Europa tendrá una demanda mínima de 700 TWh de hidrógeno en 2050. Las industrias siderúrgica y química serán entonces los principales motores de la economía del hidrógeno y generarán una gran demanda de importaciones y electrolizadores. Será necesaria una red de conducciones a escala europea para conectar los distintos centros de producción, almacenamiento y consumo. Estas y otras conclusiones se recogen en el último libro blanco del proyecto líder en hidrógeno del BMBF TransHyDE system analysis, coordinado por Fraunhofer IEG y DECHEMA e.V.
Los investigadores analizaron la demanda de la industria, los hogares y el sector del transporte. Prevén importantes reducciones de costes para las fuentes de energía verde después de 2030, pero no serían suficientes para generar calor de baja temperatura, calefacción y calor de proceso de forma económica. En conjunto, los investigadores han calculado una necesidad mínima de 700 TWh de hidrógeno gaseoso para Europa y el Reino Unido en 2050. El hidrógeno sólo favorece la realización de la transición energética si su disponibilidad en términos de tiempo y espacio se corresponde con las necesidades respectivas. En consecuencia, el hidrógeno se requiere principalmente para aplicaciones de calor de proceso a alta temperatura y de alto consumo energético, así como materia prima en la industria y en la generación centralizada de electricidad y calefacción urbana.
Producción siderúrgica y química con gran demanda de hidrógeno
En el sector industrial, sólo la producción de acero y los procesos de alta temperatura asociados representan entre 200 y 300 TWh de demanda de hidrógeno. La ventaja: la industria siderúrgica requiere grandes cantidades de hidrógeno neutro para el clima, pero también puede cambiar de forma flexible a mezclas de hidrógeno con gas natural, lo que favorece una transformación continua.
La industria química también podría ser un motor importante para la expansión de la infraestructura europea del hidrógeno. Esto se debe a que la producción de amoníaco verde o de productos químicos de alta calidad requiere grandes cantidades de hidrógeno. El coordinador Mario Ragwitz, Director del Instituto Fraunhofer IEG: "Sin embargo, no es seguro que toda la cadena de valor, desde la energía solar y eólica hasta la producción de hidrógeno y de diversos productos químicos, pueda realizarse en Europa. Las importaciones de productos intermedios como el metanol verde o el amoníaco podrían reducir la demanda de hidrógeno en el sector industrial europeo. Por eso se analizaron estas sensibilidades en el marco de TransHyDE".
"La industria química también podría ser un motor importante para la expansión de la infraestructura europea del hidrógeno. "
El transporte es el segundo cliente más importante
El segundo consumidor más importante de hidrógeno es el sector del transporte. Christoph Nolden, coautor del estudio y responsable de Redes, Energía e Ingeniería de Procesos del Fraunhofer IEG, afirma: "El transporte aéreo y marítimo internacional depende de los combustibles sintéticos basados en el hidrógeno. Esto generará una demanda total de hidrógeno de 450 TWh para combustibles ecológicos en 2050. El mayor factor de incertidumbre en el sector del transporte es la competencia entre la electrificación directa y la propulsión por pilas de combustible de hidrógeno en vehículos pesados. Varios escenarios muestran una demanda adicional de hasta 380 TWh en 2050 si el 40% de los vehículos pesados estuvieran equipados con pilas de combustible".
Producción de hidrógeno en Europa
Según los investigadores, la producción de hidrógeno en Europa depende de si se alcanzan los ambiciosos objetivos de expansión de las centrales eólicas y solares europeas. Según el coordinador Florian Ausfelder, responsable de Energía y Clima de DECHEMA e.V., el papel de la electrólisis en el acoplamiento de sectores se desarrollará considerablemente durante el despegue del mercado: "Al principio, los electrolizadores se integrarán en agrupaciones para garantizar el suministro seguro y continuo de hidrógeno para uso industrial. Una vez establecida la infraestructura del hidrógeno, los electrolizadores podrán alimentar la red y aportar flexibilidad a la red eléctrica: De este modo, los operadores de la red pueden utilizar los electrolizadores para reducir la necesidad de ampliar la red eléctrica y reducir así los costes". Hay que tener en cuenta que puede haber escasez de hidrógeno verde para satisfacer la demanda, sobre todo al principio del despegue del mercado. Durante esta fase, alternativas como el hidrógeno azul tendrían que cubrir la demanda existente.
Transporte y almacenamiento del hidrógeno y sus derivados
Tobias Fleiter, coautor del estudio y Director de la Unidad de Negocio de Análisis y Proyecciones de la Demanda de Fraunhofer ISI, afirma: "La seguridad del suministro y la transformación hacia una economía del hidrógeno dependen también de la expansión de las correspondientes infraestructuras de transporte y almacenamiento. Los resultados de la modelización muestran que una red central de hidrógeno adecuadamente dimensionada permite abastecer la demanda de hidrógeno con unos costes globales mínimos del sistema." La red central podría conectar a los productores potenciales de energías renovables, especialmente en el norte y el sur de Europa, con las instalaciones subterráneas de almacenamiento y los centros industriales de Europa Central.
Coautor My Yen Förster, DECHEMA e.V.: "La reutilización de antiguos gasoductos de gas natural desempeña un papel crucial en la transformación del sistema energético alemán y europeo. Los resultados de la investigación confirman que esta reutilización puede satisfacer las necesidades de suministro en diversos escenarios. Las importaciones de países no pertenecientes a la UE parecen ser especialmente competitivas cuando están vinculadas a gasoductos". Las importaciones vinculadas a gasoductos podrían realizarse a través de la región MENA (Oriente Medio y Norte de África). Es probable que las importaciones de derivados del hidrógeno o de productos intermedios, como el amoníaco o el hierro esponja, sean más rentables que su producción en Europa.
Socios implicados
Además del Instituto Fraunhofer de Investigación sobre Infraestructuras Energéticas y Energía Geotérmica (IEG) y DECHEMA, Gesellschaft für Chemische Technik und Biotechnologie e.V., han colaborado en la elaboración del libro blanco empleados de las siguientes organizaciones Fraunhofer Institute for Systems and Innovation Research ISI, Salzgitter Mannesmann Forschung GmbH, Forschungsstelle für Energiewirtschaft FfE, Brandenburg University of Technology Cottbus-Senftenberg, VNG AG, Fraunhofer Institute for Factory Operation and Automation IFF, DVGW Research Centre at the Engler-Bunte Institute, Institut für Zukunftsenergie- und Stoffstromsysteme gGmbH, Technische Universität Berlin, Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems ISE. El proyecto principal TransHyDE está financiado por el Ministerio Federal de Educación e Investigación.
