Por qué Chile será una potencia en generación y exportación de hidrógeno verde

El futuro de Chile pasa por conseguir su independencia energética, e incluso exportar sus excedentes. La producción de hidrógeno es un camino promisorio, pero requiere de gran cantidad de energía limpia y barata para obtenerlo, como la solar o la eólica. Los próximos años son cruciales para alcanzar los cinco desafíos que tiene el país para transformarse en una potencia mundial, según explica José Miguel Arriaza, director de la carrera de Ingeniería en Energía y Sustentabilidad Ambiental de la Universidad San Sebastián.




Chile podría producir el hidrógeno verde a muy bajo precio, siento altamente competitivo a nivel mundial, pudiendo tener a 2030 una capacidad instalada de 25 Giga Watt, según McKinsey&Company, consultora global en administración estratégica, con base en Nueva York.

El Ministerio de Energía proyecta una industria con un valor de 9 mil millones de dólares en esa misma fecha, sustentado en la Estrategia Nacional de Hidrógeno Verde, la cual pretende posicionar a Chile como uno de los tres exportadores más importantes del mundo para 2040. La clave está en bajar el costo de producción a menos de dos dólares el kilo, de los seis dólares el kilo que hoy cuesta producirlo en el país.

La "ecuación verde" del Hidrógeno es que se requiere más energía para producir H2 (dihidrógeno elemental) que la que se obtiene de su combustión. La electrólisis es uno de los métodos usados para fabricar H2, que consiste en la utilización de la electricidad para separar las moléculas del agua.

Pero, qué es esta energía que está en boca de todos, que podría abastecer 70 veces las necesidades energéticas del país, y que promete convertir a Chile en un exportador, debido a la privilegiada exposición a la radiación solar desde Coquimbo al norte y a la fuerza del viento en la zona austral.

Vamos por parte

El hidrógeno (H) es el elemento químico más abundante en el universo (75% de la materia visible en el cosmos), siendo el combustible de las estrellas en forma de plasma. En la Tierra es muy escaso, pues existe como gas diatómico (tiene dos átomos) H2, que es muy liviano para mantenerse en la superficie (pesa 15 veces menos que el aire). Es altamente inflamable, incoloro e inodoro y la molécula de H2 tiene alta densidad energética por unidad de masa: tres veces más que la gasolina y 120 veces más que las baterías de litio.

Además de combustible verde, el hidrógeno es un insumo para diversas industrias que usan fertilizantes, amonio y metanol, que es un alcohol usado como gasolina sintética no contaminante.

Pero en la Tierra no se encuentra solo. El más abundante es cuando está acoplado al oxígeno, formando el agua, en la conocida fórmula de H2O (dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno). Entonces, para obtener este poderoso gas solo basta separar del agua ambos elementos.

El problema se produce porque se requiere más energía para producir H2 (dihidrógeno elemental) que la que se obtiene de su combustión. La electrólisis es uno de los métodos usados para fabricar H2, que consiste en la utilización de la electricidad para separar las moléculas del agua. También se puede obtener del metano, un gas de potente efecto invernadero no amigable con el medio ambiente.

De hecho, hay hidrógeno gris (obtenido de hidrocarburos), hidrógeno azul (del gas natural) y el hidrógeno verde, aquel que se produce mediante la utilización de energías renovables no convencionales, como la electricidad obtenida de la radiación solar y de la eólica para echar a andar la electrólisis.

Así, la ecuación que se debe considerar para el hidrógeno verde es el uso de energía barata que no emita gases de efecto invernadero, luego licuarlo, almacenarlo y transportarlo por ductos o camiones hasta el usuario final, que puede ser industrial (barcos, camiones mineros, entre otros) o de uso como combustible en las ciudades, principalmente en el transporte (buses, vehículos particulares).

El primer semestre de 2022 llegará a Chile el primer camión XCIENT Fuel Cell a Hidrógeno Verde, fabricado en Corea por Hyundai.

En síntesis, el hidrógeno verde es un elemento energético secundario que se obtiene mediante otro secundario -la electricidad- a base de radiación solar, vientos y también de geotermia. La máquina que separa las moléculas del agua se llama electrolizador.

Los cinco desafíos de Chile

El ingeniero José Miguel Arriaza dirige la carrera de Ingeniería en Energía y Sustentabilidad Ambiental en la Universidad San Sebastián (USS) y sigue de cerca todo lo relacionado con el hidrógeno verde y los desafíos que tiene el país para hacer realidad esta potente ventaja competitiva del país.

“El primer desafío es abaratar los costos de producción de las energías renovables -dice el académico-. El país se ha dado un marco regulatorio para impulsar estas energías (solar y viento), pasando en los últimos 10 años de cero a 20 por ciento de la matriz energética. Pero para alcanzar el 100 por ciento es necesario seguir incentivándolas y quitando privilegios a las centrales convencionales de combustibles fósiles”.

Arriaza agrega que “luego viene la producción del hidrógeno en sí. Chile, recién hace dos años terminó de estudiar cuál era la regulación que se requería desde el punto de vista técnico para implementar una planta de hidrógeno. La Superintendencia de Electricidad y Combustibles (SEC) trabajó en los elementos de seguridad que hay que cumplir para elaborar proyectos para generar esta energía”.

En septiembre pasado comenzó la construcción de la primera planta piloto de escala industrial para la producción de hidrógeno verde en Chile, ubicada en Cabo Negro, al norte de Punta Arenas. La iniciativa se llama Haru Oni, de la empresa Highly Innovative Fuels (HIF), impulsada por las compañías Enel Green Power Chile, AME, Siemens Energy, Porsche, Enap y Exxon Mobile. El proceso consiste en utilizar energía eólica para obtener hidrógeno verde a partir del agua mediante electrólisis. A continuación, el hidrógeno se combinará con dióxido de carbono extraído de la atmósfera mediante una “captura directa de aire” para producir metanol.

No obstante, el académico de la USS afirma que “aún quedan muchas dudas en cuanto a los cumplimientos ambientales y de seguridad para construir una planta y para el transporte del hidrógeno que allí se produzca. También, desde el punto de vista económico, es preciso saber si va a haber un beneficio fiscal para que los proyectos se desarrollen, y así incentivar el mercado. Todo el mundo está esperando quién da el primer paso, y creo que es el Estado el que tiene que romper el status quo para que los proyectos se comiencen a construir. Corfo ya está haciendo algo en este sentido, pero es necesario profundizar el apoyo estatal”.

Como tercer desafío, añade que “es fundamental la formación de capital humano para esta industria que va a requerir ingenieros civiles químicos, mecánicos, eléctricos; y muy importante, ingenieros ambientales o ingenieros en energía y sustentabilidad ambiental, como la que se imparte en la USS. Son carreras ampliamente solicitadas hoy en la industria de las energías renovables, y se estima que al año 2050, Chile va a necesitar más de un millón de personas para mover la industria energética renovable”.

El cuarto desafío es de economía básica, el juego de la oferta y la demanda. Arriaza lo expresa en la famosa frase “¿qué es primero, el huevo o la gallina? Me explico: quién va a asumir el costo de construcción de una planta sin tener la certeza de asegurar un comprador que empuje la demanda. Se dice que el sector minero podría ser un gran demandante de este combustible. El mercado está en esa etapa de acercamiento, pero falta maduración, se requiere más confianza entre los actores de oferta y demanda. Hoy están avanzando los primeros proyectos, pero más desde el punto de vista conceptual y de su tramitación ambiental”.

Finalmente, mirando los procesos de cambios políticos que se están produciendo en el país de la mano de la Convención Constitucional, Arriaza opina que también constituye un desafío importante “que la Convención conozca el potencial que posee nuestro país para desarrollarnos energéticamente a partir de fuentes propias para que quede expresado en el nuevo texto. Sabemos que Chile no fue bendecido con tener petróleo o gas, pero es importante que reconozcamos que tenemos mucha energía del futuro desde la radiación solar y la fuerza eólica. Es un sueño posible dejar de depender de la energía fósil que nos llega en barcos, y reconocer la ventaja que tenemos como país hoy en día. El futuro de Chile pasa por la independencia energética, y exportar el excedente. Por ejemplo, se está trabajando la interconexión con Perú para poder llevar energía solar producida en el Chile. Es posible que Sudamérica, como subcontinente, se conecte, tal como ocurre en Europa”.

José Miguel Arriaza dirige la carrera de Ingeniería en Energía y Sustentabilidad Ambiental en la Universidad San Sebastián (USS).

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