2024 y todavía no rueda el prometido bus de hidrógeno verde en Bogotá
ANÁLISIS | Transmilenio quiere llegar a tener “la flota más grande en hidrógeno del mundo”, sin embargo todavía no rueda el primer bus impulsado con este combustible. ¿Cuál es la hoja de ruta del hidrógeno verde en Colombia?
El 27 de marzo de 2023, funcionarios de más alto nivel del gobierno nacional, distrital y empresarial presentaron públicamente el “inicio del piloto de movilidad con hidrógeno de bajo carbono en Bogotá”: concretamente, del primer bus de transporte público que se impulsará con hidrógeno. La entonces Ministra de Minas, Irene Vélez, y la exalcaldesa Claudia López celebraron este hito como un gran logro y el cumplimiento de un sueño y el exgerente de Transmilenio anunció que Bogotá podría tener la flota más grande de hidrógeno en el mundo. Felipe Bayón, expresidente de Ecopetrol (y empresa que financia este plan piloto) prometió que este bus comenzaría a rodar en junio de 2023, tan pronto superara una serie de evaluaciones técnicas.
Sin embargo, arrancó el 2024 y el bus todavía no anda. En el plan de gobierno del actual alcalde, Carlos Fernando Galán, ni siquiera se menciona la movilidad pública con hidrógeno.
¿Cuál es entonces la hoja de ruta que se trazó el país y la ciudad en materia de hidrógeno? ¿Cuáles son las perspectivas globales de los distintos tipos de hidrógeno como combustibles del futuro?
Irene Vélez, entonces Ministra de Minas y Energía le entrega a la alcaldesa Claudia López la primera llave del primer bus que será impulsado con hidrógeno. Crédito: Ministerio de Minas y Energía
El hidrógeno como combustible
El hidrógeno es el elemento químico que más abunda en nuestro planeta y en el universo. De hecho, el sol quema hidrógeno de manera permanente. El hidrógeno en estado puro es muy inflamable y escaso, pero está presente en muchas moléculas, como las de los hidrocarburos y las del agua (H20). Para extraer el hidrógeno del agua se necesita una buena cantidad de energía. Cuando esta energía proviene de una fuente renovable como el sol o el viento, se habla de hidrógeno verde. En este caso, el proceso es tan mágico como seductor: la posibilidad de resolver nuestros problemas energéticos a partir del agua, del sol y del viento.
El hidrógeno verde es una alternativa muy celebrada porque ni la energía necesaria para la electrólisis (el proceso que separa el hidrógeno del agua), ni la quema del hidrógeno producen gases efecto invernadero. Por su posición geográfica, Colombia tiene buen potencial en energías renovables y se montó en la ola global de generar políticas públicas para facilitar y potenciar la producción y uso de hidrógeno. El expresidente Duque dejó lista la “Hoja de Ruta para el hidrógeno en Colombia”y varias normas que le abren camino. Organismos multilaterales, agencias de cooperación, otros gobiernos y empresas privadas han auspiciado espacios de diálogo y generación de grandes expectativas en torno al hidrógeno verde.
Hay, sin embargo, hidrógeno de otros colores, cuya generación sí produce emisiones. Por un lado, está el hidrógeno gris, que produce energía al romper moléculas de hidrocarburos, en donde el hidrógeno se encuentra presente. Al liberar el hidrógeno de esas moléculas, los gases de CO2 se liberan a la atmósfera. Cuando se impide que estos gases se emitan, se habla de hidrógeno azul. En este caso, los gases se capturan, almacenan y utilizan en la industria por medio de tecnologías llamadas CCUS (Carbon Capture, Use and Storage, por sus siglas en inglés; o Captura, Almacenamiento y Uso del carbono). Estas CCUS están todavía en fase de prueba y todavía no es clara su efectividad en el largo plazo ni sus impactos socioambientales. Menos del 1% del hidrógeno que se produce en el mundo es verde o azul.
El despliegue del hidrógeno en el transporte es todavía muy incipiente y está en fase de experimentación, como el piloto del bus en Bogotá y otros lugares. Desde los años noventa hay experimentos con buses de hidrógeno en varias ciudades del mundo, pero sólo a partir de la década de los veinte de este siglo ha habido un despliegue comercial. Sin embargo, la cantidad de buses rodando es aún bajita. En enero de 2023, había 370 buses en toda Europa. La delantera la lleva por supuesto China que a finales de 2021 tenía ya más de 5300 andando. Aunque todavía son cifras muy marginales.
Una sola tanqueada de ocho minutos le da suficiente energía al bus de Bogotá para andar 450 km. Sin embargo, las desventajas del hidrógeno son grandes y difíciles de superar. Es un gas muy reactivo y, por lo tanto, muy peligroso, lo que supone enormes retos en su producción, transporte y almacenamiento. Otro problema es su bajísima densidad en estado gaseoso. Es posible licuarlo, pero en ello se va entre el 30 y el 40% de la energía que puede liberar el mismo hidrógeno.
Y hay un problema adicional. Si el gas se escapa, como lo hacen todos los gases en procesos industriales, puede contribuir a la concentración de gases efecto invernadero. No porque el hidrógeno sea uno de ellos, sino porque puede interferir en la química atmosférica y potenciar las concentraciones de metano, un poderoso gas efecto invernadero. El hidrógeno en la atmósfera también puede tener impactos en el vapor, el ozono y en general en la calidad del aire. Estos riesgos se han subestimado, porque el hidrógeno en sí mismo parece bastante inocuo y porque, como en la mayoría de las soluciones tecnológicas, se confía en que se minimizarán al máximo las fugas, pero el riesgo existe y las consecuencias son graves.
¿Será competitivo?
Es posible que el avance tecnológico y la comercialización masiva conduzcan a una reducción de los precios. Sin embargo, durante esta década, las capacidades serán limitadas: las plantas de producción de hidrógeno son todavía muy pequeñas y la infraestructura para transportarlo, inexistentes. El proceso de construcción de ductos puede demorarse al menos una década y requiere importantes inversiones. El costo para los consumidores finales podrá bajar dependiendo de la fuente de energía que se utilice (solar, eólica, hidráulica) y de que disminuyan los costos, en general, después de pasar de la curva de aprendizaje a la comercialización masiva. Con todo, el almacenamiento y el transporte no dejarán de ser difíciles. Para que sea competitivo frente a fuentes más contaminantes, se requieren también medidas como impuestos al CO2 y en general, que bajen los precios de las energías renovables.
Se han construido distintos escenarios que evalúan el crecimiento de la demanda y de los costos. Lo que tienen en común es que son extremadamente variables, porque dependen de muchísimos factores externos. Por ejemplo, escenarios que contemplan distintos niveles de ambición climática muestran demandas de hidrógeno muy distintas. Una meta climática más ambiciosa, implicaría un crecimiento exponencial de la demanda de hidrógeno. Una meta más laxa, un crecimiento casi lineal. Lo que tienen en común ambos escenarios, es que sólo habría un crecimiento significativo a partir de 2035, puesto que preparar la infraestructura necesaria necesita al menos una década.
El sueño del uso masivo del hidrógeno en el transporte público implicaría, en consecuencia, comenzar lo más pronto posible a preparar los ductos, las estaciones, las formas de almacenamiento y transporte, y todas las demás condiciones necesarias para que este combustible sea una solución escalable. El piloto de Bogotá sólo contempló la construcción del bus y de una hidrogenera. Sin embargo, para Transmilenio, los futuros pasos dependerán del análisis del desempeño del bus una vez comience a andar, lo cual aún no ha ocurrido.
¿Será para todos?
Además del proyecto del bus en Bogotá, Ecopetrol tiene otro proyecto de movilidad con hidrógeno en el centro Econova en Cartagena. Allí cuenta con una hidrogenera y un carro Toyota Mirai que ya tiene matrícula y puede andar con libertad. Un carro así consume 0.8 kg de hidrógeno por cada 100 kilómetros y cuesta 75 mil euros, un equivalente a $400 millones de pesos. La hidrogenera de la refinería de Cartagena produce 20 kg diarios de hidrógeno. Es decir que con lo que esta hidrogenera produce al día se podría andar 2500 km. Suponiendo que en promedio los carros anden 50km diarios, esto sería suficiente para 50 carros al día.
Los costos de las estaciones de tanqueo con hidrógeno son, todavía muy altos. Según la Universidad de Cranfield, en el Reino Unido, en 2022, ascendían a entre 1,5 y 2,5 millones de dólares, razón por la que en ese año sólo había 11 estaciones públicas. A menos que se reduzcan sustancialmente estos costos, con una fuerte inversión estatal y privada en innovación tecnológica y otros factores, en 2050 sólo el 0.01 de los carros andarían con hidrógeno. En Alemania, en donde está el número más grande de estaciones de hidrógeno de Europa, los costos de tanqueo siguen siendo poco competitivos. Para recorrer 100 km se necesitan 18 euros, el doble de lo que gasta un carro eléctrico. Hay que tener en cuenta que el Estado alemán da subsidios para el hidrógeno en el transporte, que, además, es hidrógeno gris en la mayoría de los casos. Por eso, a pesar de ser el país que tiene el liderazgo en el tema y que lo promueve en otros países, como en Colombia, en 2023 tenía apenas había menos de 1000 carros con hidrógeno circulando.
La movilidad privada con hidrógeno es hoy una solución tan costosa que sólo puede ser utilizada por un segmento de la población. Los vehículos de hidrógeno son una nueva gama de artículos de lujo y, dados los altos retos tecnológicos y económicos, es muy probable que lo sigan siendo. En ese caso, su contribución a la disminución de gases efecto invernadero puede ser marginal y su producción tendría varios cuestionamientos de justicia ambiental, dado que sólo un segmento rico de la población podrá usarlo, y gran parte de la sociedad tendría que asumir los costos territoriales, técnicos y energéticos para producirlo (e incluso financieros, si revisamos los subsidios o exenciones otorgados por el Estado).
¿Es eficiente?
Todavía no existe un consenso científico sobre la eficiencia energética del hidrógeno verde y sobre los indicadores para medirla. La tasa de retorno energético señala cuánta energía se gana a partir de cuánta energía se invierte. Por ejemplo, si en un proceso de extracción de energía se invierte una unidad de energía y se obtienen 10 unidades de energía, la TRE sería de 10. La TRE de los combustibles fósiles ha ido decayendo porque, con el paso del tiempo, sólo van quedando los que son más difíciles de extraer. Por ejemplo, el carbón pasó de tener una TRE de 80 en los años cincuenta del siglo pasado a una de 46 en 2013.
Las energías renovables tienen TRE menores a las que tuvieron los combustibles fósiles en sus mejores épocas: en otras palabras, no reemplazan las mejores épocas del petróleo y el carbón. Para producir hidrógeno, no sólo se tiene que invertir energía en la extracción de las energías renovables, sino también en los procesos de licuado, enfriamiento, almacenamiento y transporte. Es decir, el retorno de energía después de todo el proceso puede ser muy bajito e incluso, según algunas estimaciones, puede ser negativo.
Por otro lado, urgen cálculos certeros de cuánto territorio y cuánta agua deberá poner el país al servicio de las energías renovables y el hidrógeno verde para alcanzar las metas trazadas. La instalación de parques eólicos ya ha generado cuestionamientos a la violación de derechos territoriales y culturales y a la participación de los pueblos indígenas de La Guajira. Estos proyectos traerán nuevos conflictos sobre los usos del suelo y podrán cambiar la vocación agrícola o de conservación ambiental de muchas zonas del país. En los documentos de política pública de transición energética no se abordan estas preguntas ni se presentan cálculos y proyecciones precisas.
No hay información pública clara sobre los costos territoriales, energéticos, ambientales y sociales que implicaría la producción de hidrógeno verde a gran escala en Colombia; tampoco, sobre cuáles son los usos más necesarios y prioritarios para aprovechar una energía tan difícil y costosa de producir. Probablemente, el público no se inclinaría por carros de altísima gama.
Los escenarios para el hidrógeno en Colombia
La primera hidrogenera que construyó Ecopetrol se utiliza en la refinería en Cartagena. Produce 20 kg de hidrógeno al día y el hidrógeno producido reemplaza al gas en el proceso de extraer el azufre de los combustibles que se producen allí. Ecopetrol produce al año 130 kilo toneladas de hidrógeno, en donde el 90% es gris y el 10% es azul. El dióxido de carbono que se obtiene de la producción de hidrógeno azul de Ecopetrol se vende a la industria de gaseosas. Es decir, se retrasa su expulsión a la atmósfera, porque ahora lo hacemos los consumidores de estas bebidas cuando las exhalamos después de un sorbo refrescante.
La hoja de Ruta del Hidrógeno en Colombia prevé que el hidrógeno gris sea cada vez más costoso, porque asume que aumentarán los impuestos al carbono. El azul, en cambio, tendría un precio estable hasta el 2050, porque el costo creciente de las emisiones se compensaría con tecnologías cada vez más baratas. Sin embargo, capturar o almacenar el CO2 es muy costoso y sólo habrá incentivos fuertes del mercado si emitirlo es más costoso que almacenarlo. Además, el almacenamiento de CO2 por ejemplo bajo tierra es un tema que podrá traer nuevos conflictos socioambientales en el país. A pesar de todas estas dificultades, la Hoja de Ruta considera que el hidrógeno azul “hará posible una descarbonización temprana de determinadas aplicaciones industriales, como el sector de la refinación”.
Para el hidrógeno verde, en cambio, la Hoja de Ruta prevé que los precios bajen considerablemente con el paso del tiempo. En la región en la que desde hoy es más rentable es en el Caribe norte, especialmente, en La Guajira, en donde por su potencial eólico serían incluso muy competitivos en comparación con otros países, como Chile o Australia. Se prevé que los precios de energía solar serán también más competitivos desde 2030. Mientras tanto, los proyectos de hidrógeno se alimentarán de la red nacional de electricidad, que tiene un alto porcentaje hidráulico. De hecho, la energía para la producción de hidrógeno para el bus de Bogotá es del sistema eléctrico nacional. Los paneles solares que existen en el patio automotor entregan la energía a la red, no a la hidrogenera.
Las proyecciones para movilidad con hidrógeno
Como hemos visto, hay muchos retos todavía para que el hidrógeno se constituya en una fuente de energía masiva para el transporte. Según las proyecciones de la hoja de ruta del hidrógeno en Colombia, primero crecerán los usos industriales y después el del transporte. En todo caso, en 2050 más de la mitad del hidrógeno producido irá para el transporte:
Fuente: Hoja de Ruta de hidrógeno
Sin embargo, este crecimiento dependerá de factores externos, como que los costos de producción bajen, los impuestos al carbono suban, las metas climáticas sean ambiciosas y se construya la infraestructura necesaria con relativa velocidad.
Para 2030, la Ruta prevé que en Colombia existan entre 50 y 100 hidrogeneras de acceso público para alimentar entre 1500 y 2 mil carros y entre mil y 1500 buses o camiones. En Bogotá, que es la capital, el único bus de hidrógeno no ha comenzado a rodar y Transmilenio no tiene ningún plan para escalar el hidrógeno hasta que el bus no dé algunos resultados positivos (aunque el entonces gerente de esa empresa dijera que Transmilenio podría llegar a tener la flota de hidrógeno más grande del mundo).
Cuando se presentó el año pasado, este plan piloto fue celebrado como la realización de un sueño tecnológico. Sin embargo, el salto a que este se convierta en una solución de transporte público, depende todavía de muchas variables y de altas inversiones.
Las soluciones climáticas en el transporte van por otro lado
Y es que, en realidad, incluso para la Agencia Internacional de Energía, el hidrógeno en el transporte será siempre una solución muy marginal, incluso si se busca alcanzar el mejor escenario de reducción de emisiones (Net Zero Scenario). Para la agencia, los mayores esfuerzos deben ser el cambio a otras modalidades de transporte, como los trenes. La cantidad de buses y camiones no debería seguir aumentando. La electrificación debería alcanzar en 2030 el 6% y el hidrógeno, apenas el 1%. También, según la IEA, debería aumentar la participación de los biocombustibles:
El hidrógeno, entonces, aparece en el panorama como una opción energética marginal para el transporte público y un lujo para el transporte privado. Aunque el proceso, en la teoría es sencillo y mágico, porque las materias primas son el agua, y las fuentes de energía el sol y el viento, en la práctica tiene retos difícilmente superables.
No hay todavía condiciones tecnológicas y financieras para garantizar una infraestructura segura destinada a un gas explosivo y que ocupa tanto volumen; hay incertidumbre o al menos poca información pública sobre su eficiencia energética, así como sobre la cantidad de otros recursos necesarios para su producción (extensiones territoriales, materias primas); el hidrógeno azul está en una etapa todavía muy exploratoria; no existen aún las salvaguardas sociales para prevenir nuevos conflictos sobre el uso del suelo; y su desarrollo depende de muchos factores externos como la voluntad política de los gobiernos para preparar la infraestructura, gravar el carbono y fijar metas climáticas. Por ahora, se presenta como un gran hallazgo y una promesa de la tecnología, pero, en la práctica, es un recurso para vehículos privados de lujo o públicos con altísimos costos.
Por lo pronto, esperamos que comience a andar el primer bus de hidrógeno en Bogotá que, al parecer, será el único o uno de muy pocos. Es entendible el aplauso de las autoridades al avance tecnológico y a la unión de entidades públicas y privadas para sacarlo adelante. Sin embargo, la ciudadanía necesita conocer los análisis y proyecciones reales para mitigar la crisis climática y resolver las necesidades energéticas, y poder exigir que los esfuerzos presupuestales y políticos se dirijan a soluciones efectivas, más allá de titulares esperanzadores que se quedan, casi un año después, sin desarrollo.
