El hidrógeno verde, la nueva burbuja

Juan Ignacio de la Fuente Rodríguez

El Plan Nacional Integrado de Energía y Clima (PNIEC) persigue una reducción de un 23% de emisiones de gases de efecto invernadero (GEI) respecto a 1990, esto significa que el porcentaje de renovables pasara del 44% hasta alcanzar el 74%, lo que obligará a instalar del orden de 5.400 MW renovables anualmente.

En 2022, el parque generador español, según cifras disponibles a día de hoy, podría acabar el año superando los 117 GW de potencia instalada, un 3,8% superior a la registrada en 2021. Este año, España ha sumado 4,6 nuevos GW de renovables, en concreto 1,2 GW eólicos y 3,4 GW fotovoltaicos (A falta de añadir los últimos coletazos).

Recientemente centenares de proyectos que estaban pendientes de la declaración de impacto ambiental, han obtenido el permiso. Proyectos que estaban en peligro porque Red Eléctrica debería proceder a retirar las autorizaciones a aquellos promotores que no tengan los permisos en regla conforme al RD Ley 23/2020. Somos testigos pasivos de ver cómo el Ejecutivo ha utilizado un “camino corto” o triquiñuela para evitar demandas por daño patrimonial si acaban perdiendo los derechos al punto de acceso.

El acelerón de las autorizaciones permite que España pueda mantener un amplio catálogo de proyectos renovables para su próxima construcción y salvar la ropa cuando el Ministerio de Transición Ecológica presente el próximo 15 de marzo a la Comisión Europea el resultado del primer examen del PNIEC.

Nuestro país está incumpliendo en este momento los objetivos que se marcó en el Plan Nacional Integrado de Energía y Clima y dar carpetazo a una parte importante de proyectos que llevan años de tramitación supondría un golpe en la línea de flotación de la transición energética y la pérdida de una enorme cantidad de inversión. Algunos los hemos visto en el anuncio de “macroproyectos” de hidrógeno verde anunciados a finales del 2022, todos consumidores intensivos de energía renovable.

Transición al hidrógeno verde

Según fuentes oficiales, el consumo actual de este elemento en España para la industria (principalmente en refinerías, metalurgia) se sitúa en torno a las 500.000 t/año, en su mayoría 99,99% a partir de combustibles fósiles como el metano, solo el 0,01 % del total del hidrógeno (50 toneladas anuales) se obtiene a partir de energías renovables

El Gobierno pretende que en 2030 se consuma como mínimo un 25% de forma renovable, es decir, 125.000 t/año, un ambicioso objetivo que espera implementar con ayuda de los fondos europeos destinados a la transición energética.

Teniendo en cuenta que producir 1 kilo de hidrógeno requiere unos 60 kWh y que en términos medios, la fotovoltaica genera unas 2.000 horas al año y la eólica está entre 2.500 y 4.000 horas/año (ninguna tecnología genera 24 horas al día los 365 días del año), para sustituir el total de hidrogeno producido con metano por energías renovables se necesitan 30 TWh, es decir, una media de 12 GW en excedentes renovables no inyectado en la red.

Macroproyectos PtX

Sectores como la industria, el transporte por carretera y por mar, ven como alternativa los combustibles verdes para descarbonizar su negocio, los combustibles Power-to-X (PtX), donde X es el metanol o el amoníaco verde que necesitan, como elemento primario ingentes cantidades de hidrogeno verde y una cadena de valor completa para su transformación.

Somos testigos que en noviembre de 2022 se publicaba con todos los honores que el Gobierno y la compañía danesa Maersk firmaban un acuerdo para producir dos millones de toneladas de metanol verde para el transporte marítimo en 2030. El desarrollo sería en tres fases, en una primera, hasta 2025, se alcanzarían las 200.000 toneladas, para incrementarla hasta el millón de toneladas en 2027 y en 2030 estar ya produciendo esos dos millones de toneladas de metanol verde.

Para producir 2.000.000 toneladas de metanol verde requiere producir una cantidad superior a 400.000 t/a de hidrógeno verde, cuyo impacto en generación renovable para producirlo (60 kWh/kgH2verde) se necesita una energía renovable superior a 24 TWh anuales en excedentes de renovables equivalente a una potencia instalada superior a 10 GW renovable no inyectada en la red.

Conclusión

Resulta paradójico como nuevos acuerdos anunciados para producir de forma masiva biocombustibles PtX basados en el hidrógeno verde para servicio de una ruta comercial Asia-Norte de Europa sea viable antes de alcanzar los objetivos del PNIEC y los objetivos nacionales para descarbonizar nuestra propia industria nacional del hidrógeno, por lo que habría que fijar prioridades al 2030 por este orden:

1. Cumplimiento PNIEC: 23 GW
2. Transformar la industria del hidrógeno fósil en verde: 12 GW
3. Macro proyecto PtX de Maersk: 10 GW

El problema no está en las previsiones y las populares noticias de prensa, el papel lo aguanta todo, el problema estará en la capacidad para construir y llevar a operación comercial 45 GW en energías renovables al 2030 para todos estos fines.

En base a mi experiencia, en construcción de proyectos de generación convencional y renovable, me consta que para construir un ciclo combinado se tarda entre 30-36 meses y para construir una planta fotovoltaica se necesita una media de 9 a 12 meses. Si a esto sumamos que no hay en España empresas EPCistas suficientes, por lo que veo muy comprometidos en programa esos objetivos.

Consumo de agua

Adicionalmente, para producir hidrógeno renovable mediante el proceso de electrólisis el agua debe estar desionizada o desmineralizada. Se necesitan 11 litros de agua para producir 1Kg de H2 verde (9 de agua desionizada y 2 litros restantes se rechazan en este proceso de purificación (se les puede dar cualquier otro uso que no sea su devolución a la red), es decir, necesitamos disponer de unos excedentes hídricos de 4,45 hectómetros cúbicos anuales para producir el hidrógeno verde que necesita Maersk y 5,35 hectómetros cúbicos anuales para transformar la industria del hidrógeno fósil en verde.

A título de ejemplo, teniendo en cuenta que el río más caudaloso de España es el río Ebro, con un caudal de 426 m3/s, significa que tendríamos que destinar todo su caudal exclusivamente para este propósito durante 6,5 h.

En cuanto al suelo requerido para construir 22 GW de plantas fotovoltaicas (compromisos 2 y 3), a razón de 2 h/MW se necesitaría a 44.000 hectáreas, lo que representa unos 440 kilómetros cuadrados de paneles fotovoltaicos al 2030, difícil de “vender” desde el punto de vista social y ecológico.

El tiempo es oro

A corto plazo, si tenemos en cuenta que en la primera fase se quiere producir 200.000 toneladas de metanol para el 2025, esto requiere una planta renovable de 1.200 MW, siendo realista el programa de proyecto no encaja por varios motivos: localizar suelo disponible, hacer el proyecto, estudio arqueológico, estudio de avifauna con un año de antigüedad, solicitar la declaración de impacto ambiental, salir a opinión pública, recibir los informes preceptivos y resolver alegaciones para obtener una Declaración de Impacto Ambiental (DIA) favorable, tendría un plazo no inferior a 3 años. Si a esto añadimos 1 año para la construcción de la planta fotovoltaica y un mínimo de 30 meses para la construcción de la planta de síntesis del metanol, no parece verosímil cumplir el primer hito para el 2025.

Si a esto añadimos que tan complicado como obtener hidrógeno verde es obtener el CO2 necesario para el proceso de síntesis, captura y almacenamiento de carbono (CCS) algunos de los objetivos fijados en la agenda del 2030 quedarán aparcados o abandonados.

Juan Ignacio de la Fuente Rodríguez es ingeniero industrial con más de 30 años de experiencia en construir plantas de generación eléctrica