El potencial de Colombia en la carrera por el hidrógeno como fuente de energía

En Colombia el petróleo y el gas siguen mandando en materia de combustibles. Sin embargo, en el proceso de transición energética, que busca aprovechar el potencial de las energías limpias, como la  solar y la eólica, el hidrógeno ha llamado poderosamente la atención, por su potencial.

En el mundo, más de 30 países han desarrollado una hoja de ruta para aprovechar el hidrógeno, y entre ellos está Colombia. En 2021 se sancionó en Colombia la Ley 2099 de 2021, o Ley de Transición Energética y se creó la “Hoja de Ruta para el Hidrógeno” como un mapa para desarrollar esta industria de aquí a 2050.

En julio del año pasado se emitieron también una serie de decretos para avanzar en la regulación de nuevas energías, y se definieron los lineamientos para el desarrollo y la exportación de hidrógeno de cero y bajas emisiones en el país; la creación de un sistema de reporte de información para el mercado del hidrógeno, con el objetivo de organizar y obtener información sistematizada de las diferentes actividades de la cadena de valor; y las responsabilidades de los diferentes ministerios para promover y fomentar este mercado.

De acuerdo con el Ministerio de Minas y la Agencia Nacional de Hidrocarburos (ANH), a la fecha hay cuatro proyectos de producción de hidrógeno verde en fase de operación en Colombia, otros tres proyectos en fase de construcción y diez proyectos en fase de estudios de factibilidad para la producción de hidrógeno y sus derivados.

¿Por qué sirve el hidrógeno?

El hidrógeno se puede utilizar para producir electricidad, calor y combustibles sintéticos, para usos industriales, transporte o edificaciones.

Dentro del mercado del hidrógeno hay dos distinciones que toman relevancia en el proceso de descarbonización: el hidrógeno azul, que puede producirse a partir del gas natural, que a su vez se está utilizando como un combustible de transición, ya que emite menos emisiones que otros combustibles fósiles; y el hidrógeno verde, que hace referencia al generado con energías renovables y de bajas emisiones como la eólica y por el proceso de electrólisis, a partir de agua.

La “Hoja de Ruta para el Hidrógeno”, de 2021, estableció los términos jurídicos y regulatorios con los que se espera desarrollar este mercado, y las bases para el despliegue de la infraestructura y para el impulso al desarrollo tecnológico e industrial.

Colombia tiene como objetivo reducir en 51 por ciento sus emisiones de gases de efecto invernadero en 2030; y en el camino para avanzar hacia la neutralidad en carbón hacia mitad de siglo, el hidrógeno puede ser trascendental.

“La hoja de ruta se ha fijado como principal objetivo el desarrollo de entre 1 y 3 GW de capacidad de electrólisis, que se ubicarán tanto en regiones ricas en recursos renovables, como La Guajira, como en lugares cercanos a los centros de consumo para minimizar los costos de transporte”, explicó la ANH.

Esto, según el Gobierno, implica la instalación de al menos 1,5 a 4 gigavatios (GW) de fuentes no convencionales de energía renovable en el país. Entre las fuentes no convencionales está el hidrógeno, la energía geotérmica, la solar, la eólica, la hidroeléctrica, la energía de los mares y la que obtiene a partir de residuos. Al lograr esta capacidad instalada de electrólisis, Colombia estará en posición de convertirse en un exportador de hidrógeno.

Otro objetivo es alcanzar competitividad del hidrógeno verde, apuntando a costos de producción de 1,7 dólares por kilogramo cuando se produzca en las zonas con recursos renovables óptimos.

¿Cuál es el mapa de proyectos en Colombia?

De acuerdo con la ANH y el Ministerio de Minas, a partir de información de la Agencia Internacional de Energía, los cuatro proyectos que están en operación en Colombia son de producción de hidrógeno verde. 

“Estos proyectos entraron en operación en 2022 y se dividen de la siguiente manera: dos de ellos se centran en el uso final en movilidad, con una capacidad total de 0,17 megavatios (MW); uno está destinado al uso final en la inyección en la red, con una capacidad de 0,022 MW; y el último se enfoca en el uso final en refinerías, con una capacidad de 0,05 MW”, indica el Gobierno. 

Se espera que los tres proyectos que están en fase de construcción entren en operación entre 2023 y 2025. Su objetivo es la producción de hidrógeno y de sus derivados, especialmente el amoníaco, con una capacidad total de 7,3 MW.

“Adicionalmente, hay diez proyectos en fase de estudios de factibilidad para la producción de hidrógeno y derivados, principalmente amoníaco, con una capacidad total de 1,49 GW. Se proyecta que estos proyectos entren en operación entre 2024 y 2027”, indican las autoridades.

Sin embargo, la Asociación Hidrógeno Colombia, gremio promotor del desarrollo del hidrógeno y sus derivados como vector energético e insumo industrial, reconoce que en el país hay alrededor de 28 iniciativas y pilotos que podrían tener una capacidad de electrólisis de 15 GW. La Asociación estima que en el país hay posibilidad de generar inversiones en esta área superiores a 20.000 millones de dólares, y un potencial de 11.200 empleos. 

La principal empresa de Colombia, Ecopetrol, juega un rol clave en el plan que tiene el país para la transición energética y también para la producción del hidrógeno.  

En 2021, Ecopetrol contribuyó con la construcción de la hoja de ruta del hidrógeno en Colombia. A la par, diseñó su plan estratégico para el desarrollo del hidrógeno de bajas emisiones. La meta de Ecopetrol es producir 1 millón de toneladas de hidrógeno de bajas emisiones a 2040, con el objetivo de atender el mercado local y exportar a otros países. Para ello, calculan inversiones cercanas a 2.500 millones de dólares a 2040. 

En 2022, el Grupo Ecopetrol realizó una prueba exitosa de producción de hidrógeno verde en la Refinería de Cartagena, con un electrolizador de 50 kilovatios y 270 paneles solares, que les permitió producir un total de 710 Kg de hidrógeno verde de alta pureza (99.999 por ciento) y recopilar información sobre la operación, mantenimiento, confiabilidad y escalabilidad de las tecnologías utilizadas.

Ecopetrol proyecta que el hidrógeno aportará aproximadamente 11 por ciento a la meta que tiene la empresa de reducir el 50 por ciento de sus emisiones en 2050. 

En marzo de este año la empresa empezó también dos iniciativas de movilidad sostenible en Colombia que utilizan el hidrógeno de bajas emisiones como combustible: un busetón de 50 pasajeros del Sistema Integrado de Transporte (SITP) de Bogotá y un “parque de movilidad al servicio de la innovación”, ubicado en el Centro de Innovación y Tecnología del Caribe (Econova), en Cartagena, en el cual se desarrolla un piloto con un vehículo Toyota Mirai, que evaluará el rendimiento del hidrógeno como combustible, eficiencia y autonomía, entre otras variables. 

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"La meta de Ecopetrol es producir 1 millón de toneladas de hidrógeno de bajas emisiones a 2040, con el objetivo de atender el mercado local y exportar a otros países".

“En Colombia le estamos apostando al hidrógeno y estamos creando todo un mercado alrededor de él”, asegura Luz Stella Murgas, presidenta de Naturgas. El gremio se unió con la Andi para crear una cámara intergremial de hidrógeno el año pasado. 

“En Naturgas tenemos compañías con vocación de ser productoras y también transportadoras de hidrógeno, porque es un elemento que se puede transportar por la misma red de gasoductos y de gas domiciliario. La Andi tiene industriales con vocación de ser consumidores en el futuro y posibles proveedores en Colombia”, explicó Murgas. 

La representante gremial destacó que, además de los proyectos de Ecopetrol en el país, ya están avanzando algunos pilotos en diferentes fases. 

En el Centro de Innovación del Caribe, Haceb instaló una cocina de mezcla de hidrógeno (23 por ciento) con gas natural (77 por ciento); Promigas adelanta el primer proyecto en Latinoamérica de inyección de hidrógeno verde en redes de gas natural con hidrógeno producido a partir de energía solar; en Medellín, la empresa OPEX realiza pruebas en un vehículo de celda de combustible en un Hyundai Nexo, y la empresa AngloGold Ashanti realizó la dualización de un vehículo con diésel e hidrógeno. 

El potencial de Colombia para el capital extranjero

El hidrógeno es uno de los elementos más abundantes que hay en la tierra. Si bien no está en estado puro, sino que está combinado con otros elementos y se requiere de procedimientos para obtenerlo, es un energético que puede reemplazar a otros combustibles fósiles. 

“Esta es una tecnología nueva que está recién implementándose, y por ende es costosa. Para que sea competitiva, se requiere disminuir los precios del hidrógeno”, explica Angela Castillo, directora de desarrollo de negocios de energía de Black and Veatch, empresa estadounidense de consultoría, ingeniería y adquisiciones en diferentes sectores. 

Black and Veatch participa en uno de los mayores proyectos de hidrógeno del planeta, el proyecto Delta, ubicado en Utah (Estados Unidos), el cual utiliza 220 MW de energía renovable captados de la red para producir 100 toneladas métricas de hidrógeno. 

“Nosotros no somos inversionistas, pero desarrollamos asesoría técnica. Hoy estamos trabajando activamente en proyectos en Chile y Uruguay, y estamos mirando a Colombia con mucha atención. Ya hay desarrollos importantes en hidrógeno en donde ya tenemos conversaciones con algunas de las empresas que tiene proyectos en su portafolio en etapas de factibilidad y prefactibilidad”, dice la ejecutiva de la empresa. 

Según Castillo, Colombia tiene características que le dan un potencial importante para el desarrollo en la región, como es el potencial eólico en La Guajira y factores favorables para proyectos fotovoltáicos. “Para que el hidrógeno sea verde se requiere de energías renovables no convencionales, y al tener bajos precios se logra un hidrógeno más competitivo. Si Colombia alcanza su meta de 1,7 dólares por kilogramo a 2030, se va a situar dentro de los principales jugadores dentro del mercado mundial de hidrógeno”, comenta.  

De acuerdo con el Gobierno, se tienen identificadas regiones potenciales en Colombia para el establecimiento de hubs de Power to X (para convertir electricidad renovable en combustible), que son favorables para el desarrollo inicial de la economía del hidrógeno y sus derivados en el país. 

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"Hoy estamos trabajando activamente en proyectos en Chile y Uruguay, y estamos mirando a Colombia con mucha atención. Ya hay desarrollos importantes en hidrógeno en donde ya tenemos conversaciones con algunas de las empresas".

En Cartagena y Barranquilla, según el Gobierno, se presentan “condiciones óptimas para el desarrollo de proyectos de blending, producción de hidrógeno verde y amoníaco a escala comercial”. En el Valle del Cauca se han identificado oportunidades para aprovechar la biomasa disponible de cultivos de caña de azúcar en la región y se observa un potencial de demanda local de hidrógeno verde y derivados, como el metanol.

Antioquia, por su parte, se proyecta, según la ANH, como una región “capaz de cubrir la demanda nacional debido a su potencial en energía solar, hidráulica y biomasa”, lo cual se refuerza con la infraestructura de transporte que tiene el departamento, y su conexión con el sistema interconectado nacional y acceso al océano Atlántico. Según la ANH y el MinMinas, Manizales es otra región que podría aprovecharse para la cobertura de la zona cafetera. 

Finalmente está La Guajira, departamento que ya se considera “como un hub de hidrógeno en desarrollo”, dado su gran potencial eólico y solar, que podría ofrecer los costos de producción más competitivos en el país. “Sin embargo, es fundamental trabajar estrechamente con las comunidades locales para garantizar un desarrollo social regional a partir de estos proyectos”, asegura el Gobierno.

Para que la industria despegue se necesita de más inversiones y proyectos, y también abaratar el mercado, no solo desde la operación en los países, sino también en términos de tecnología, pues máquinas como los electrolizadores requieren grandes inversiones. Colombia ya está dando pasos con sus avances regulatorios y sus primeros pilotos, lo importante es que no pierda el impulso.