Una economía 'net zero' es posible con electrificación renovable e hidrógeno verde

La Energy Transitions Commission (ETC), una coalición integrada por más de 45 líderes de empresas globales productoras de energía, industrias energéticas, instituciones financieras y defensores del medio ambiente, ha publicado dos nuevos informes que analizan la viabilidad de lograr una economía de cero emisiones netas de gases de efecto invernadero (GEI) para 2050.

En la ETC se integran empresas tan influyentes como ArcelorMittal, Bank of America, BP, Development Research Center of the State Council of China, EBRD, HSBC, Iberdrola, Ørsted, Shell, Longi Solar, Tata Group, Volvo Group y el World Resources Institute, entre otros.

En los informes se detallan las acciones necesarias en la próxima década para alcanzar el objetivo de la descarbonización y se llegan a varias conclusiones.

La primera es que la electrificación limpia estará en el centro de esta transformación, por la rápida caída de los costes de las energías renovables, con un papel complementario de la tecnología de hidrógeno limpio en sectores difíciles o imposibles de electrificar.

El informe ‘Making Clean Electrification Possible: 30 years to electrify the global economy’ establece por qué es esencial, pero también factible y asequible, multiplicar por cinco el tamaño del sistema eléctrico mundial, mientras se produce el cambio hacia una electricidad basada en energías renovables.

El informe paralelo ‘Making the Hydrogen Economy Possible: Accelerating clean hydrogen in an electrified economy’ establece el papel complementario del hidrógeno limpio y cómo una combinación de la colaboración del sector privado y el apoyo a las políticas puede impulsar el aumento inicial de la producción y el uso de hidrógeno limpio para alcanzar 50 millones de toneladas para 2030.

'Net zero' en 2050 es posible

El Acuerdo de París comprometió al mundo a limitar el calentamiento global a menos de 2°C de aumento con respecto a los niveles preindustriales y a esforzarse por que no fuera más de 1,5°C de aumento la temperatura media del planeta. Para alcanzar este objetivo, el mundo necesita alcanzar cero emisiones netas de GEI cero para mediados de siglo.

La ETC afirma que lograr una economía de cero emisiones netas de gases de efecto invernadero en los próximos 30 años es técnica y económicamente factible.

Se avecina una profunda transformación del sistema energético mundial: se construirá una economía con cero emisiones de gases de efecto invernadero a partir de electricidad abundante y asequible con cero emisiones de carbono

El ritmo de instalación renovable

La electricidad podría representar hasta el 70% de la demanda final de energía para 2050, frente al 20% actual, y se espera que el uso total de electricidad crezca hasta 5 veces en las próximas décadas.

La transición a la electricidad limpia como principal fuente de energía final representa la forma más barata y eficiente de descarbonizar la economía. La rápida caída de los costes de las energías renovables y las soluciones de almacenamiento hace posible lograr la
expansión masiva requerida de los sistemas de energía limpia a bajo coste, según los informes.

Para ello, el peso de la energía eólica y solar debe aumentar del 10% actual de la generación total de electricidad, a aproximadamente el 40% para 2030 y más del 75% para 2050.

Por lo tanto, las instalaciones eólicas y solares anuales deben crecer entre 5 y 7 veces para 2030, y más de 10 veces a 2050.

También deben ir acompañadas del despliegue paralelo de otras tecnologías de generación con cero emisiones de carbono (como la hidroeléctrica y la nuclear), soluciones de flexibilidad, almacenamiento y redes de distribución para ofrecer sistemas de energía con cero emisiones de carbono a escala.

La ETC afirma que esto está indudablemente al alcance si se implementan estrategias nacionales claras para la descarbonización y el diseño apropiado del mercado de energía desbloquea los flujos financieros privados.

Las inversiones en energía renovable, principalmente eólica y solar, representarán la gran mayoría (alrededor del 80%) de las inversiones totales necesarias para lograr una economía neta cero. Se requerirán más de 66 billones de euros de inversión a nivel mundial durante los próximos 30 años (aproximadamente 2,07 billones por año en promedio).

Esto incluye la inversión en generación renovable para respaldar la electrificación directa e indirecta, además de la inversión en la infraestructura de la red eléctrica. Si bien son grandes cifras, el importe representa menos del 1,5% del PIB mundial y es manejable en el entorno macroeconómico actual.

Hidrógeno verde

El hidrógeno limpio desempeñará un papel complementario para descarbonizar aquellos sectores donde es probable que la electrificación directa sea tecnológicamente muy desafiante o demasiado costosa, como en la producción de acero y transporte de larga distancia.

Una economía de cero emisiones netas de GEI a mediados de siglo probablemente necesitará utilizar entre 500 y 800 millones de toneladas de hidrógeno limpio por año, un aumento de 5 a 7 veces en comparación con el uso actual de hidrógeno.

Es probable que el hidrógeno verde, producido a través de la electrólisis del agua, sea la vía de producción más competitiva en términos de costes y, por lo tanto, la principal ruta de producción a largo plazo, debido a la caída de los costes de los equipos electrolizadores y la electricidad renovable. Podría representar el 85% de la producción total para 2050.

Sin embargo, el hidrógeno azul, producido a partir de gas natural con captura de carbono (con tasas de captura de más del 90%) y bajas fugas de metano (<0,05%), desempeñará un papel importante en la transición y en algunas ubicaciones específicas de gas de muy bajo coste.

El informe destaca cuán crítico es el rápido aumento de la producción y el uso en la década de 2020 para desbloquear las reducciones de costes (llevando los costes del hidrógeno limpio por debajo de $ 2/kg) y hacer que los objetivos de crecimiento de mediados de siglo sean alcanzables.

Sin embargo, incluso una vez que el hidrógeno limpio sea más barato que el hidrógeno gris, el uso de hidrógeno en diferentes industrias y sectores de transporte a menudo impondrá una “prima de coste verde” en comparación con las tecnologías actuales con alto contenido de carbono.

Por lo tanto, la política pública es esencial para impulsar la absorción de hidrógeno limpio. Los responsables de la formulación de políticas también deberán anticipar las crecientes necesidades de transporte y almacenamiento de hidrógeno.

En total, el 85% de las inversiones necesarias para aumentar la producción de hidrógeno se destinan al suministro de electricidad renovable (incluido en la inversión en energías renovables anterior). Además, se necesitarán 2 billones de euros (66.000 millones por año) de aquí a 2050 para las instalaciones de producción de hidrógeno y el transporte y almacenamiento.

Hitos críticos

La ETC demuestra que la descarbonización rápida del sistema energético global es deseable, alcanzable y asequible.

Es la base de las emisiones de Race to Zero y proporciona la expansión de la energía de carbono cero necesaria para que otros sectores también se descarbonicen.

"La ETC destaca cómo los países que establecen planes estratégicos claros para la electrificación y descarbonización permitirán a las empresas e innovadores ofrecer el aumento masivo de energía limpia necesaria ”, Nigel Topping, Champions de Acción Climática de Alto Nivel del Reino Unido, COP26.

Con respecto a la energía, la ETC recomienda que los países desarrollados logren una intensidad de emisiones de la red por debajo de 30gCO2/kWh a mediados de la década de 2030 y los países en desarrollo a mediados de la de 2040. Para lograr esos objetivos a medio plazo, las acciones críticas en la década de 2020 incluyen:

- Objetivos nacionales claros a medio plazo para la descarbonización de energía y para la electrificación de la economía.
- Incentivos apropiados para el despliegue de energías renovables a escala, incluido el diseño del mercado de energía que fomenta la inversión privada, con un papel continuo para los contratos a largo plazo (PPAs).
- Desbloquear los flujos financieros para la inversión en países en desarrollo, incluso a través de vehículos financieros combinados.
- Anticipar la creación de la infraestructura de red y las capacidades necesarias para la electrificación masiva y la descarbonización del sistema eléctrico de forma simultánea.
- Procesos de planificación y permisos que aceleran la implementación.
- Desarrollar las tecnologías y los modelos comerciales del futuro, especialmente
para el almacenamiento de energía a largo plazo y la provisión de flexibilidad.

“Ambos informes de la ETC enfatizan la importancia de la energía limpia para lograr una economía de carbono cero. Está claro que la energía limpia de bajo coste será fundamental no solo para impulsar la adopción de electricidad limpia, sino también para reducir el costo del hidrógeno verde, allanando así el camino para la descarbonización de muchos otros sectores, incluidas las industrias difíciles de eliminar".

"Por lo tanto, los responsables de la formulación de políticas y los reguladores deben centrarse en medidas que puedan eliminar la generación de combustibles fósiles existente y mejorar las opciones de almacenamiento y flexibilidad para que se puedan implementar fuentes de energía más variables a escala ”, Sumant Sinha, presidente y director general de ReNew Power.

Mientras tanto, la política pública debe impulsar la demanda de hidrógeno limpio en la década de 2020 para impulsar los volúmenes de producción (alcanzando los 50 millones de toneladas para 2030).

Usos del hidrógeno

Esto requiere una descarbonización rápida de la producción de hidrógeno para usos ya existentes y un desarrollo tecnológico acelerado, pilotaje y adopción temprana de hidrógeno en otros sectores clave con niveles más bajos de preparación tecnológica pero con una gran demanda potencial. El informe se refiere a secotres como el acero, el transporte marítimo y los combustibles sintéticos de aviación.

Los instrumentos para lograr ese crecimiento temprano de la demanda, al tiempo que respaldan la ampliación del suministro de hidrógeno limpio, incluyen:

- Precio del carbono para crear amplios incentivos para la descarbonización.
- Políticas sectoriales específicas para crear demanda de tecnologías bajas en carbono y un mecanismo de apoyo financiero para la inversión y para superar
el desafío de la “prima de costo verde”.
- Objetivos para el desarrollo de la fabricación e instalación de electrólisis a gran escala.
- Apoyo público y acción colaborativa del sector privado para llevar al mercado tecnologías clave.
- Desarrollar clústeres industriales de hidrógeno para permitir el desarrollo simultáneo de la producción, el almacenamiento, el transporte y el uso final del hidrógeno, reduciendo el riesgo de las inversiones para todos los actores involucrados.
- Establecimiento de reglas y estándares sobre seguridad, pureza e intensidad de GEI del hidrógeno.

“El hidrógeno verde elaborado a partir de electricidad renovable será el mejor complemento de la electrificación para lograr un sector energético sostenible y descarbonizado".

"Aportará oportunidades de inversión y empleos cualificados, al tiempo que hará que nuestra economía sea más limpia y competitiva. Los compromisos políticos para escalar esta nueva economía son necesarios y traerán importantes beneficios económicos y ambientales en los próximos años ”, ha concluido Agustín Delgado, director de Innovación y Sostenibilidad de Iberdrola.