Los combustibles a base de hidrógeno deben usarse principalmente en sectores como la aviación o los procesos industriales que no pueden electrificarse, según un equipo de investigadores. Producir estos combustibles es demasiado ineficiente, costoso y su disponibilidad demasiado incierta, como para reemplazar ampliamente a los combustibles fósiles, por ejemplo.en automóviles o casas de calefacción. Para la mayoría de los sectores, el uso directo de electricidad, por ejemplo, en automóviles eléctricos de batería o bombas de calor, tiene más sentido económico. En cambio, depender universalmente de los combustibles a base de hidrógeno y mantener las tecnologías de combustión amenaza con encerrar una mayor dependencia de los combustibles fósiles y un efecto invernaderoemisiones de gas.
"Los combustibles a base de hidrógeno pueden ser un gran portador de energía limpia, pero también son grandes sus costos y riesgos asociados", dice el autor principal Falko Ueckerdt del Instituto de Potsdam para la Investigación del Impacto Climático PIK.Una solución climática universal podría ser una promesa falsa. Si bien son maravillosamente versátiles, no se debe esperar que reemplacen ampliamente a los combustibles fósiles. Los combustibles a base de hidrógeno probablemente serán escasos y no competitivos durante al menos otra década.Su amplio uso probablemente aumentaría la dependencia de los combustibles fósiles: si nos aferramos a las tecnologías de combustión y esperamos alimentarlas con combustibles a base de hidrógeno, y estos resultan demasiado costosos y escasos, terminaremos quemando más petróleo y gas.y emiten gases de efecto invernadero. Esto podría poner en peligro los objetivos climáticos a corto y largo plazo ".
Priorización de aplicaciones como la aviación y las producciones de acero
"Por lo tanto, deberíamos priorizar esos preciosos combustibles basados en hidrógeno para las aplicaciones para las que son indispensables: aviación de larga distancia, materias primas en la producción química, producción de acero y, potencialmente, algunos procesos industriales de alta temperatura", dice Ueckerdt. "Estos son sectoresy aplicaciones que difícilmente podemos electrificar directamente ". Los investigadores identifican un" orden de mérito de demanda de hidrógeno y combustible electrónico ": una priorización de dónde usar estos nuevos combustibles.
El llamado hidrógeno verde se produce mediante un proceso llamado electrólisis. Para romper el H estable 2 O moléculas de agua en hidrógeno y oxígeno, se necesita mucha electricidad. El hidrógeno se puede usar para sintetizar combustibles de hidrocarburos agregando carbono a partir de CO 2 . Los electrocombustibles o e-combustibles resultantes son más fáciles de almacenar y transportar que la electricidad o el hidrógeno puro. "Lo que es más importante, los e-combustibles se pueden quemar en procesos y motores de combustión convencionales y, por lo tanto, sustituir directamente a los combustibles fósiles", dice Gunnar.Luderer, coautor del artículo. "Sin embargo, dada su disponibilidad limitada, sería un error pensar que los fósiles se pueden reemplazar por completo de esta manera".
Conducir un automóvil con combustibles a base de hidrógeno necesita cinco veces más energía que un automóvil eléctrico a batería
"Actualmente estamos lejos de la electricidad 100% renovable, por lo que hacer un uso eficiente de ella es clave. Sin embargo, si usamos combustibles a base de hidrógeno en lugar de alternativas de electrificación directa, se necesita de dos a catorce veces la cantidad de generación de electricidad,dependiendo de la aplicación y las tecnologías respectivas ", dice el coautor Romain Sacchi del Instituto Paul Scherrer." Las pérdidas de eficiencia ocurren tanto en el lado de la oferta, en el proceso de producción de los combustibles a base de hidrógeno, como en el lado de la demanda -un motor de combustión gasta mucha más energía que uno eléctrico ".
"Las bajas eficiencias energéticas causan una frágil efectividad climática", dice Sacchi. "Si se produjeran con las mezclas de electricidad actuales, los combustibles a base de hidrógeno aumentarían, no disminuirían, las emisiones de gases de efecto invernadero. Para la combinación de electricidad alemana en 2018, utilizandoLos combustibles a base de hidrógeno en automóviles, camiones o aviones producirían entre tres y cuatro veces más emisiones de gases de efecto invernadero que el uso de combustibles fósiles ". Por el contrario, los automóviles o camiones eléctricos causan emisiones de gases de efecto invernadero comparables o inferiores a las del diésel oLos automóviles de gasolina ya se basan en las mezclas de electricidad actuales en la mayoría de los países, según muestran los investigadores en base a un análisis completo del ciclo de vida desde la cuna hasta la tumba que incluye también las emisiones asociadas con la producción de baterías.
"Solo para los sistemas de energía verdaderamente renovables los combustibles a base de hidrógeno se convierten en un medio eficaz para ayudar a estabilizar nuestro clima", dice el coautor Jordan Everall. "Los combustibles a base de hidrógeno, por lo tanto, claramente requieren la acumulación de cargas adicionales de producción de energía renovable.instalaciones."
Los costos de reducción de gases de efecto invernadero de los combustibles a base de hidrógeno son actualmente de alrededor de 1000 euros por tonelada de CO 2
Incluso asumiendo el 100% de electricidad renovable, los costos de evitar una tonelada de CO 2 las emisiones por el uso de combustibles a base de hidrógeno serían actualmente de 800 euros para combustibles líquidos y 1200 euros para combustibles gaseosos, calcularon los investigadores. Esto es mucho más alto que el CO actual 2 precios, por ejemplo, en el Sistema Europeo de Comercio de Emisiones, que actualmente están por debajo de 50 euros por tonelada. Sin embargo, si hay un progreso tecnológico continuo impulsado por el CO 2 precios, así como subsidios e inversiones en hidrógeno e industrias relacionadas, para 2050 estos CO 2 los costos de reducción podrían bajar a aproximadamente 20 euros para los líquidos y 270 euros para los combustibles electrónicos gaseosos.
Por lo tanto, con el aumento de CO 2 los precios de los combustibles a base de hidrógeno podrían volverse competitivos en costos probablemente para 2040. Esto es demasiado tarde para aquellos sectores donde existen alternativas de electrificación directa, dada la urgencia de reducir las emisiones de gases de efecto invernadero para estabilizar nuestro clima.
La fijación de precios del carbono es necesaria para que los combustibles a base de hidrógeno sean competitivos
"A pesar de las incertidumbres sobre los costos futuros, los combustibles a base de hidrógeno tienen el potencial de convertirse en una tecnología de respaldo para reemplazar todos los combustibles fósiles restantes alrededor de 2040-50. Sin embargo, la realización depende de un apoyo sustancial a las políticas a gran escala y, de hecho, los subsidios paraunas dos décadas antes de que los casos comerciales pudieran asegurarse únicamente mediante el aumento de los precios del carbono ", dice Falko Ueckerdt." Una estrategia de política general podría basarse en dos pilares: primero, un amplio apoyo tecnológico para fomentar la innovación y la ampliación inicial, incluida la electrificación directa. En segundo lugar,un precio sustancial del carbono y una reforma fiscal a la energía que, en conjunto, crean un campo de juego nivelado para todas las tecnologías y, por lo tanto, un equilibrio sensato entre la electrificación directa e indirecta "
"La visión a largo plazo de los combustibles a base de hidrógeno es prometedora", dice Gunnar Luderer. "Aprovechando el enorme potencial de energía eólica y solar de los cinturones solares mundiales, los combustibles electrónicos pueden comercializarse a nivel mundial y, por lo tanto, resolver los cuellos de botella de las energías renovables enpaíses densamente poblados como Japón o en Europa. Sin embargo, como los objetivos climáticos nacionales e internacionales requieren reducciones de emisiones inmediatas, desde una perspectiva climática, la electrificación directa debe ser lo primero para asegurar un futuro seguro para todos ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto de Potsdam para la Investigación del Impacto Climático PIK . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
Referencia de la revista :
cite esta página :