Hidrógeno limpio para la descarbonización de Polonia

Polonia se enfrenta a importantes retos en la transición hacia un sistema energético descarbonizado, dada su dependencia histórica del carbón y la necesidad de diversificarse para alejarse de los combustibles fósiles. Para garantizar una transición sostenible, resiliente y justa, el país debe aplicar un plan sectorial integral que despliegue una cartera diversa de soluciones de descarbonización, como la electrificación, la captura y el almacenamiento de carbono y los combustibles de carbono cero, incluido el hidrógeno limpio y sus derivados.

¿Qué es el hidrógeno limpio?

La mayor parte del hidrógeno que se produce hoy en día se obtiene mediante reformado autotérmico o por vapor de metano (SMR/ATR) a partir de gas natural, y un porcentaje menor mediante gasificación de carbón. Este proceso es muy intensivo en emisiones, ya que en todo el mundo se emite casi 1 Gt de dióxido de carbono al año.

Existen varias formas de producir ^hidrógeno "limpio "1 que reducen significativamente o eliminan por completo las emisiones de gases de efecto invernadero (GEI) asociadas. Las vías de producción incluyen la instalación de tecnologías de captura de carbono en una instalación SMR/ATR y el control de las fugas de metano aguas arriba, o mediante electrólisis acuosa alimentada por fuentes de energía bajas en carbono, como la eólica y la solar, la nuclear u otras opciones energéticas emergentes como la geotérmica de roca supercaliente.

¿Por qué Polonia necesita hidrógeno limpio?

El hidrógeno limpio puede ser una palanca fundamental para la transición de Polonia a una economía neta cero. El país es ya el tercer mayor productor de hidrógeno de Europa, producido casi exclusivamente a partir del reformado al vapor del gas natural, un proceso intensivo en carbono. Este hidrógeno se utiliza principalmente como materia prima y combustible en el importante sector industrial polaco, sobre todo en el refinado de petróleo, la petroquímica y la producción de fertilizantes, sectores que contribuyen colectivamente a cerca del 14% de las emisiones nacionales de gases de efecto invernadero.

Otros sectores también pueden beneficiarse de la aplicación de hidrógeno limpio allí donde no se utiliza actualmente, como el transporte. El sector del transporte polaco representa casi el 18% de las emisiones totales de gases de efecto invernadero y, aunque es probable que una parte importante se compense con la electrificación de los vehículos, algunos segmentos se enfrentan a opciones de descarbonización limitadas.

La demanda de hidrógeno en Polonia podría superar los 100 TWh, más de 3 millones de toneladas, en 2040^.2 Sin embargo, es probable que Polonia se enfrente a recursos limitados para satisfacer esta cantidad íntegramente mediante la producción nacional de hidrógeno limpio.

La Estrategia Nacional Polaca del Hidrógeno (PHS), publicada en 2021, estableció seis objetivos iniciales hasta 2030 que impulsarán la economía del hidrógeno limpio. La PHS es un primer paso encomiable, pero requiere una actualización más detallada de los planes de producción a medida, la priorización de los compradores y un marco político de medidas que apoyen la racionalización de la aplicación del hidrógeno limpio, especialmente a medio y largo plazo (2030-2050).

Este informe ofrece cinco recomendaciones que pueden contribuir a reforzar la próxima versión del PHS y ayudar a Polonia a implantar con éxito una economía limpia del hidrógeno.

Recomendaciones

1. Dar prioridad a los suministradores de hidrógeno limpio en sectores sin ánimo de lucro

Dados los limitados recursos energéticos nacionales de Polonia para producir su propio hidrógeno limpio -tanto en términos de suministro de gas natural como de capacidad de energía renovable-, el hidrógeno limpio debería considerarse una molécula preciosa y priorizarse para su uso en los sectores más difíciles de eliminar. Estos sectores, también conocidos como sectores "sin remordimientos", son a menudo aquellos en los que se utiliza actualmente el hidrógeno intensivo en carbono y en los que el despliegue de otras opciones de descarbonización energéticas y rentables no es viable(Figura 1).

El PHS destaca varios sectores como compradores prioritarios de hidrógeno limpio, entre los que se incluyen los segmentos de la industria pesada, la energía, la calefacción y el transporte. Aunque el PHS sienta las bases para desarrollar el mercado nacional de hidrógeno limpio en Polonia, la falta de una priorización de los compradores basada en pruebas (sobre todo a corto y medio plazo) puede distorsionar el mercado del hidrógeno y limitar el suministro a los sectores que más lo necesitan. Las alternativas para la producción de electricidad y el suministro de calefacción -como la energía solar y eólica, las bombas de calor y la calefacción urbana- podrían ofrecer mejores ventajas en cuanto a costes, energía y emisiones, además de reducir los riesgos para la^seguridad3.

Por lo tanto, se anima a Polonia a que dé prioridad al despliegue de hidrógeno limpio en los sectores en los que no haya que lamentar pérdidas, de modo que las industrias existentes puedan empezar a descarbonizarse sin poner en peligro sus operaciones. El hidrógeno limpio constituye una herramienta esencial para reducir las emisiones en determinados sectores, pero no debe desplegarse indiscriminadamente en todos los sectores como si todos los usos finales potenciales tuvieran el mismo mérito, sobre todo teniendo en cuenta los limitados recursos nacionales.

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Figura 1: CATF clasificación prioritaria de los posibles sectores de uso final del hidrógeno limpio.

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Polonia tiene potencial para impulsar iniciativas que desarrollen su ecosistema de hidrógeno limpio en colaboración con proveedores del sector. Un ejemplo es la creación de valles del hidrógeno, redes regionales de producción, distribución e infraestructuras de uso final del hidrógeno. Estos proyectos de demostración a gran escala y con una cadena de valor completa tienen el potencial de crear y ampliar una red de hidrógeno limpio de abajo arriba, agrupada en torno a los sectores de uso final de la industria pesada que más necesitan la molécula. Polonia prevé al menos cinco valles nacionales del ^hidrógeno4 y, hasta la fecha, se han anunciado más de diez acuerdos de este ^tipo5. Los responsables políticos deben asegurarse de que los sectores "sin remordimientos" se sitúen en el centro de estos desarrollos y estén bien coordinados en todo el país para garantizar su^éxito6.

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Figura 2: Concepto de diseño del Valle del Hidrógeno

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2. Centrarse en los segmentos del sector del transporte en los que más se necesita hidrógeno limpio.

Además de los sectores no regrets, el hidrógeno limpio será probablemente necesario para descarbonizar segmentos del sector del transporte -como la navegación marítima, la aviación y posiblemente partes del transporte pesado por carretera- en los que la electrificación será difícil o inviable.

En la aviación, se necesitará hidrógeno limpio para mejorar los combustibles de aviación sostenibles basados en la biomasa (bio-SAF), para sintetizar combustible de aviación a partir de hidrógeno y carbono capturado (SAF sintético) y, potencialmente, para propulsar aeronaves que utilicen directamente hidrógeno como combustible. Sin embargo, las materias primas de biomasa son limitadas y la producción de combustible sintético es actualmente un reto técnico y económico.

El amoníaco limpio es un fuerte competidor como combustible sostenible en el transporte marítimo, siempre que se fabrique a partir de hidrógeno limpio y no reste volúmenes disponibles a otras aplicaciones actuales del amoníaco. Otro combustible bajo en carbono puede ser el metanol, y muchos cargueros que se construyen hoy en día incorporan la capacidad de doble combustible para manejar una futura mezcla de petróleo marino y metanol. Sin embargo, para que el combustible sea bajo en carbono, sería necesario obtener átomos de carbono "sostenibles" para el proceso de producción del metanol, que podrían ser escasos.

En el transporte por carretera, los vehículos de pila de combustible de hidrógeno de largo recorrido pueden desempeñar un papel importante, junto con los vehículos eléctricos de batería, en la descarbonización de los camiones y otros vehículos pesados de carretera. Su implantación en Polonia, sin embargo, dependerá en última instancia de varios factores, como el coste, la disponibilidad de infraestructuras de combustible y repostaje y las emisiones del ciclo de vida útil. Otros vehículos de carretera, como los turismos ligeros, pueden beneficiarse de dar prioridad a la electrificación como vía principal para la descarbonización, tanto por razones de coste como de escalabilidad.

Dadas sus industrias establecidas y de tamaño considerable en estos tres segmentos de transporte destacados, Polonia debería considerar cómo priorizará cierta disponibilidad de hidrógeno limpio para su futura descarbonización a medida que las tecnologías de transporte asociadas basadas en el hidrógeno comiencen a escalar.

3. Aplicar un enfoque de opcionalidad tecnológica para producir hidrógeno limpio

El PHS ya indica que adoptará un enfoque de opcionalidad tecnológica para su producción nacional de hidrógeno limpio. Este enfoque utilizará todas las vías de producción limpia disponibles para garantizar un suministro suficiente, teniendo en cuenta los limitados recursos energéticos nacionales de que dispone Polonia, y Europa en su conjunto. Por ejemplo, la tecnología SMR/ATR con captura de carbono instalada tiene el potencial de ampliarse rápidamente en comparación con el hidrógeno de base electrolítica, ya que la tecnología de reformado está más madura y la fuente de energía de entrada está más fácilmente disponible en la actualidad. Además, el uso de la escasa energía renovable para producir hidrógeno a corto y medio plazo podría ser contraproducente desde el punto de vista del despliegue de recursos, sobre todo cuando la red nacional aún debe descarbonizarse.

Todo hidrógeno limpio producido debe medirse en función de los méritos de reducción de emisiones de GEI basados en una contabilidad rigurosa de las emisiones. CATFLa herramienta de análisis del ciclo de vida (ACV)⁷ de la Comisión Europea permite a los usuarios calcular y comparar diferentes perfiles de emisiones asociados a las vías de suministro de hidrógeno limpio, que abarcan la producción y el transporte, para captar las emisiones a lo largo de toda la cadena de valor. Se anima a Polonia a que colabore con sus vecinos, la UE y sus posibles socios comerciales para implantar un marco colectivo de certificación de hidrógeno limpio y normas sólidas, de modo que cualquier hidrógeno limpio producido en Polonia o suministrado a este país sea realmente bajo en carbono.

Polonia debe garantizar la aplicación efectiva de un enfoque de opcionalidad tecnológica, que reduzca el riesgo de competencia y compensación entre una tecnología de producción y otra y permita que el mercado del hidrógeno limpio se amplíe de manera oportuna y eficaz.

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Figura 3: Vías limpias de producción de hidrógeno

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4. Planificar cuidadosamente y con precisión cualquier transporte y comercio de hidrógeno.

A la hora de fijar objetivos de hidrógeno limpio, Polonia debería prever cuidadosamente su demanda nacional de hidrógeno, identificando qué parte puede satisfacerse con la producción nacional y qué parte será necesario importar. Cualquier déficit en la producción nacional debería cubrirse con los métodos más rentables y energéticamente eficientes de importación desde regiones cercanas.

CATF El ^análisis8 concluye que el transporte de hidrógeno a gran escala será todo un reto, debido a las propiedades inherentes de la molécula, y que los métodos de transporte más rentables y eficientes desde el punto de vista energético serán los procedentes de países o regiones cercanos, ya sea a través de oleoductos o mediante el transporte marítimo de amoníaco limpio para uso ^directo9 (por ejemplo, para su uso en la producción de fertilizantes o como combustible marítimo). En comparación con otros métodos de importación por barco, como el hidrógeno licuado o el portador de hidrógeno orgánico líquido (LOHC), el amoníaco es mucho más barato y estable de transportar por barco y camión. Además, el amoníaco ya cuenta con una red de transporte y una cadena de valor establecidas, que pueden ampliarse más rápidamente para adaptarse a su crecimiento potencial como combustible descarbonizado y materia prima.

Cuando sea necesario importar hidrógeno, se recomienda el transporte por tuberías desde los países vecinos, sobre todo si las distancias de importación son relativamente cortas.^Los proyectos de colaboración transfronteriza, como los valles del hidrógeno internacionales, pueden contribuir a agilizar estos esfuerzos y a mitigar los obstáculos a la aplicación^.10 Para evitar empresas costosas pero en última instancia infructuosas y activos inmovilizados, Polonia debe evaluar y seleccionar cuidadosamente las vías más eficientes para importar hidrógeno y amoníaco y coordinarse estrechamente en proyectos internacionales antes de realizar inversiones significativas.

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Figura 4: Vías de transporte y almacenamiento del hidrógeno

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5. Utilizar los mecanismos disponibles para apoyar los proyectos de hidrógeno limpio más prometedores.

Polonia debería aprovechar los mecanismos de apoyo existentes a nivel de la ^UE11, nacional y regional y considerar la creación de mecanismos adicionales que proporcionen apoyo a los proyectos de hidrógeno limpio más prometedores. Dichos proyectos deberían cubrir el desarrollo y despliegue de toda la cadena de valor del hidrógeno limpio, abarcando la producción, el transporte y el despliegue de los compradores. Polonia debe trabajar estrechamente con los funcionarios de la UE para abogar por el apoyo necesario para desarrollar su economía de energía limpia como Estado miembro prioritario^.12

Deberían identificarse y priorizarse los proyectos campeones, mitigando cualquier barrera que impida acceder a tales ayudas. Por ejemplo, cualquier financiación pública relevante para el desarrollo del hidrógeno limpio debería estar abierta a todas las formas de hidrógeno que sean realmente bajas en carbono, basándose en proyectos que muevan la aguja de la descarbonización (en lugar de basarse en un código de colores arbitrario) y amplíen la economía del hidrógeno limpio de manera oportuna y eficiente.

Polonia debe implicar a las industrias relevantes del lado de la demanda de los sectores no regrets en la planificación e implementación del hidrógeno limpio, y trabajar para crear asociaciones público-privadas que garanticen la absorción y una mayor probabilidad de que los proyectos alcancen una decisión final de inversión (FID).

Además, Polonia también debe tener en cuenta las implicaciones socioeconómicas de cualquier proyecto de hidrógeno limpio, para conseguir apoyo local y demostrar los beneficios regionales, incluidos los beneficios para la mano de obra y la economía locales, así como garantizar que cualquier desarrollo del hidrógeno aporte beneficios medioambientales, como la mejora de la calidad del aire y la disponibilidad y seguridad del agua.

Para más información, visite A Vision for Poland's Clean Energy Transition.

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Alex Carr: [email protected]

Tamara Lagurashvili: [email protected]