Hidrógeno Verde en LATAM

Análisis de los costos operativos relacionados con el H2V

Los costos operativos relacionados con el H2V pueden variar en función de diversos factores, como: la tecnología de producción que puede utilizar el electrolizador alcalino (AC) -de celda de combustible (PEMFC) o óxido sólido (SOE)-, la cual a su vez determina la energía necesaria para llevar a cabo la electrólisis de agua, cuya fuente primaria puede ser eólica, solar u otro tipo de energías renovables; el costo de los materiales (catalizadores, membranas) y los costos asociados con su almacenamiento y distribución, los que dependerán del estado de agregación (gas o líquido) o si se almacena generando otro combustible como amoníaco, metanol o hidrogenando líquidos orgánicos.

El costo de capital y su impacto en el desarrollo del H2V

En una entrega anterior se discutió que el costo de capital (CK) tiene importancia relevante en el costo nivelado del hidrógeno (LCOH), el cual puede desagregarse en dos componentes: el costo de oportunidad de capital (COK) y el de mantenimiento de capital (CMK). No obstante, los costos operativos están en constante evolución a medida que se desarrollan nuevas tecnologías y se optimizan los procesos de producción y distribución.

En la mayoría de los casos1 , el hidrógeno verde se produce mediante la electrólisis, proceso que requiere, además del capital dedicado en el electrolizador, insumos para la producción del hidrógeno verde, donde los más importantes son: energía eléctrica, operación, agua, mantenimiento y arrendamiento.

Ahora bien, comenzando por orden de importancia, la electrólisis puede verse como una conversión energética. De esta manera, este proceso es intensivo en energía y como el hidrógeno es verde, la energía tiene que ser de origen renovable. En esta instancia es menester preguntarse, ¿qué precio debe otorgarse a la energía eléctrica?

La forma más adecuada de responder esta pregunta es analizando la condición del consumidor de energía renovable que tiene el productor de hidrógeno en el mercado de las energías renovables. De esta forma, en un mercado donde existe una multiplicidad de oferentes de energía eléctrica de origen renovable y otro grupo de demandantes de este recurso, el mismo mercado converge a un precio de equilibrio. Este precio de equilibrio es en muchos casos, para las energías renovables, el precio resultante de las licitaciones de corto o largo plazo para contratos de compra (PPA2). Ergo, el productor de hidrógeno verde es aceptante del precio de este mercado y eso es así porque el generador siempre tiene la opción de vender su energía a otro consumidor en el mercado.

Pero, salvo en los casos que la producción de H2V se encuentre en el mismo sitio que el generador, al precio de generación de la energía debe adicionarse la transmisión y la distribución hasta el punto de entrega en la planta de producción de H2V.

Los costos de operación y mantenimiento se pueden modelar con ratios típicos de la industria, para la operación generalmente se utiliza entre 2 y 2.5% de la inversión total y para el mantenimiento, dependiendo de la tecnología entre 20.80 USD/ (kW año) para electrolizadores alcalinos y 15.60 USD/(kW año) para PEMFC y SOE respectivamente.

Otro insumo relevante es el agua, que para su utilización en el electrolizador debe estar desmineralizada. Generalmente los equipos electrolizadores poseen equipos de ósmosis inversa, pero trabajan a partir de una fuente de agua dulce. Si el productor de hidrógeno es de baja escala, se utilizaría agua de red con tarifa industrial. Si la escala es mayor, el productor deberá buscar su fuente de agua dulce por otros medios, perforaciones o tomas. ¿Es posible utilizar agua de mar? Si, es posible desalinizar, pero este proceso es intensivo en energía, lo que implica que será más caro con un impacto en el LCOH. No obstante, algunos autores (Farràs et al., 2021) concluyen que los costos de capital y operativos de la purificación inicial del agua de mar son solo una fracción de los asociados con la electrólisis del agua pura.

Otro aspecto de importancia es el arrendamiento del lugar, ya que este tipo de instalaciones requieren de superficies condicionadas por requisitos de seguridad y operatividad, y en ubicaciones específicas dependientes de tres factores: cercanía a la demanda o al punto de entrega, disponibilidad de energía eléctrica y disponibilidad de agua. Como siempre en bienes raíces la variable más importante es la ubicación.

En la figura 1 pueden verse, en un diagrama de barras, la importancia de cada uno de las componentes en la construcción del costo nivelado para Perú y para Brasil.