En el arsenal de soluciones para frenar las emisiones de carbono que están cocinando el planeta y alterando los patrones climáticos, ninguna es más prometedora que el hidrógeno verde, rico en energía, elaborado únicamente con agua y electricidad. Pero es mucho más costoso que la variedad generada por combustibles fósiles que representa casi la totalidad del mercado mundial de hidrógeno valorado en más de 120 mil millones de dólares.
Raffi Garabedian y David Eaglesham, que pasaron años trabajando para que la energía solar a gran escala fuera asequible para las empresas de servicios públicos, ven una gran oportunidad para hacer lo mismo con el hidrógeno verde. Si tienen razón, Electric Hydrogen, una startup que lanzaron en 2021, podría ser rentable en unos pocos años y, lo que es más importante, ayudar a alcanzar un objetivo audaz: limpiar industrias sucias que fabrican cosas como amoníaco, productos químicos, productos derivados del petróleo y acero. . Quieren construir gigantescas refinerías de combustible verde cerca de plantas que lo utilicen, alimentadas con energía renovable.
Es hidrógeno verde para la “descarbonización industrial”, dijo a Forbes el director ejecutivo Garabedian. Para hacer eso, “hay que tener un electrolizador (que genere hidrógeno) realmente barato y hay que tener energías renovables baratas. Y si no estás conectado a la red, las energías renovables en el lugar correcto son muy baratas”.
CHRISTIE HEMM KLOK PARA FORBES
Hacer muchas cosas también es esencial. Entonces, el CTO Eaglesham, quien fundó la empresa, diseñó un sistema del tamaño de una pequeña fábrica con electrolizadores de menor costo que producen hasta 45 toneladas de hidrógeno verde por día, la energía equivalente a 45,000 galones de gasolina. Electric Hydrogen planea construirlos cerca de plantas industriales que utilizan mucho combustible elemental y, eventualmente, producirlo por el mismo costo que el hidrógeno sucio “gris” elaborado a partir de gas natural que produce mucho CO2: tan solo 1.50 dólares el kilogramo.
Fundada hace apenas tres años, la empresa con sede en Natick, Massachusetts, ha recaudado más de 600 millones de dólares de inversores como Breakthrough Energy Ventures de Bill Gates, Energy Impact Partners, BP Ventures, Amazon y Honeywell. (Eaglesham desarrolló la idea de Electric Hydrogen mientras era empresario residente en Breakthrough). Tiene una instalación de 10 megavatios en San José, California, que produce hasta 4,5 toneladas de hidrógeno al día, la energía equivalente a la gasolina. un conductor estadounidense lo utiliza durante más de una década y tiene la intención de entregar su primer sistema comercial a finales de este año, que es 10 veces más grande.
LA ELECTRÓLISIS DE HIDRÓGENO VA EN AUMENTO
La producción de hidrógeno de bajas emisiones mediante electrólisis debería superar significativamente la producción utilizando combustibles fósiles con captura de carbono para 2030, según los Proyectos de Hidrógeno de la AIE. AGENCIA INTERNACIONAL DE ENERGÍA
Lograr que las empresas cambien el hidrógeno derivado de combustibles fósiles por la variedad verde es una obviedad para el clima: las aplicaciones industriales representan casi una cuarta parte de las emisiones de CO2 de Estados Unidos. Garabedian y Eaglesham creen que están cerca de descifrar el código del hidrógeno verde asequible, una empresa potencialmente muy lucrativa. Goldman Sachs estima que el valor del mercado mundial del hidrógeno puede duplicarse a 250 mil millones de dólares para 2030, impulsado por la llegada del hidrógeno verde.
Estados Unidos utiliza al menos 10 millones de toneladas métricas de hidrógeno al año, prácticamente todas obtenidas mediante vaporización de gas natural. Es un proceso que consume mucho carbono y genera al menos 8 kilogramos de CO2 por cada kilogramo de hidrógeno producido, según el investigador de energía RMI.
Cambiar a formas más ecológicas “sería impactante y es una prioridad”, dijo Doug Vine, director de análisis energético del Centro para Soluciones Climáticas y Energéticas, un grupo de expertos en política ambiental en Arlington, Virginia. El desafío será encontrar enormes cantidades nuevas de energía renovable.
“El Departamento de Energía estima que se necesitarían 500 teravatios de electricidad para producir 10 millones de toneladas métricas de hidrógeno verde”, dijo Vine. “Eso es casi un aumento del 13% en la producción actual de electricidad de Estados Unidos”.
A Garabedian y Eaglesham, ex directores de tecnología de First Solar, eso no les preocupa. “A largo plazo, habrá mucha adicionalidad”, afirmó Garabedian. “Preocuparse por eso a corto plazo es una pista falsa”.
UN CAMBIO DE JUEGO INTERMITENTE Y INTERMITENTE
El hidrógeno tiene una larga historia como potencial revolucionario en materia de energía limpia, pero ha enfrentado desafíos técnicos en las últimas dos décadas. Es el elemento más abundante del universo, pero no es barato producirlo a partir de fuentes libres de carbono y es costoso comprimirlo, almacenarlo y trasladarlo. Por eso es mejor utilizarlo cerca del punto de producción. (Una de las razones por las que el precio minorista del hidrógeno en las estaciones de servicio de California para automóviles propulsados por hidrógeno es de hasta 36 dólares el kilogramo.)
Los electrolizadores que producen hidrógeno utilizan costosas membranas, dispositivos de filtrado compuestos de capas de película plástica de alta tecnología recubiertas con trazas de materiales costosos como platino e iridio. Su costo y complejidad colocan al hidrógeno verde en una gran desventaja de precio frente a los grandes consumidores de hidrógeno en el proceso de reformado de metano con vapor.
“HEMOS COMENZADO BASTANTE LEJOS, DESCUBRIENDO CÓMO CRECER LO SUFICIENTE COMO PARA PERSEGUIR ALGO DE LA ESCALA DE UNA PLANTA QUÍMICA”.
David Eaglesham, director tecnológico y fundador de Electric Hydrogen
Para cambiar eso, Electric Hydrogen creó un diseño de planta de hidrógeno estandarizado que combina electrolizadores de alta potencia con tanques de separación de gas, energía, sistemas de gestión térmica y tratamiento de agua. Las membranas que utilizan sus electrolizadores provienen de fabricantes de gran volumen que las fabrican para procesos químicos y filtración de agua, una opción más barata que crear un diseño completamente nuevo, dijo Garabedian. Eaglesham dijo que la compañía también ha desarrollado un método único para obtener más hidrógeno por electrolizador que competidores como Plug y Accelera, reduciendo el costo general. Hacerlo a gran escala también es esencial.
La planta de hidrógeno verde de 100 megavatios de Electric Hydrogen ocupa aproximadamente un acre de tierra. ELECTRIC HYDROGEN
“Hemos comenzado bastante lejos, descubriendo cómo crecer lo suficiente como para perseguir algo de la escala de una planta química. Las plantas químicas son monstruosamente grandes”, afirmó Eaglesham. “Intentamos entender cómo diseñar un electrolizador que parezca una planta química”.
FUROR DE 45V
El enfoque de Electric Hydrogen en aprovechar las fuentes de energía renovables también se alinea con las reglas propuestas para el nuevo crédito de producción de hidrógeno “45V” del Departamento del Tesoro que proporciona hasta $3 por kilogramo de hidrógeno limpio. Las directrices no son definitivas, pero una propuesta publicada en diciembre de 2023 prioriza el uso de energía renovable en todo momento, en lugar de energía generada por combustibles fósiles de la red.
Muchas empresas que desarrollan sistemas de hidrógeno verde reaccionaron con enojo a la propuesta, argumentando que son demasiado estrictas para una industria incipiente. “La gran mayoría de nuestros miembros están descontentos” con la guía tal como está escrita, dijo a Forbes Frank Wolak, presidente y director ejecutivo de la Fuel Cell and Hydrogen Energy Association. Plug Power, un importante fabricante estadounidense de electrolizadores, Accelera, el brazo de tecnología limpia del gigante de los motores diésel Cummins, y la Cámara de Comercio de Estados Unidos estaban igualmente molestos.
“NO SE DEBERÍAN TENER INCENTIVOS QUE PROPAGUEN LA VIDA ÚTIL DEL CARBÓN PARA PRODUCIR HIDRÓGENO LIMPIO. ESO ES UNA TONTERÍA EN TODOS LOS NIVELES”.
Profesor Michael Webber, Universidad de Texas
Electric Hydrogen fue una de las pocas empresas que no pareció preocuparse por las posibles reglas de 45V. El experto en energía Michael Webber, profesor de la Universidad de Texas en Austin, también recomienda “hacerlo bien”.
“No se deberían tener incentivos que propaguen la vida útil del carbón para producir hidrógeno limpio. Eso es una tontería en todos los niveles”, dijo Webber, quien también es director de tecnología del inversor en tecnología limpia Energy Impact Partners, que respalda a Electric Hydrogen. Se espera una versión final de las directrices este año. “Creo que corresponderá a los Hidrógenos Eléctricos del mundo y a otros decir ‘podemos cumplir estas reglas’”.
PLANTA DE 100 MEGAVATIOS
El primer cliente de Electric Hydrogen es New Fortress Energy del multimillonario Wes Edens, que quiere comenzar a utilizar la tecnología de Electric Hydrogen a finales de este año en Beaumont, Texas. New Fortress tiene la intención de vender hidrógeno verde fabricado allí al productor holandés de amoníaco OCI Global. (Electric Hydrogen proporciona el diseño y la experiencia técnica, pero New Fortress y otros futuros clientes construirán y operarán las instalaciones).
Esa planta, alimentada por 100 megavatios de electricidad y capaz de producir hasta 45 toneladas de combustible por día, probablemente será la instalación de hidrógeno verde más grande de Estados Unidos cuando se inaugure. New Fortress se negó a compartir detalles adicionales, incluido cuánto paga a Electric Hydrogen.
Se avecinan más proyectos de plantas, pero Garabedian declinó dar detalles.
Actualmente, el sistema de hidrógeno verde más grande de EE. UU. es una instalación en Georgia que Plug Power abrió recientemente. Es capaz de producir 15 toneladas de hidrógeno verde al día, en forma líquida, impulsado principalmente por una nueva planta nuclear. Como resultado, la instalación debería calificar para el crédito federal completo de $3/kg, dijo a Forbes el director ejecutivo Andy Marsh.
“No creo que nadie más vaya a tener algo así durante dos años aquí en los Estados Unidos”, dijo.
“MI OBJETIVO ES HACER QUE EL CRÉDITO DE 45V SEA IRRELEVANTE”.
Raffi Garabedian, director general de Hidrógeno Eléctrico
Garabedian pretende demostrar que está equivocado con una planta que podría producir tres veces más hidrógeno al día el próximo año. También espera que su construcción cueste aproximadamente la mitad que los 150 millones de dólares necesarios para construir uno de tamaño similar utilizando tecnología de conglomerados europeos, como Siemens o ThyssenKrupp. Sobre esa base, si el sistema de 100 megavatios de Electric Hydrogen cuesta alrededor de 75 millones de dólares, es incluso más barato que construir uno con electrolizadores menos eficientes de China por alrededor de 85 millones de dólares para generar 45 toneladas de hidrógeno al día.
La compañía no espera poder producir hidrógeno tan barato como la versión derivada de combustibles fósiles con su primera planta, pero pretende hacerlo para 2030. Es por eso que el crédito fiscal federal será impactante durante algunos años, dijo Garabedian. Pero al igual que en la industria solar, las empresas no sobrevivirán si dependen demasiado de créditos que eventualmente desaparecen.
El precio de la “energía solar, año tras año durante los últimos 20 años, tiene una curva increíblemente pronunciada y está bajando implacablemente”, dijo Garabedian. “Mi objetivo es hacer que el crédito de 45 V sea irrelevante. Quiero llegar lo más rápido posible al punto en el que los legisladores puedan verlo y decir: ‘Eso fue útil, pero ya no tenemos que hacerlo’”.
Este artículo fue publicado originalmente por Forbes US.
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