidrógeno verde venga a sustituir al hidrógeno gris en sus aplicaciones actuales, jugando un papel fundamental en industrias intensivas en energía, como la acerera o la química, y en el transporte aéreo y marítimo.

 

Otro rol importante del hidrógeno será en el almacenamiento, sirviendo para equilibrar la red eléctrica en un sistema 100% renovable: el excedente de generación (p.ej. en solar) se utiliza para producir hidrógeno por electrólisis y este de reconvierte en electricidad durante los picos de demanda, mediante combustión en turbinas de gas o a través de las pilas de combustible.

 

Otros sectores en los que se espera aprovechar el hidrógeno renovable como alternativa energética para la descarbonización son el transporte pesado de mercancías por carretera y ferrocarril, industrias que requieren de elevadas temperaturas en sus procesos productivos (cemento, cerámica, siderurgia, etc.) y los sistemas de calefacción residenciales.

 

A corto plazo, también se espera llevar a cabo el “blending” o introducción de pequeños niveles de hidrógeno verde (5-20%) en la red gasista. Esto causaría una demanda a corto plazo de este gas renovable y la reducción de emisiones de carbono.

 

Este incremento en la demanda de hidrógeno renovable requerirá del establecimiento de una cadena de valor geográficamente dispersa, tanto dentro de los propios países como a nivel global.

 

Su producción se verá multiplicada en lugares con mayores recursos renovables, que constituirán el grupo de países exportadores (Australia, Chile, España, Marruecos y Oriente Medio), para ser transportado a países importadores, altamente poblados e industrializados (p.ej. Alemania, Corea del Sur o Japón).

 

Atendiendo a esta distribución entre producción y aumento esperado de la demanda, el transporte del hidrógeno renovable va a suponer un factor clave para el éxito de su papel en la descarbonización de la economía, teniendo varios retos que afrontar.

Medios para realizar el transporte de hidrógeno renovable

El transporte internacional del hidrógeno puede llevarse a cabo por medio de camiones, gasoductos o barcos. Para ello, debe comprimirse o licuarse, o bien ser transportado mediante líquidos orgánicos portadores de hidrógeno (LOHC) y amoniaco.

 

El transporte del hidrógeno por carretera mediante camiones se puede realizar comprimido o licuado, y en el caso de gasoductos, mediante su compresión. Para esto último, existen ya unos 5.000 km de gasoductos dedicados al transporte de este gas renovable.

 

En cuanto al transporte en barco, la propuesta inicial es la de hacer el transporte del gas licuado para aprovechar mejor el volumen de carga de los buques, siendo una tecnología aún en desarrollo.

 

Otras opciones que se barajan para el transporte en barco son mediante LOHC y amoniaco.

 

El LOHC consiste en cargar de hidrógeno un compuesto orgánico que sea capaz de absorberlo y transportarlo de este modo hasta su momento de uso final.

 

Los compuestos orgánicos que destacan para la absorción del hidrógeno son el tolueno, que es tóxico, y el dibenciltolueno, que no es tóxico, pero sí de mayor coste.

 

Además, emplear el LOHC requiere de reacciones químicas para que se produzca, tanto la absorción del hidrógeno como su posterior liberación, y el transporte de vuelta del compuesto orgánico al lugar de origen.

 

Se trata de una tecnología en fases iniciales de desarrollo.

 

La otra opción, la conversión del hidrógeno a amoniaco para su transporte en barco, se ha convertido en la principal alternativa para el transporte a larga distancia.

 

Esta conversión implica menos costes que la licuefacción del hidrógeno y su mayor densidad energética reduce los costes de transporte. Además, cuenta con un comercio internacional del amoniaco desarrollado desde hace muchos años, por lo que se dispone de experiencia e infraestructura para ello.

 

Los contras que hay que tener en cuenta son la toxicidad del amoniaco, que limita sus usos potenciales y el transporte en volúmenes pequeños, y el coste de la reconversión en hidrógeno.

 

Ventajas y desventajas de los diferentes medios de transporte del hidrógeno.

El transporte por barco va a resultar el medio más ventajoso en cuanto a costes cuando se trata de mayores distancias y menor volumen.

 

Esto es así, porque al aumentar la distancia en el transporte marítimo, aunque aumenta el coste de combustibles, pero se mantienen constantes otros costes relevantes, como el número de barcos, los costes de conversión a amoniaco y de reconversión a hidrógeno.

 

En el caso del transporte por gasoducto, a mayor distancia, mayor son los costes por la longitud de las tuberías y por la compresión del gas renovable.

 

Ahora bien, esta opción si es ventajosa a mayor volumen de gas renovable a transportar debido a sus mejores economías de escala: el coste de los terrenos, la cantidad de metal y mano de obra necesarios para construir la tubería aumentan en menor proporción al volumen.

 

Si valoramos las ventajas y desventajas respecto a la seguridad del suministro, encontramos que el transporte por barco es el que sale ganando:

 

El comercio solo depende de los países exportadores e importadores, sin países que se encuentren geográficamente entre ellos, y de poseer las pertinentes terminales de carga y recepción de amoniaco.

La infraestructura para el comercio internacional del amoniaco ya existe y puede emplearse para el amoniaco limpio procedente de la conversión del hidrógeno. En el caso de las terminales de reconversión, su construcción resulta más rápida que los gasoductos de hidrógeno internacionales.

El aumento de la demanda actual de hidrógeno por los problemas de suministro del gas por la guerra de Ucrania hace que la infraestructura actual de gasoductos resulte insuficiente, y la construcción de nuevos gasoductos conlleva largos tiempos de planificación y desarrollo.

Teniendo en cuenta todos estos factores, la solución óptima para el transporte del hidrógeno verde pasa por desarrollar un sistema combinado de transporte en barco, en forma de amoniaco, y por gasoductos. De forma similar a como tiene lugar el transporte de gas natural.

La iniciativa European Hydrogen Backbone para el transporte del hidrógeno en Europa.

Ante el aumento de la demanda y para poder cumplir con los objetivos de suministro de hidrógeno renovable para 2030, la Comisión Europea, a través del plan REPowerEU, ha proyectado la creación de cinco corredores de gasoductos a gran escala.

 

Estos gasoductos conectarán la oferta y demanda nacional de Europa, aunque en un futuro se espera que conecte también las diferentes regiones europeas y países vecinos, con el consiguiente potencial de exportación de hidrógeno a bajo coste.

 

Esta iniciativa se conoce como European Hydrogen Backbone y está impulsada por 31 TSOs (Transmission System Operator).

 

El objetivo de la iniciativa es acelerar la descarbonización de Europa a través de las infraestructuras gasistas existentes y la creación de nuevas aptas para el hidrógeno.

 

Así, se pretende contribuir a la independencia energética europea y a la seguridad del suministro, al tiempo que se desarrolla un mercado paneuropeo competitivo para el hidrógeno renovable.