En los últimos días se ha generado una discusión sobre la posibilidad de que el hidrógeno sustituya el uso de combustibles fósiles en el sector transporte. El debate es necesario porque las fuentes de energías renovables son tan abundantes en Costa Rica que podrían ser utilizadas para sustituir todo el consumo nacional de petróleo con hidrógeno. Sin embargo, el costo es un factor fundamental para la competitividad y la generación de empleos.
El proyecto consiste en producir hidrógeno a partir de un proceso conocido como electrólisis, que utilizará electricidad solar para separar el oxígeno y el hidrógeno del agua. Estas plantas se caracterizan por presentar una baja capacidad y un alto precio.
Tomando en cuenta que se necesitan 340 millones de kilogramos de hidrógeno al año para sustituir los 1.285 millones de litros de gasolina que consumió el país en el 2017, y de acuerdo con el artículo Future cost and performance of water electrolysis: An expert elicitation study, se puede inferir que las plantas electrolíticas necesarias para producir el hidrógeno suficiente para sustituir la gasolina representan una inversión cercana a los $5.400 millones.
A ese monto se le deben sumar unos $6.000 millones para la compra de los compresores, tanques de almacenamiento, terrenos, dispensadores, sistemas contra incendio, etc., para llenar los tanques de los vehículos.
Considerando que estas inversiones tienen una vida de 20 años, para recuperar tanto los costos fijos como las inversiones con una rentabilidad de al menos el 10 %, deberá cobrarse ¢2.310 por cada kg de hidrógeno, y como 1 kg de hidrógeno posee la misma energía útil que 3,78 litros de gasolina, ese monto equivale a ¢612 por litro de gasolina. En otras palabras, solo la inversión y los costos fijos necesarios para obtener el hidrógeno son un 73 % más alto que el precio de la gasolina sin impuestos.
Mucha energía. Por otro lado, se necesitan al menos 60 kWh para producir y almacenar 1 kg de hidrógeno. Según el proyecto la energía se obtendría mediante paneles solares, para lo cual hay dos opciones: la planta de generación de hidrógeno opera solo cuando la radiación solar sea lo suficientemente alta para que los paneles solares funcionen adecuadamente o adquirir baterías para almacenar suficiente electricidad fotovoltaica para que la planta pueda operar las 24 horas.
En el primer caso, la Energy Information Administration (EIA) del Departamento de Energía de los Estados Unidos calcula que para el 2022 el costo de la electricidad producida con paneles solares costaría el equivalente a ¢34 kWh, por lo cual la energía necesaria para obtener 1 kg de hidrógeno costaría ¢2.040 y representaría ¢540 por litro de gasolina.
Sin embargo, la misma EIA indica que la planta solar operaría solo el 33 % del tiempo por lo cual se necesitaría triplicar la inversión para producir el hidrógeno requerido cuando hay sol, por lo que en este caso el costo para que el negocio sea rentable aumentaría a ¢1.836 por litro de gasolina y el costo total del hidrógeno, incluyendo el impuesto único a los combustibles, alcanzaría los ¢2.622 por litro de gasolina; cuatro veces el precio actual de este derivado del petróleo.
En el segundo caso, la International Renewable Energy Agency (IRENA) estima que para el año 2030, el costo de almacenar la electricidad en baterías, cuya duración sea de 10 años, podría bajar a unos $100 por cada kWh almacenado, por lo cual a los $11.400 millones necesarios para generar, almacenar y vender el hidrógeno se le tendrían que adicionar al menos $8.000 millones. El costo final del hidrógeno, incluyendo el impuesto único a los combustibles, podría bajar en el mejor de los casos a ¢1.828 por litro equivalente de gasolina
Resumen. En el escenario más optimista, el hidrógeno producido por electrólisis tendría un costo equivalente al triple del precio actual de la gasolina. El asunto no para aquí, aún tenemos que sustituir los vehículos de gasolina por vehículos de hidrógeno, lo cual, en el mejor de los casos costaría unos $20.000 millones.
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Adicionalmente, para obtener los 340 millones de kilogramos necesarios para sustituir el consumo nacional de gasolina, se necesitaría generar más de 22.000 GWh al año con paneles solares, lo cual equivale al doble de la demanda nacional de electricidad del 2017 y para generar y almacenar esta electricidad se necesitarían alrededor de $15.600 millones.
En resumen, la inversión requerida para sustituir todo el consumo nacional de gasolina por hidrógeno podría superar los $47.000 millones de dólares, prácticamente el doble de la deuda total del gobierno.
El autor es ingeniero, Coordinador del Programa de Energías Limpias del TEC.
