El hidrógeno azul: ¿Un motor para la innovación tecnológica o una carga económica?

Un nuevo análisis realizado por investigadores de la Universidad de Wyoming examina los impactos de los incentivos económicos federales actuales en las tecnologías de producción de hidrógeno azul a gran escala y estima los resultados esperados en los gastos a largo plazo a medida que evolucionan esas vías de producción de hidrógeno.

La investigación, titulada “Evolución tecnológica de la producción de hidrógeno azul a gran escala hacia el Hydrogen Energy Earthshot de EE. UU.“, estuvo dirigida por Haibo Zhai, Roy y Caryl Cline Distinguished Chair in Engineering y profesor en el Colegio de Ingeniería y Ciencias Físicas de la UW. El estudio aparece en la revista Nature Communications, una revista científica de acceso abierto revisada por pares que cubre las ciencias naturales.

Wanying Wu, estudiante de doctorado de Zhai en la UW, fue la autora principal.

Lanzada en 2021, la Iniciativa Energy Earthshots del Departamento de Energía de los Estados Unidos (DOE) apunta a acelerar los avances de soluciones de energía limpia más abundantes, asequibles y confiables dentro de la década al reducir el costo de producción y despliegue de hidrógeno limpio. El objetivo ambicioso del programa es reducir los costos de producción de hidrógeno en un 80 por ciento a $ 1 por kilogramo de hidrógeno en una década.

El nuevo estudio de la UW estima los beneficios económicos de la experiencia de aprendizaje al implementar proyectos de hidrógeno azul a gran escala; evalúa tanto el crédito fiscal 45Q para la captura de carbono como el crédito fiscal 45V para la producción de hidrógeno limpio; y compara el papel económico de los créditos en la promoción de la producción de hidrógeno azul hacia la Iniciativa Hydrogen Energy Earthshots.

“Actualmente, el costo del hidrógeno es alto, especialmente cuando se produce a partir de energías renovables”, dice Zhai. “Sin embargo, el hidrógeno azul, es decir, el hidrógeno producido utilizando combustibles fósiles y emparejado con la captura de carbono, tiene el potencial de reducir significativamente los costos de producción, reducir sustancialmente las emisiones y respaldar nuevas oportunidades económicas en línea con los objetivos de la Iniciativa Energy Earthshots siempre que los incentivos fiscales y la financiación de infraestructura permanezcan disponibles para los desarrolladores de tecnología. Este estudio es una instantánea importante de dónde estamos y dónde podríamos estar en el futuro mientras construimos sistemas de hidrógeno limpio”.

La premisa es que cuanto más prevalentes y avanzados, o “experimentados”, se vuelvan los sistemas de hidrógeno azul a gran escala, más eficientes y asequibles se volverán. Sin embargo, esa es solo una parte del rompecabezas, dice Zhai.

“Aplicamos curvas de experiencia para estimar los costos en evolución de la producción de hidrógeno azul y para examinar más a fondo el efecto económico en la evolución tecnológica de los créditos fiscales del Inflation Reduction Act para la captura de carbono e hidrógeno limpio”, explica. “Concluimos en nuestros modelos que la capacidad de producción acumulativa de equilibrio necesaria para que el hidrógeno azul basado en gas alcance el objetivo de $ 1/kg H₂ del DOE depende en gran medida de los créditos fiscales, los precios del gas natural, las tasas de inflación, las incertidumbres sobre la captura de carbono y las tasas de aprendizaje”.

A pesar de estas incertidumbres, el estudio concluye que la experiencia del despliegue de proyectos de hidrógeno azul será útil para reducir los costos futuros de producción de hidrógeno y seguirá siendo competitiva en costos. Además, junto con los incentivos fiscales ampliados para la captura de carbono, los costos podrían reducirse significativamente aún más.

La financiación del estudio fue posible gracias al Hydrogen Energy Research Center (H₂ERC) en la Escuela de Recursos Energéticos (SER) de la UW y es el resultado directo de la iniciativa “Hidrógeno: Hacer, mover, usar o almacenar” que apoyó Proyectos dirigidos por la facultad de la UW que investigan temas en todos los niveles de la cadena de suministro de hidrógeno. Eugene Holubnyak, director de H₂ERC, también fue un autor colaborador del estudio.

“Me siento privilegiado de haber contribuido a esta importante discusión junto con el Dr. Zhai y la Sra. Wu”, dice Holubnyak. “SER ha tenido la suerte de recibir apoyo del estado de Wyoming para profundizar en la viabilidad de una nueva economía del hidrógeno y llevar a cabo investigaciones importantes sobre métodos de producción de hidrógeno. Este estudio es un gran ejemplo de que ese apoyo tiene un impacto más amplio entre la comunidad científica y nos ayudará a evaluar la vía más competitiva económicamente hacia adelante”.