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(Noticias de Nanowerk) El hidrógeno verde de la electricidad renovable y los combustibles electrónicos derivados son especialmente valiosos para lograr la neutralidad en carbono. Pueden reemplazar a los combustibles fósiles en la industria o el transporte de larga distancia donde la electrificación directa no es posible.
Pero incluso con las capacidades de producción creciendo tan rápido como la eólica y la solar, los campeones del crecimiento, los suministros de hidrógeno verde siguen siendo escasos a corto plazo e inciertos a largo plazo, según un nuevo análisis publicado en la revista. energía de la naturaleza («Espacio de factibilidad probabilística de aumentar el suministro de hidrógeno verde»).
Se espera que el hidrógeno verde proporcione menos del 1% de la energía final a nivel mundial para 2035, mientras que la Unión Europea podría alcanzar la marca del 1% un poco antes, alrededor de 2030.
En particular, el plan de la UE para 2030 de proporcionar 10 millones de toneladas de hidrógeno verde con capacidad interna estará fuera de alcance a menos que los responsables políticos puedan fomentar un crecimiento sin precedentes en las tecnologías energéticas.
Es más probable que se produzca un avance hacia mayores acciones de hidrógeno verde para 2040, pero existen grandes incertidumbres que aumentan los riesgos de inversión actuales. Sin embargo, la historia muestra que las medidas políticas de emergencia podrían resultar en tasas de crecimiento mucho más altas, acelerando el avance y aumentando la probabilidad de disponibilidad futura de hidrógeno.
Ha provocado una ola de entusiasmo en los últimos años y desempeña un papel fundamental en la facilitación de muchos escenarios de emisiones netas cero: el hidrógeno verde y los combustibles electrónicos derivados se basan en electricidad renovable y se fabrican a través de un proceso llamado electrólisis, que transforma las moléculas de agua en H2O. dividirse en hidrógeno y oxígeno.
“Gran parte del debate y la investigación en torno al hidrógeno gira en torno a cuestiones del lado de la demanda de aplicaciones, mercados y sectores adecuados. Sin embargo, hasta ahora, ningún estudio ha analizado el cuello de botella de las posibles vías de expansión de la electrólisis, una tecnología de suministro en pañales que necesita innovación y difusión rápidas para liberar su potencial para la protección del clima», explica el autor principal, Adrian Odenweller, del Instituto de Potsdam. para la Investigación de Impactos Climáticos (PIK) explicó.
El avance del hidrógeno verde no es una cuestión de rutina: se requiere una acción política decisiva
Los electrolizadores de hoy en día son en su mayoría pequeños y fabricados individualmente; Aún así, la capacidad global debe crecer de 6000 a 8000 veces para 2050 para contribuir a escenarios de neutralidad climática compatibles con el Acuerdo de París. Esto empequeñece el aumento de 10 veces requerido simultáneamente en energía renovable que está fácilmente disponible y es económica.
Usando una simulación por computadora de la difusión de tecnologías energéticas y explorando miles de mundos posibles, el equipo de investigación profundizó en la probabilidad y viabilidad de aumentar las capacidades de electrólisis.
“El éxito generalizado del hidrógeno verde no es una cuestión de rutina. Incluso si las capacidades de electrólisis están creciendo tan rápido como la energía eólica y solar, existe una fuerte evidencia de escasez a corto plazo e incertidumbre a largo plazo con respecto a la disponibilidad de hidrógeno verde”, dice Falko Ueckerdt, coautor de PIK. “Ambos obstaculizan las inversiones en el uso final y la infraestructura del hidrógeno, reducen el potencial del hidrógeno verde y ponen en peligro los objetivos climáticos. Si bien esto podría hacer que el hidrógeno verde sea una apuesta arriesgada desde una perspectiva política, las analogías históricas sugieren que las políticas de emergencia podrían fomentar tasas de crecimiento mucho más altas, acelerar el avance y aumentar la probabilidad de disponibilidad futura de hidrógeno”.
Tales análogos incluyen situaciones de movilización en tiempo de guerra (p. ej., aviones de EE. UU. o Liberty Ships de la Segunda Guerra Mundial), inversión pública masiva y coordinación centralizada (p. ej., energía nuclear en Francia o trenes de alta velocidad en China), o despliegue impulsado por el mercado de TI modular de trenes de alta velocidad. Innovaciones con poco esfuerzo de coordinación (por ejemplo, hosts de Internet o teléfonos inteligentes).
Invierta capital político con conocimiento creciente, equilibre los riesgos restantes
El conocimiento sobre el hidrógeno, desde la disponibilidad hasta los costos, crecerá muy rápidamente en los próximos años, argumentan los autores. Fomentar la inversión rápida en cadenas de suministro de hidrógeno verde que permitan tasas de crecimiento inusualmente altas de electrólisis expandiría el espacio de viabilidad más allá de lo que se ha experimentado para análogos de energía como la eólica y la solar.
“Esto podría romper el círculo vicioso de oferta incierta, demanda insuficiente e infraestructura incompleta y convertirlo en un mecanismo de retroalimentación positiva, con cada componente apoyando al otro. La escasez a corto plazo y la incertidumbre a largo plazo son dos caras de la misma moneda y podrían resolverse juntas mediante un apoyo político más fuerte que inspire expectativas compartidas de crecimiento rápido”, dice el coautor Gregory Nemet de la Universidad de Wisconsin-Madison.
Según el estudio, las políticas que catalizan el despliegue rápido de electrolizadores a escala de gigavatios en los próximos años podrían ayudar a desbloquear una innovación significativa y efectos de escala, y permitir que el hidrógeno verde satisfaga la demanda en sectores críticos para la electrificación directa no son accesibles. Junto con la expansión de la electricidad renovable, podría mantener la ventana abierta para un papel más amplio y destacado del hidrógeno en un sistema de energía neutral para el clima.
Sin embargo, los políticos deben ser conscientes de que existe el riesgo de que se sobreestime el potencial del hidrógeno verde, afirma el coautor de PIK, Gunnar Luderer: «Incluso con desarrollos favorables en el futuro previsible, el suministro de hidrógeno será demasiado escaso para permitir que el uso de combustibles fósiles Combustibles para reemplazar a gran escala.
Los formuladores de políticas deberían priorizar los incentivos del hidrógeno en sectores donde no hay otras alternativas, como B. en la industria pesada (por ejemplo, acero) o en horas con baja generación de energía eólica y solar. Sin embargo, el hidrógeno no puede utilizarse como excusa para retrasar la introducción de otras opciones limpias fácilmente disponibles, como la movilidad eléctrica o las bombas de calor. Para reducir efectivamente las emisiones de gases de efecto invernadero y limitar los riesgos climáticos, necesitamos escalar todas las tecnologías clave de cero carbono a toda velocidad”.
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