El hidrógeno verde se perfila como una importante alternativa para enfrentar al cambio climático. Forbes lo ha llamado la "energía del futuro"1 y Goldman Sachs estima que para 2050 el mercado del hidrógeno verde supere los US$11 billones. 2

En América Latina, Chile es uno de los países que va a la vanguardia. En 2020, lanzó su "Estrategia Nacional de Hidrógeno Verde"[3] y, apenas dos años después, se anunciaron varios proyectos, entre ellos: HyEx, que producirá hidrógeno verde para minería; Highly Innovative Fuels (HIF), para generar combustibles basados en hidrógeno verde4; y Antofagasta Energía y Minería Renovable (AMER), que incluirá la construcción y operación de un electrolizador capaz de producir diariamente alrededor de 30 toneladas de hidrógeno verde5.

En Ecuador, el hidrógeno verde ya es considerado un elemento fundamental para la transición energética descarbonizada6 y se empezará a trabajar7 en una hoja de ruta8 para su implementación.

El presente artículo desarrolla su concepto, revisa sus desafíos y arriba a algunas conclusiones.

I. Hidrógeno verde

El hidrógeno es ".el elemento químico más ligero que existe, su átomo está formado por un protón y un electrón y es estable en forma de molécula diatómica (H2)" 9. No se encuentra aislado en la naturaleza, sino con otros elementos como el oxígeno (H2O) o el carbono (formando compuestos orgánicos)10. Por tanto, el hidrógeno no puede tomarse directamente y tiene que ser producido11.

De acuerdo con la Agencia Internacional de Energías Renovables12 o IRENA por sus siglas en inglés (en adelante, "IRENA"), la producción de hidrógeno puede realizarse por múltiples procesos, a los cuales se les ha asignado una nomenclatura de color para diferenciarlos:

  • El hidrógeno gris es aquel producido con combustibles fósiles (p.ej. a partir del metano mediante el reformado con vapor o Steam reforming, o la gasificación del carbón) y su uso genera importantes emisiones de CO2. Alrededor del 95% del total de la producción mundial de hidrógeno es gris.
  • El hidrógeno azul es el hidrógeno gris, que ha incluido la captura y almacenamiento de las emisiones de CO2. Sin embargo, estudios demuestran que dicha captura y almacenamiento tiene una eficiencia entre el 85% y 95%, en el mejor de los escenarios, por lo que emite entre 5% y 15% de CO2. Por tanto, reduce las emisiones, pero no las elimina.
  • El hidrógeno verde es aquel producido a través de procesos que utilizan únicamente energías renovables y no generan emisiones de CO2, por lo que contribuye significativamente a enfrentar el cambio climático. La electrólisis es el proceso más maduro y consolidado en el mercado. Consiste13 en descomponer las moléculas de agua (H2O) en oxígeno e hidrógeno14 a través de un electrolizador15 que se alimenta de energía eléctrica proveniente de fuentes renovables (p.ej. eólica, solar, etc.). Existen otros procesos (p.ej. gasificación de la biomasa, pirólisis, división termoquímica del agua, fotocatálisis, fermentación oscura combinada, entre otros), pero aún no han alcanzado una escala comercial, por lo que no son considerados dentro de este artículo.

Como se aprecia, la diferencia no está en el hidrógeno, sino en el método para producción.

La campaña Race to Zero16 de la Convención Marco de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático17 busca disminuir hasta 2050 ". las emisiones de gases de efecto invernadero hasta dejarlas lo más cerca posible de emisiones nulas."18. Para lograrlo, entre otras cosas, será necesario sustituir los combustibles fósiles por alternativas renovables que puedan cubrir la demanda energética mundial19. Entre esas alternativas se contempla al hidrógeno verde20, cuya industria, hasta 2050, podría lograr ".una disminución de 6.000 millones de toneladas de gases de efecto invernadero."21

Debido a los beneficios ambientales que conlleva el hidrógeno verde, sus usos se han ampliado o se proyectan ampliar a sectores en donde pueda generar mayor valor. Inicialmente22, el uso del hidrógeno verde se limitó a vehículos livianos basados en pilas de combustible (o FCEV por sus siglas en inglés). Hoy se usa y se proyectan destinar grandes cantidades de hidrógeno verde a industrias que generan grandes emisiones de CO2 que son difíciles de mitigar, entre ellas: la siderurgia, refinación de petróleo, transporte marítimo y aéreo 232425.

Así, la compañía sueca SSAB 26 usa hidrógeno verde en lugar de carbón para producir "acero verde", y sostiene que reduciría hasta un 10% de sus emisiones anuales de CO227. Shell invertirá en la construcción de un proyecto en Rotterdam, para producir alrededor de 60 toneladas de hidrógeno verde por día, y destinarlo a la refinación de petróleo28.

Adicionalmente, el hidrógeno verde puede ser almacenado por largos periodos y, posteriormente, utilizado para generar energía eléctrica29. Aces Delta, una joint venture entre Mitsubishi Power Americas y Magnum Development LLC, se ha propuesto construir ".la mayor instalación ecológica de producción y almacenamiento de hidrógeno del mundo" 30 en Delta, Utah.

II. Desafíos

El mayor desafío que enfrenta el hidrógeno verde es reducir su alto costo de producción, que depende, principalmente, de los costes de capital de la electrólisis y el precio de la energía eléctrica utilizada para dicha producción. En 2019, la producción de hidrógeno verde era entre dos y tres veces más costosa que la del hidrógeno gris31.

Sin embargo, existe una tendencia de reducción de los precios de la electricidad producida mediante fuentes renovables y los costes de capital de la electrólisis, de manera que se espera la reducción de los costos de producción del hidrógeno verde. Al respecto, la consultora Wood Mackenzie publicó un informe que sugiere que los costos se reducirán hasta un 64% para 203032.

Otro desafío es la falta de infraestructura para el transporte y almacenamiento de hidrógeno verde. En 2020, en todo el mundo, existían solo 5.000 kilómetros de tuberías de transmisión de hidrogeno verde y más de 3 millones de kilómetros para gas natural. Por tanto, es necesaria la creación de nueva infraestructura o adecuar la existente en lo posible33 .

Será necesario también que la humanidad reconozca el valor del hidrógeno verde en la lucha contra el cambio climático, para así generar suficiente demanda que justifique el desarrollo de la industria.

Para enfrentar estos desafíos e impulsar la generación y el consumo del hidrógeno verde será necesario desarrollar, entre otras cosas, un marco jurídico adecuado.

En Ecuador, conforme el numeral 7 y 11 del artículo 261 de la Constitución, el Estado tiene competencia exclusiva sobre los recursos naturales y energéticos. Además, según el artículo 313 le corresponde al Estado administrar, regular, controlar y gestionar los sectores estratégicos que incluye, entre otros, a la energía en todas sus formas.

La Ley Orgánica del Servicio Público de Energía Eléctrica y su Reglamento regulan el desarrollo, financiamiento, operación y comercialización de energía eléctrica en el Ecuador, incluyendo la promoción y ejecución de proyectos energéticos basados en fuentes de energía renovable, que serían la base para la producción del hidrógeno verde por electrólisis.

Sin embargo, en el ordenamiento jurídico ecuatoriano no existe una regulación específica sobre hidrógeno verde. Por tanto, es necesario estructurar un régimen legal efectivo que aborde íntegramente toda su cadena de valor y promueva su producción (a través de electrólisis u otros procesos), distribución y uso. Dicho régimen debe incluir compromisos de corto y largo plazo que brinden seguridad e impulso al sector privado para asumir el riesgo de invertir en esta nueva industria, así como incentivos fiscales, financieros o beneficios asociados para atraer dicha inversión.

En este marco jurídico, se recomienda, entre otras cosas, los lineamientos que constan debajo y que deben acoplarse a la realidad de cada país:

  1. Identificar prioridades. Si un país cuenta con suficientes fuentes de energía renovable, podrá centrar su actividad en la generación de hidrógeno verde a un costo competitivo, mientras que en otros casos será mejor importarlo.
  2. Identificar aplicaciones o usos que generen mayor valor. No tiene sentido usar el hidrógeno verde en sectores en los que existen alternativas eficientes y más baratas. De ahí que su uso se centra en sectores difíciles de mitigar (o "hard to abate") como la siderurgia, el transporte marítimo y aéreo.
  3. Facilitar y promover el flujo de capital para la creación, expansión o reutilización de infraestructura para el hidrógeno verde, así como la manufactura o importación e instalación de las tecnologías que permiten su producción (p.ej. electrolizadores, que son los dispositivos que permiten generar el proceso de la electrólisis de manera controlada).
  4. Establecer rebajas fiscales para compensar la competencia de aquellas jurisdicciones en donde la producción hidrógeno gris siga siendo atractiva.
  5. Promover el cambio al hidrógeno verde, a través de préstamos o fondos dedicados a esa industria; precios o tarifas especiales al hidrógeno verde; impulsar el mercado de productos "verdes".

III. Resumen

El hidrogeno verde podría ayudar en la lucha contra el cambio climático. Además, si la industria se desarrolla como esperado, podrían obtenerse beneficios sociales y económicos, pues se promovería el desarrollo de competencias y capital humano, así como la diversificación productiva, la creación de empleos e inversión.

El éxito del hidrógeno verde puede variar según la realidad y objetivos de cada país. El interés en el hidrógeno verde puede ser mayor o menor y, por ende, las proyecciones pueden ser más o menos optimistas.

En cualquier caso, la lucha contra el cambio climático, la reducción de los costes de capital de la electrólisis y el precio de la energía eléctrica de fuentes renovables ha generado un escenario favorable para el desarrollo del hidrógeno verde alrededor del mundo, que puede ser impulsado a través de un marco jurídico efectivo.

En Ecuador es necesario estructurar un régimen legal que, acoplado a su realidad y objetivos, aborde toda la cadena de valor del hidrógeno verde, de manera que se brinde seguridad jurídica e incentivos o beneficios claros a la inversión privada.

1. BBC, Hidrógeno verde: 6 países que lideran la producción de una de las «energías del futuro» (y cuál es el único latinoamericano), 31 de marzo de 2021, https://www.bbc.com/mundo/noticias-56531777

2. BBC, Energías renovables: qué son los hidrógenos verde, azul y negro (y por qué se invierten miles de millones en 2 de ellos), 26 de agosto de 2020, https://www.bbc.com/mundo/noticias-53925884

3. Ministerio de Energía de Chile, Estrategia Nacional de Hidrógeno Verde, noviembre de 2020, https://fch.cl/wp-content/uploads/2021/07/estrategia_nacional_de_hidrogeno_verde_-_chile.pdf

4. BBC, Hidrógeno verde: 6 países que lideran la producción de una de las «energías del futuro» (y cuál es el único latinoamericano), 31 de marzo de 2021, https://www.bbc.com/mundo/noticias-56531777

5. H2 Business News, Air Liquide desarrollará un gran electrolizador de hidrógeno renovable para Chile, 15 de agosto de 2022, https://h2businessnews.com/air-liquide-desarrollara-un-gran-electrolizador-de-hidrogeno-renovable-para-chile/

6. CELEC EP, Ecuador ofrece oportunidades de inversión en torno al hidrógeno verde, a través de la generación de energías renovables 26-mayo-2022, 8 de junio de 2022,https://www.celec.gob.ec/electroguayas/index.php/sala-de-prensa-2/noticias/773-ecuador-ofrece-oportunidades-de-inversion-en-torno-al-hidrogeno-verde-a-traves-de-la-generacion-de-energias-renovables-26-mayo-2022

7. Vistazo, Hidrógeno verde, prometedora solución para la descarbonización, 2 de septiembre de 2022, https://www.vistazo.com/enfoque/hidrogeno-verde-prometedora-solucion-para-la-descarbonizacion-FK2927667

8. H2LAC, Ecuador tendrá su propia hoja de ruta y estrategia nacional para el hidrógeno verde, 27 de abril de 2022, https://h2lac.org/noticias/ecuador-tendra-su-propia-hoja-de-ruta-y-estrategia-nacional-para-el-hidrogeno-verde/

9. Centro Nacional del Hidrógeno, El hidrógeno, visitado el 26 de septiembre de 2022, https://www.cnh2.es/el-hidrogeno/,

10. Centro Nacional del Hidrógeno, El hidrógeno, visitado el 26 de septiembre de 2022, https://www.cnh2.es/el-hidrogeno/,

11. Ibidem.

12. IRENA, Hydrogen: A renewable energy perspective, septiembre de 2019, https://www.irena.org/publications/2019/Sep/Hydrogen-A-renewable-energy-perspective

13. BBC, Energías renovables: qué son los hidrógenos verde, azul y negro (y por qué se invierten miles de millones en 2 de ellos), 26 de agosto de 2020, https://www.bbc.com/mundo/noticias-53925884

14. Fundación Chile, Una oportunidad estratégica para Chile: hidrógeno verde, visitado el 29 de septiembre de 2022, https://fch.cl/iniciativa/hidrogeno-verde/

15. BBC, Hidrógeno verde: 6 países que lideran la producción de una de las «energías del futuro» (y cuál es el único latinoamericano), 31 de marzo de 2021, https://www.bbc.com/mundo/noticias-56531777

16. Está campaña representa a 1.049 ciudades, 67 regiones, 5.235 empresas, 441 de los mayores inversores y 1.039 instituciones de educación superior, provenientes de un total de 120 paises. Al respecto, se puede consultar: https://unfccc.int/climate-action/race-to-zero-campaign

17. Naciones Unidas, Race To Zero Campaign, visitado el 29 de septiembre de 2022, https://unfccc.int/es/node/227769

18. Naciones Unidas, Llegar a las emisiones netas cero:

el mundo se compromete a tomar medidas, visitado el 29 de septiembre de 2022, https://www.un.org/es/climatechange/net-zero-coalition

19. La República, Un país con futuro en el hidrógeno verde, 31 e agosto de 2022, https://www.larepublica.co/especiales/camino-a-la-sostenibilidad/un-pais-con-futuro-en-el-hidrogeno-verde-3436269

20. Ibidem.

21. CELEC EP, Ecuador ofrece oportunidades de inversión en torno al hidrógeno verde, a través de la generación de energías renovables 26-mayo-2022, 8 de junio de 2022,https://www.celec.gob.ec/electroguayas/index.php/sala-de-prensa-2/noticias/773-ecuador-ofrece-oportunidades-de-inversion-en-torno-al-hidrogeno-verde-a-traves-de-la-generacion-de-energias-renovables-26-mayo-2022

22. IRENA, Green hydrogen: A guide to policy making, noviembre de 2020, https://www.irena.org/publications/2020/Nov/Green-hydrogen.

23. EKOS, Hidrógeno verde: ¿Qué es y por qué lo llaman la energía del futuro? , 1 de junio de 2022, https://www.ekosnegocios.com/articulo/hidrogeno-verde-que-es-y-por-que-lo-llaman-la-energia-del-futuro

24. BBC, Energías renovables: qué son los hidrógenos verde, azul y negro (y por qué se invierten miles de millones en 2 de ellos), 26 de agosto de 2020, https://www.bbc.com/mundo/noticias-53925884

25. Fundación Chile, Una oportunidad estratégica para Chile: hidrógeno verde, visitado el 29 de septiembre de 2022, https://fch.cl/iniciativa/hidrogeno-verde/

26. SSAB, About SSAB, visitado el 29 de septiembre de 2022, https://www.ssab.com/en/company/about-ssab

27. EKOS, Hidrógeno verde: ¿Qué es y por qué lo llaman la energía del futuro? , 1 de junio de 2022, https://www.ekosnegocios.com/articulo/hidrogeno-verde-que-es-y-por-que-lo-llaman-la-energia-del-futuro

28. H2Businessnews, Shell: «El hidrógeno verde costará menos que el azul de origen fósil», 10 de agosto de 2022, https://h2businessnews.com/shell-el-hidrogeno-verde-costara-menos-que-el-azul-de-origen-fosil/

29. IRENA, Green hydrogen: A guide to policy making, noviembre de 2020, https://www.irena.org/publications/2020/Nov/Green-hydrogen.

30. H2Businessnews, Construyen el mayor royecto de almacenamiento subterráneo de hidrógeno del mundo, 8 de agosto de 2022, https://h2businessnews.com/construyen-el-mayor-proyecto-de-almacenamiento-subterraneo-de-hidrogeno-del-mundo/

31. IRENA, Hydrogen: A renewable energy perspective, septiembre de 2019, https://www.irena.org/publications/2019/Sep/Hydrogen-A-renewable-energy-perspective

32. BBC, Hidrógeno verde: 6 países que lideran la producción de una de las «energías del futuro» (y cuál es el único latinoamericano), 31 de marzo de 2021, https://www.bbc.com/mundo/noticias-56531777

33. Al respecto, IRENA señala lo siguiente: "One option would be repurposing pipelines currently dedicated to fossil gas for the transport of green hydrogen. Repurposing pipelines may involve the replacement of valves, regulators, compressors and metering devices, but, in some cases, depending on the pipeline material, it could also require replacement of the actual pipelines." IRENA, Green Hydrogen Supply: A guide to policy making, mayo de 2021, p. 15, https://irena.org/-/media/Files/IRENA/Agency/Publication/2021/May/IRENA_Green_Hydrogen_Supply_2021.pdf

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