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El DOE se propone reducir el coste del hidrógeno limpio, 1 dólar por kilo para 2031

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El Departamento de Energía de EE.UU. (DOE) ha delineado sus prioridades de investigación y desarrollo (I+D) para alcanzar los ambiciosos objetivos de costos para el hidrógeno limpio establecidos por la administración Biden. La producción y el almacenamiento de hidrógeno renovable, así como la tecnología para aplicaciones de transporte por carretera, se encuentran entre las áreas de enfoque clave identificadas por la Oficina de Tecnologías de Hidrógeno y Pilas de Combustible del DOE en su Plan de programa plurianual.

Sunita Satyapal, directora de dicha Oficina, afirmó en un avance del plan del programa:

“Si bien el progreso actual en materia de hidrógeno limpio es alentador, también está claro que se necesita más… y las acciones que se tomen deben estar bien planificadas, deliberadas, ejecutadas cuidadosamente con resultados mensurables, y deben realizarse sin demora”.

Hoja de ruta para el hidrógeno limpio del DOE 

La Ley de Reducción de la Inflación, promulgada en agosto de 2022, introdujo créditos fiscales de hasta 3 dólares por kg para los productores de hidrógeno limpio durante la primera década de vida de un proyecto, dependiendo de su ciclo de vida de emisiones de carbono. Esto incentiva la limpieza o hidrógeno verde producción, posicionándolo competitivamente frente al hidrógeno gris procedente de combustibles fósiles. 

Estados Unidos lidera la producción de hidrógeno verde gracias a estos créditos fiscales y a un subsidio de 9.5 millones de dólares de la Ley de Empleo e Inversión en Infraestructura. El subsidio incluye $8 mil millones para establecer al menos 4 centros regionales de hidrógeno limpio.

Las proyecciones anticipan que el costo del hidrógeno verde disminuirá significativamente para 2050, lo que indicará su viabilidad a largo plazo y alentará mayores inversiones.

costo de hidrógeno verde 2050
Fuente: KPMG Internacional

El DOE tiene como objetivo reducir significativamente el costo del hidrógeno de cero emisiones fijando un precio de 1 dólar por kilogramo para 2031. Este precio incluye la producción, la entrega y el despacho en las estaciones de servicio. Se ha fijado un objetivo provisional de 2 dólares por kilogramo para 2026. 

El plan de la agencia se centra en el objetivo de “inyección de hidrógeno” del DOE. También busca disminuir el costo de los sistemas de electrolizadores a $250-500/kW, reducir el costo de de células de combustible sistemas para transporte pesado a $80/kW, y lograr un costo final dispensado del combustible de hidrógeno por debajo de $7/kg.

Actualmente, hidrógeno producido por electrólisis puede costar al menos 5 dólares por kilogramo, o hasta 12 dólares por kilogramo si se tienen en cuenta los costos de entrega y de las estaciones de servicio. La producción convencional de hidrógeno a partir de gas natural cuesta alrededor de 1.50 dólares por kilogramo, pero conlleva una importante huella de carbono.

Las prioridades a corto plazo delineadas por el DOE incluyen mejorar la tecnología de electrolizadores para lograr menores costos en todo el sistema y una mayor durabilidad. Además, los esfuerzos de investigación y desarrollo se centrarán en el almacenamiento y transporte de hidrógeno para aplicaciones de vehículos pesados, con el objetivo de reducir costos y minimizar las fugas.

Vías de producción limpia de hidrógeno del DOE en la cartera de I+D

Vías de producción limpia de hidrógeno cubiertas en la cartera de I+D del subprograma DOE
Del sitio web del DOE

A largo plazo, el DOE ve oportunidades en métodos avanzados de producción de hidrógeno que requieren un aporte de electricidad mínimo o nulo. Estos incluyen la producción química fotoeléctrica solar y la conversión biológica. El almacenamiento de hidrógeno basado en materiales, utilizando absorbentes o portadores químicos, también es un área de interés para la investigación y el desarrollo a largo plazo.

El sistema de hidrógeno renovable de Toyota

En California, Energía de celda de combustible and Toyota Motor North America celebró recientemente la inauguración del innovador “trigen”en el puerto de Long Beach. Este innovador sistema utiliza biogás para generar electricidad renovable, hidrógeno renovable y agua utilizable.

El sistema Tri-gen se construyó específicamente para respaldar el centro de procesamiento y distribución de vehículos de Toyota en Long Beach. La instalación es la más grande de Toyota en América del Norte y recibe alrededor de 200,000 vehículos Toyota y Lexus nuevos al año.

El sistema presenta tecnología escalable basada en hidrógeno que reduce las emisiones y minimiza la dependencia de los recursos naturales. La tecnología de pila de combustible de Tri-gen convierte biogás renovable en electricidad, hidrógeno y agua utilizable con alta eficiencia y mínima contaminación.

Además, Tri-gen produce hasta 1,200 kg/día de hidrógeno para alimentar el próximo vehículo eléctrico ligero de pila de combustible (FCEV) Mirai de Toyota. También suministra hidrógeno a la fábrica de vehículos pesados ​​adyacente. estación de repostaje de hidrógeno, apoyando las operaciones de logística y acarreo de TLS en el puerto.

La Regulación Avanzada de Flotas Limpias de California exige camiones de cero emisiones para los camiones de acarreo recién registrados. Y Tri-gen está bien posicionado para respaldar la transición a camiones de cero emisiones, incluidos los camiones FCEV Clase 8. La producción de hidrógeno del sistema se puede ajustar en función de la demanda, lo que facilitará la migración a vehículos de cero emisiones para 2035.

Tri-gen genera 2.3 megavatios de electricidad renovable y también suministra el exceso de electricidad a la empresa de servicios públicos local, Southern California Edison. Como tal, contribuirá a la red de energía renovable en el marco del programa de Tarifa de Ajuste del Mercado de Bioenergía de California (BioMAT).

Soluciones pioneras e innovadoras de reducción de carbono

En general, se espera que Tri-gen ayude a reducir más de 9,000 toneladas de emisiones de CO₂ al año procedentes de la red eléctrica. También puede evitar más de 6 toneladas de emisiones de óxido de nitrógeno de la red, al tiempo que reduce potencialmente el consumo de diésel en 420,000 galones/año. Esto se alinea tanto con los objetivos de reducción de carbono de Toyota como con el compromiso del Puerto de Long Beach con soluciones innovadoras de reducción de CO2.

En resumen, el plan del DOE subraya la importancia de la innovación y la inversión continuas en tecnologías limpias de hidrógeno para acelerar la transición hacia una economía baja en carbono.

La colaboración entre FuelCell Energy y Toyota es un ejemplo de cómo las soluciones innovadoras y sostenibles a través del hidrógeno pueden ayudar a reducir las emisiones de carbono en las operaciones comerciales y al mismo tiempo promover fuentes de energía renovables. 

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