¿Cuándo es realmente bajo en emisiones el hidrógeno? CATFLa nueva herramienta de la Comisión Europea ayuda a aclararlo
El hidrógeno de bajas emisiones se está convirtiendo en una parte fundamental de las estrategias de descarbonización en todo el mundo. El hidrógeno resulta atractivo por su versatilidad como materia prima industrial indispensable y como combustible sin carbono en sectores de la economía especialmente difíciles de electrificar. Se trata de sectores en los que el hidrógeno será esencial para completar los procesos industriales o en los que no existen otras opciones de descarbonización rentables o eficientes desde el punto de vista energético.
Sin embargo, a medida que los gobiernos introducen legislación para promover el desarrollo de hidrógeno limpio, es crucial que las emisiones de toda la cadena de suministro de hidrógeno propuesta -incluyendo la producción y el transporte de hidrógeno- no contrarresten sus ventajas. Para ilustrar este punto, CATF ha desarrollado la Herramienta de Análisis del Ciclo de Vida del Hidrógeno Suministrado (H2DLAT), que permite a los usuarios calcular y comparar las emisiones de diferentes vías de producción y transporte del hidrógeno.
¿Cómo definen las distintas jurisdicciones el hidrógeno limpio?
Ante la ambición de aumentar la producción de hidrógeno limpio, los reguladores de todo el mundo están elaborando definiciones jurídicas de lo que constituye hidrógeno "limpio", "renovable" o "bajo en carbono".
Un elemento clave de estas definiciones es el alcance de las emisiones que se tienen en cuenta (véase la figura 1). La mayoría de las definiciones tienen en cuenta únicamente las emisiones derivadas de la producción de hidrógeno -que a su vez pueden variar en función del proceso- y no tienen en cuenta las emisiones derivadas del transporte del hidrógeno. Este enfoque limitado a la producción es contraproducente ya que, dependiendo de cómo se transporte el hidrógeno, las emisiones totales del ciclo de vida pueden igualar o superar las derivadas de la producción de hidrógeno, contrarrestando potencialmente las ventajas de utilizar hidrógeno limpio.
En la UE, la Directiva sobre Energías Renovables (DER) y la próxima Directiva sobre Mercados de Hidrógeno establecen definiciones fundamentales de hidrógeno "renovable" y "bajo en carbono". Por ejemplo, para que el hidrógeno se considere "renovable", debe tener al menos un 70% menos de emisiones de gases de efecto invernadero en comparación con un combustible fósil, teniendo en cuenta las emisiones totales del ciclo de vida, desde la producción hasta el consumo, incluyendo también el transporte.
Aunque no existe una definición oficial de hidrógeno "limpio" en Estados Unidos, hay políticas que también hacen que sea importante determinar con precisión las emisiones del ciclo de vida del hidrógeno. Los productores de hidrógeno sólo pueden solicitar el crédito fiscal para la producción de hidrógeno limpio de la Sección 45V previsto en la Ley de Reducción de la Inflación si las emisiones del ciclo de vida del hidrógeno producido son inferiores a 4 kgCO2e/ kg H2. El mismo umbral de 4 kgCO2e/ kg H2 se utiliza en el Estándar de Producción Limpia de Hidrógeno, que emplea el Departamento de Energía para evaluar las solicitudes de sus programas de hidrógeno, como los Centros Regionales de Hidrógeno Limpio. Sin embargo, a diferencia de la definición de la UE, los límites de estos cálculos de emisiones en la Estados Unidos están bien definidos, lo que significa que sólo cubren la producción de hidrógeno en sí y excluyen el transporte de hidrógeno.
¿Qué es H2DLAT?
Para conocer mejor las emisiones potenciales de las distintas vías de producción y transporte de hidrógeno y su adecuación a los umbrales internacionales, CATF ha desarrollado H2DLAT, que pretende abarcar las principales fuentes de emisión a lo largo del ciclo de vida del hidrógeno suministrado, entre las que se incluyen:
- Insumos: emisiones de las materias primas y las fuentes de energía, incluidas las emisiones previas de las fuentes de energía renovables y el gas natural.
- Procesos: emisiones asociadas a los procesos para producir hidrógeno, incluido el dióxido de carbono (CO2) producido a partir de la materia prima en las vías de gas natural y las emisiones de las fuentes de energía para hacer funcionar tanto el reformador como la unidad de captura y almacenamiento de carbono (CAC).
- Transporte: emisiones de la conversión y reconversión a/desde el portador de hidrógeno (calor y electricidad), emisiones del transporte marítimo, por camión y por tuberías, y fugas de hidrógeno de la conversión/reconversión durante el transporte.
Hay algunas exenciones de fuentes de emisiones en la herramienta web. Se excluyen las emisiones procedentes de la construcción, fabricación y desmantelamiento de equipos debido a su impacto relativamente menor en comparación con otras fuentes, excepto las asociadas a las energías renovables. Se tienen en cuenta las emisiones previas de las fuentes de energía renovables, ya que constituyen el único componente de emisiones de estas fuentes de energía y no suelen ser insignificantes, sobre todo si se comparan con las emisiones de la fabricación de reformadores de metano, por ejemplo (aunque para los contextos políticos que no tienen en cuenta las emisiones previas de la fabricación de energías renovables, esta adición puede obviarse seleccionando "carbono cero" como fuente de electricidad dentro de la herramienta). Las emisiones procedentes del almacenamiento del hidrógeno y de su distribución final al usuario final también quedan fuera del alcance de la herramienta web, ya que pueden variar mucho en función del caso de uso específico.
Para más detalles sobre la herramienta web, incluidos los supuestos, el alcance y diversas consideraciones relativas a las fuentes de gas natural, la CAC y la electrólisis, consulte el "Documento de referencia" publicado junto a la herramienta. Los usuarios también tienen acceso a los datos de entrada utilizados.
Principales conclusiones
Para que el hidrógeno limpio cumpla su papel como solución de descarbonización en sectores difíciles de eliminar, es fundamental tener en cuenta las emisiones a lo largo de toda su cadena de valor. Descuidar emisiones importantes del ciclo de vida puede distorsionar nuestra percepción de lo beneficioso para el clima que es realmente el hidrógeno que utilizamos.
Existe un debate mundial sobre las importaciones y exportaciones de hidrógeno, algunas de las cuales podrían cruzar continentes, pero muchos reglamentos y sistemas de certificación del hidrógeno se centran únicamente en las emisiones generadas durante su producción. El desajuste entre los sistemas de certificación y nuestras expectativas de importación y exportación es evidente y debe abordarse antes de que se comercialicen volúmenes significativos de hidrógeno entre continentes.
Cuando las emisiones totales asociadas al hidrógeno suministrado superan significativamente las de su producción, se plantea la cuestión de si confiar en el hidrógeno transportado por medio mundo, aunque sea derivado de energías renovables, es realmente la estrategia de descarbonización más eficaz. Sería muy problemático y contraproducente para los esfuerzos de descarbonización que acabáramos utilizando hidrógeno importado con mayores emisiones que el hidrógeno gris convencional producido localmente y etiquetándolo como "limpio". Al ampliar el alcance de las emisiones del ciclo de vida del hidrógeno para tener en cuenta el transporte, la herramienta H2DLAT puede proporcionar información valiosa y apoyar una toma de decisiones eficaz.
CATF está colaborando estrechamente con las principales partes interesadas de la industria, el mundo académico y los gobiernos para abogar por la inclusión de todas las emisiones a lo largo de toda la cadena de valor del hidrógeno suministrado en los sistemas internacionales de certificación del hidrógeno. Este esfuerzo incluye la incorporación de estimaciones claras, creíbles y realistas de las emisiones de metano aguas arriba. CATF espera seguir trabajando para garantizar que el hidrógeno limpio se contabilice adecuadamente, de modo que pueda contribuir a la descarbonización de los sectores "sin remordimientos" de nuestras economías.
