- Michael Liebreich enfatiza que el hidrógeno limpio es necesario para la descarbonización, pero que no encaja en sectores donde las soluciones eléctricas ya son más baratas y eficientes, como los autos y la calefacción residencial
- La Hydrogen Ladder divide los usos del hidrógeno en áreas no competitivas, inevitables e intermedias; coloca en la parte alta a los fertilizantes de amoníaco, la refinación, el acero, la química, el transporte marítimo y la aviación de larga distancia, y en la parte baja a los autos de hidrógeno y la calefacción residencial
- Las empresas de petróleo y gas siguen haciendo lobby por el hidrógeno para autos y calefacción aunque conocen su ineficiencia, y el lobby del hidrógeno liderado por firmas de gas fósil gasta €58.6m al año para influir en la política de la UE
- Los autos de hidrógeno tienen más pérdidas de energía que los eléctricos y, aun considerando la ventaja de recarga rápida, el beneficio de tiempo es pequeño para la mayoría de los usuarios cuando se incluye el acceso a estaciones y los patrones de conducción diaria
- El hidrógeno para calefacción residencial es ineficiente como herramienta de descarbonización, aunque favorece a los operadores de redes de gas existentes, por la necesidad de reemplazar tuberías, válvulas y compresores, el mayor consumo de energía para bombeo, los problemas de seguridad y calidad del aire, y la menor eficiencia frente a las bombas de calor
Dónde se necesita el hidrógeno limpio y dónde no encaja
- Michael Liebreich es fundador de BloombergNEF y actualmente trabaja como analista y asesor independiente
- Sostiene que, para descarbonizar el planeta lo más rápido y al menor costo posible, hay que distinguir entre los sectores donde el hidrógeno limpio es necesario y aquellos donde no lo es
- Para los autos y la calefacción residencial ya existen soluciones eléctricas más baratas y eficientes, como los vehículos eléctricos a batería y las bombas de calor, por lo que no son usos adecuados para el hidrógeno limpio
- Esta conclusión choca con los intereses de parte de la industria del petróleo y el gas, que hace lobby por decenas de millones de euros para esos usos
Las prioridades de la Hydrogen Ladder
- La Hydrogen Ladder de Liebreich divide los usos del hidrógeno en tres grupos
- usos no competitivos
- usos inevitables para la descarbonización
- usos intermedios
- En la parte alta, la zona “inevitable”, están los usos actuales de hidrógeno gris altamente contaminante
- fertilizantes basados en amoníaco
- refinación
- estos dos usos representan 3~4% de las emisiones globales de carbono
- El almacenamiento estacional de electricidad, el acero, la química, el transporte marítimo y la aviación de larga distancia también están cerca de la parte superior de la escalera
- la aviación de larga distancia incluye el uso de hidrógeno líquido o combustibles sintéticos basados en hidrógeno
- En la parte baja, la zona “no competitiva”, están los autos de hidrógeno y la calefacción residencial
- con vehículos eléctricos a batería y bombas de calor disponibles, no cierran ni en economía ni en eficiencia
Por qué la industria del petróleo y el gas impulsa el hidrógeno
- Liebreich cree que las petroleras y gaseras saben que el hidrógeno no es una buena opción para autos ni calefacción residencial, pero aun así impulsan esos usos
- En su interpretación, el hidrógeno es una apuesta en ambos sentidos para las empresas de petróleo y gas
- si el hidrógeno tiene éxito, pueden asegurar un lugar en la nueva industria del hidrógeno
- si fracasa, aun así pueden retrasar la transición hacia la electricidad, que ellas no producen
- Promocionar el hidrógeno en la parte baja de la escalera —como trenes regionales, buses regionales, autos y vehículos de reparto— al menos puede generar confusión en el mercado
- Shell gastó $12bn en la problemática plataforma flotante de LNG Prelude, pero no destina una suma similar a convertir en hidrógeno limpio los usos actuales del hidrógeno que hoy generan 3~4% de las emisiones globales
- Según un informe de Corporate Europe Observatory, el lobby del hidrógeno, en el que las empresas de gas fósil son actores clave, gasta €58.6m al año para influir en las decisiones políticas en Bruselas
Por qué a los autos de hidrógeno les cuesta vencer a los eléctricos
- Los vehículos de pila de combustible de hidrógeno no usan la electricidad limpia directamente en el auto, sino que pasan por electrólisis, almacenamiento y transporte, y conversión en celda de combustible, por lo que tienen grandes pérdidas de energía
- Liebreich considera que los autos eléctricos a batería superan a los de hidrógeno en casi todos los factores competitivos
- se presenta que un BEV acelera de 0~60mph en 4 segundos, mientras que un FCEV lo hace en 9 segundos
- un BEV puede abatir los asientos para cargar equipaje, pero en un FCEV los cilindros de hidrógeno ocupan espacio
- un BEV es aproximadamente 3 veces más eficiente
- los autos de hidrógeno tampoco ganan en peso y por lo general son más pesados
- La ventaja de los autos de hidrógeno es que se puede conectar la boquilla y cargar autonomía para 400 millas en 5 minutos
- sin embargo, la boquilla se enfría mucho y existe el problema de que el siguiente usuario debe esperar a que vuelva a calentarse
- si se va a recorrer menos de 400 millas, considera que conviene más comprar un auto eléctrico, que es mejor y más barato
- Incluso si la infraestructura de carga de hidrógeno fuera suficiente, la ventaja central seguiría siendo ahorrar los 45 minutos que requiere cargar un BEV en viajes largos
- un usuario que recorre 20 millas al día tendría que ir a una estación de hidrógeno cada 300 millas
- si hace eso 40 veces al año y dedica más de 10 minutos cada vez a desplazarse a la estación, pierde 400 minutos
- incluso si hace 2~5 viajes largos al año a una casa de descanso o a los Alpes, considera que, en tiempo anual, sigue siendo una pérdida para la mayoría de los usuarios
- Daryl Wilson, del Hydrogen Council, dijo que “la infraestructura eléctrica no podrá soportar la carga de millones de BEV y por eso se necesitan autos de hidrógeno”, pero Liebreich no lo acepta
- lo compara con decir en 1995 que faltaban módems para internet, en 2000 que faltaba ancho de banda para el video online, o que no se podía llevar fibra óptica hasta los hogares
- todavía hay unos 30 años hasta la meta de cero neto en 2050, y la infraestructura puede expandirse con inversión y obras con el paso del tiempo
- también es posible la carga inteligente, y de todos modos será necesario ampliar la capacidad eléctrica por la calefacción eléctrica
- no considera razonable evitar expandir la infraestructura eléctrica existente para construir en su lugar una infraestructura de carga de hidrógeno completamente nueva
Costos y limitaciones del hidrógeno para calefacción residencial
- Parte de la industria de los hidrocarburos, especialmente las compañías distribuidoras de gas, hace lobby para convertir la red de gas existente en una red de hidrógeno
- Reino Unido está gastando decenas de millones de libras en experimentos de calefacción residencial con hidrógeno
- Convertir la red de gas existente para hidrógeno requiere un reemplazo masivo de equipos
- las moléculas de hidrógeno son más pequeñas que las del gas natural, por lo que las tuberías metálicas subterráneas deben cambiarse por tuberías de polietileno
- esto incluye también las tuberías dentro de las viviendas, ocultas en paredes o bajo el piso
- también deben reemplazarse todas las válvulas y compresores de cada red
- la energía necesaria para bombear hidrógeno por la red de gas es 3 veces mayor que la del gas natural
- Las bombas de calor son casi 6 veces más eficientes energéticamente que las calderas de hidrógeno, y requieren 150% menos energía primaria para producir la misma cantidad de calor
- El uso de hidrógeno inflamable dentro del hogar plantea problemas de seguridad, y su combustión genera óxidos de nitrógeno tóxicos que también empeoran la calidad del aire
- los óxidos de nitrógeno también son potentes gases de efecto invernadero
- Liebreich cree que las distribuidoras de gas hacen lobby por el hidrógeno para calefacción residencial porque quieren seguir usando sus activos existentes, es decir, los gasoductos, durante el proceso de descarbonización
Incluso mezclar hidrógeno sigue teniendo problemas de eficiencia
- Mezclar hidrógeno limpio en la red de gas natural para reducir emisiones de carbono también es ineficiente
- Incluso si se agrega 20% de hidrógeno al gas en volumen, en términos de energía eso equivale apenas a 7%
- Si ese hidrógeno es hidrógeno verde, el punto de partida sigue siendo la electricidad
- 1 unidad de electricidad puede producir 3 unidades de calor con una bomba de calor
- si esa misma electricidad se convierte en hidrógeno y se inyecta en la red de gas, se pierde 30% de la energía en el proceso de conversión
- después de pasar por procesamiento adicional como compresión y quemarse en una caldera con 85% de eficiencia, de 1kWh de electricidad solo se obtiene alrededor de 0.5kWh de valor térmico
- Incluso en el caso del hidrógeno azul, primero hay que responder cómo se van a descarbonizar los usos actuales del hidrógeno, como la producción de fertilizantes
1 comentarios
Comentarios de Hacker News
Para cualquiera que haya seguido el tema del combustible de hidrógeno durante un tiempo, parece bastante claro que es una solución en busca de un problema.
Producir hidrógeno con energías renovables y luego volver a quemarlo no tiene sentido en la mayoría de los casos, y creo que las baterías son mejores para almacenar energía.
Puede haber excepciones en las que los combustibles líquidos o gaseosos sean técnicamente mejores que las baterías, pero incluso en esos casos opciones como el etanol parecen mejores que el hidrógeno.
Da la impresión de que muchos de los defensores del hidrógeno son lobistas del petróleo y el gas, o gente financiada por ese sector.
El gobierno japonés también apostó de lleno por una estrategia del hidrógeno.
https://thediplomat.com/2023/07/a-look-at-japans-latest-hydr...
En almacenamiento hay, a grandes rasgos, almacenamiento día-noche y almacenamiento estacional verano-invierno. En un año hay 365 ciclos de día y noche, pero solo un verano y un invierno, así que para alcanzar el punto de equilibrio en el mismo periodo, las baterías para almacenamiento estacional tendrían que ser 365 veces más baratas que las de almacenamiento diario.
No existe una batería 365 veces más barata que las de ion-litio, ni nada que se le acerque.
Creo que el almacenamiento químico de energía tiene potencial para el almacenamiento estacional. Hoy no encaja perfectamente, pero la diferencia no es de 100 veces sino de unas 5 veces, por lo que hacer que la producción, el transporte y el almacenamiento de hidrógeno verde sean económicos parece mucho más posible que abaratar las baterías 100 veces.
Por otro lado, también hay bastante potencial para extraer hidrógeno de formaciones subterráneas. Basta buscar “white hydrogen”. Ej.: [1]
Además, la economía del almacenamiento de hidrógeno se beneficia de la ley cuadrado-cubo. Los tanques de presión grandes pueden contener mucho más hidrógeno sin que el costo aumente tanto respecto de los tanques pequeños.
Por eso, en áreas que necesitan tanques muy grandes, como el ferrocarril, el hidrógeno puede tener sentido. La capacidad típica de un carro cisterna ferroviario es de unos 130 m3, y a 700 bar 1 m3 de hidrógeno son unos 42 kg, para un total de alrededor de 5.5 toneladas. El hidrógeno tiene una densidad energética unas 3 veces mayor que el diésel, así que eso equivale a unas 16 toneladas de diésel.
La eficiencia de un tren es de al menos 400 toneladas-milla por galón, o más de 125 toneladas-milla por kg; es decir, 16 toneladas serían unos 2 millones de toneladas-milla. Un solo vagón cisterna de este tipo podría bastar para mover un tren de carga de 10,000 toneladas durante 200 millas.
Convertir locomotoras diésel a combustión de hidrógeno es mucho más fácil que electrificar miles de millas de vías, así que hay bastante posibilidad de que el ferrocarril sea la killer app del hidrógeno.
[1]https://www.theguardian.com/environment/2023/aug/12/prospect...
En autos de pasajeros puede ser menos importante, pero en ámbitos como la aviación podría ser más relevante. Sobre temas como las fuentes de financiamiento no tengo una opinión particular.
El siguiente artículo me resultó útil como introducción.
https://www.energy.gov/eere/fuelcells/articles/fuel-cell-and...
Pero el hidrógeno es clave como materia prima industrial a gran escala, puede ser una materia prima alternativa en varias industrias grandes y también funciona muy bien como medio de almacenamiento energético estacionario a gran escala.
Hay lobby del sector petrolero y también lobby del sector eléctrico. A todos los lobbies les disgusta la competencia.
El sector eléctrico ve al hidrógeno como un competidor y quiere eliminarlo; es como querer impedir que un árbol crezca eliminando la semilla desde el inicio.
El hidrógeno no va a desaparecer, porque hay lugares donde se necesita, como el transporte pesado.
Que el hidrógeno limpio aún esté en una etapa temprana de desarrollo no significa que no debamos desarrollar esa tecnología, tal como ocurría con los autos eléctricos hace 15 años.
Personalmente, creo que NH3 es excelente para almacenar y transportar energía, y también muy útil en áreas como la producción de alimentos.
El amoníaco es tóxico y difícil de manejar, como el petróleo, pero tiene sentido en muchos ámbitos como la industria pesada. En otros, la electricidad y las baterías son más razonables.
Distintas tecnologías van a coexistir y competir entre sí.
Puedes dejar petróleo en un recipiente abierto y nadie sale lastimado, pero si haces lo mismo con amoníaco la historia cambia.
El canal de YouTube Engineering Explained tiene un video excelente sobre por qué el hidrógeno no es práctico como reemplazo de la gasolina, la nafta o el diésel en motores de combustión interna tradicionales.
https://www.youtube.com/watch?v=vJjKwSF9gT8
No digo en absoluto que el sector petrolero no tenga poder, y quizá esté buscando la captura regulatoria, pero desde el punto de vista de la realidad económica es algo difícil de sostener desde el inicio, así que no me preocupa demasiado
El tren de los autos eléctricos ya salió hace rato de la estación. Hasta donde sé, con una sola excepción, todas las automotrices están totalmente comprometidas con vehículos 100% electrificados en un futuro cercano
Al final, creo que Toyota también abandonará ese extraño impulso al H2
Me recuerda a la crítica de Zubrin a VASIMR [1]. Proponer alternativas poco realistas puede apelar a la tendencia de la gente a elegir lo perfecto por encima de lo bueno, y hacer descarrilar soluciones que sí funcionan
[1] https://youtu.be/myYs4DCCZts?si=Ksqw_MFLKHKIgMod
Se mantiene el mismo proceso cultural de cargar combustible en el lugar de siempre y en más o menos el mismo tiempo de siempre
Frente a las barreras de los autos eléctricos —tiempos de carga largos y la dificultad de garantizar cargadores convenientes en comparación con la red de gasolineras—, la inercia que tendría que superar el consumidor parece mucho menor
La industria petrolera es enorme y puede crear una situación en la que, mediante subsidios, otros combustibles parezcan competitivos aunque en realidad sean un desastre
Basta ver el biodiésel
https://www.caranddriver.com/news/a42796089/2024-honda-cr-v-...
Les deseo suerte, pero es como un dinosaurio quejándose de los mamíferos que corretean bajo sus pies. Su era está llegando a su fin
Los autos eléctricos de batería llegaron para quedarse, y el hidrógeno me parece una opción bloqueada desde el arranque, salvo quizá para transporte pesado, y tal vez trenes o aviación. Incluso ahí tengo mis dudas
En cambio, los eléctricos de batería están ganando impulso rápidamente y, combinados con solar y eólica, tienen mucho sentido
Incluso Toyota, que era el último bastión de los autos de hidrógeno para pasajeros, terminó dándose cuenta y está fabricando autos eléctricos de batería. No recuerdo haber visto un Mirai, pero por las cifras de producción tampoco es raro
https://en.wikipedia.org/wiki/Toyota_Mirai
La razón principal es que, hasta niveles de 10%, 20% o incluso 30%, la infraestructura de carga eléctrica ya existe en gran medida y parece casi gratis; pero después de eso habrá que instalar infraestructura nueva y cara en la red de transmisión eléctrica
Hay que imaginarse una situación del tipo “habrá que levantar todas las calles”. Porque no solo se electrifican los autos, sino también todo lo demás al mismo tiempo
En ese punto, los autos de hidrógeno podrían resurgir. Especialmente en regiones frías, el calor residual de la celda de combustible puede usarse para calefacción, mientras que los eléctricos de batería tienen que gastar energía en hacer funcionar una bomba de calor, de modo que buena parte de su ventaja de eficiencia desaparece
Creo que el hidrógeno será visto como el aire comprimido de los años 1900
Tiene algunos usos industriales, pero no es la solución universal de la que hablan muchos artículos. Es ineficiente y no deberíamos volcarle tantos recursos
Aun así, está bien que alguien experimente. Tal vez descubran un uso innovador que sí sea un verdadero avance. Pero yo no apostaría por eso
Llevan 20 años haciendo eso, y el hidrógeno les permite mantener la red de distribución y, sobre todo, seguir usando combustibles fósiles para producir hidrógeno
Pero la razón por la que no despegó en vehículos de consumo es que ni la economía ni las leyes de la física le cuadran
Porque así mantener el statu quo parece más aceptable
El sector petrolero está haciendo lobby por el hidrógeno, pero la interpretación de sus motivos está equivocada. No es tanto para oponerse a los autos eléctricos, sino para apoyar el hidrógeno
Este artículo es de 2021. Pero, por su relevancia para la industria automotriz actual, sería más o menos lo mismo si fuera un artículo de 2015. La electricidad ya ganó
En Canadá es dolorosamente evidente. Quien más impulsa los autos de hidrógeno es la primera ministra de Alberta, una provincia productora de petróleo y gas, y también es una líder conservadora y pro-petróleo en lo ideológico.
No hay argumento más fuerte en contra de esa tecnología que ver a ese tipo de gente agruparse en torno al hidrógeno en lugar de los vehículos eléctricos.
La tecnología del hidrógeno no existe para salvar al planeta, sino para salvar a la industria del gas natural.
El modelo de negocio del hidrógeno que se produce es este: 1. Extraer hidrógeno del gas natural. 2. Ocurre un milagro y se captura el dióxido de carbono generado en ese proceso. 3. Poner el hidrógeno en los autos.
La cantidad de hidrógeno verdaderamente “verde” es, en la práctica, cero.
Así que es una tecnología que no es ecológica, no tiene infraestructura de carga y casi no tiene adopción por parte de la industria automotriz.
Hoy en día, como no es políticamente aceptable que los antiecologistas parezcan estar a favor del fin del mundo, existe solo para que puedan afirmar que tienen una alternativa preferida.
https://natural-resources.canada.ca/energy-efficiency/transp...
De vez en cuando veo un auto de hidrógeno en la calle, y pertenece a alguna agencia gubernamental.
Me pregunto cuántos autos de hidrógeno habrá realmente en todo el país. Probablemente menos de cien ¯_(ツ)_/¯
Ambos ofrecen una trayectoria de reducción de costos de unos 30 años. Basta ver las dos empresas en las que trabajamos.
[1] https://ohmium.com
[2] https://novohydrogen.com
¿Qué se puede hacer para que las motivaciones detrás del mensaje sean más claras?
Siento que muchas cosas salen mal porque la industria construye sus mensajes demasiado bien, y la gente es demasiado mala para detectar mensajes engañosos y está en desventaja.
Esta tarde me tomé un descanso del trabajo y recorrí el barrio para apoyar con suministros a estudiantes en huelga y que marchaban hasta el edificio administrativo, protestando por cambios drásticos anunciados hace menos de cinco días, que transforman por completo seis escuelas y que parecen haber sido planeados en secreto sin ninguna razón válida.
El secretismo es tan grande que ahora apenas están empezando investigaciones más profundas.
Demasiadas partes del sistema actual parecen imposibles.