Perspectiva energética mundial 2023: perspectivas del hidrógeno
A pesar de algunas incertidumbres entre los escenarios, se prevé que la demanda mundial de hidrógeno limpio crecerá significativamente hasta 2050, pero se necesitan mejoras en la infraestructura y avances tecnológicos para satisfacer la demanda proyectada. Por McKinsey
Se prevé que la demanda de hidrógeno limpio aumentará entre 125 y 585 Mtpa para 2050
La demanda actual de hidrógeno se satisface en gran medida mediante el reformado de metano con vapor a base de combustibles fósiles y es impulsada por la producción y refinación de fertilizantes. Se espera que estas industrias lideren la adopción de hidrógeno azul y verde hasta 2030 en los escenarios más lentos, a medida que cambien sus operaciones basadas en hidrógeno a hidrógeno limpio. Paralelamente, en los escenarios más rápidos pueden comenzar a surgir “nuevas” aplicaciones emergentes (por ejemplo, en el acero, en la producción de combustibles sintéticos y en el transporte pesado por carretera).
Casi todo el hidrógeno que se consume hoy en día es hidrógeno gris (aproximadamente 90 millones de toneladas).1por año [Mtpa]). Sin embargo, se prevé que la demanda de hidrógeno gris disminuya a medida que aumente la demanda de hidrógeno limpio y los costos de las moléculas verdes eventualmente se vuelvan más competitivos.2Para 2050, la demanda de hidrógeno limpio podría representar entre el 73 y el 100 por ciento (125 a 585 Mtpa) de la demanda total de hidrógeno, y el hidrógeno gris solo cubrirá entre menos de 1 y 50 Mtpa de la demanda, según el escenario.
Después de 2025, se espera que casi toda la nueva producción de hidrógeno que entre en funcionamiento sea hidrógeno limpio. Esto coincide con el inicio de la esperada eliminación del hidrógeno gris, impulsada por la creciente competitividad de costes del hidrógeno limpio y los compromisos de descarbonizar. Hasta 2030, se prevé que la adopción de hidrógeno limpio estará impulsada por el cambio de las aplicaciones existentes del hidrógeno gris al azul y verde, pero entre 2030 y 2040 se espera que la adopción de hidrógeno en nuevas aplicaciones sin demanda existente impulse el aumento de la demanda de hidrógeno limpio.
Después de 2040, se prevé que los compromisos de los sectores público y privado impulsen la adopción de hidrógeno limpio y combustibles basados en hidrógeno en aplicaciones emergentes en los escenarios de Mayor Aceleración y Compromisos Alcanzados. Los mecanismos potenciales que serían necesarios para respaldar el crecimiento de la demanda de hidrógeno y derivados del hidrógeno en estas aplicaciones incluyen la implementación o el aumento de precios de CO 2 , cuotas de combustibles sostenibles en la aviación u objetivos de reducción de CO 2 en el transporte marítimo. Por otro lado, en los escenarios de trayectoria actual y de desvanecimiento del impulso, se proyecta que la absorción de hidrógeno se verá impulsada por una continuación de la actual disminución de costos y el crecimiento subyacente en algunos de los mercados de fertilizantes y productos químicos que utilizan hidrógeno en la actualidad, con nuevas políticas limitadas. apoyo.
Se espera que algunas geografías, como la Unión Europea y el Reino Unido, eliminen por completo el hidrógeno gris para 2050 en todos los escenarios excepto Fading Momentum. Es probable que el hidrógeno gris desempeñe un papel más importante en el escenario de Fading Momentum que en los escenarios de transición energética más rápida, debido a una adopción más lenta de hidrógeno limpio en nuevos sectores. En estos sectores, se prevé que la adopción de hidrógeno limpio sea limitada hasta 2050.
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Se prevé que la industria impulse la mayor parte de la adopción de hidrógeno limpio hasta 2030, seguida de una adopción más amplia de nuevas aplicaciones para 2050.
Las aplicaciones con demanda existente probablemente representarán la mayor parte de la demanda de hidrógeno limpio a lo largo de la década de 2020, lo que podría impulsar el aumento de la participación del hidrógeno limpio en la demanda total de hidrógeno de menos del 1 por ciento actual a alrededor del 30 por ciento para 2030 en el escenario de Mayor Aceleración.
Para 2040, el hidrógeno limpio podría desempeñar un papel más importante en nuevas aplicaciones, especialmente en la movilidad, que se espera que sea el mayor “recién llegado” en demanda de hidrógeno limpio para 2040 en el escenario de Mayor Aceleración. Las aplicaciones podrían variar desde vehículos eléctricos de pila de combustible en camiones pesados de larga distancia hasta queroseno sintético en la aviación. Se espera que el segundo mayor recién llegado sea el hidrógeno utilizado en calefacción (principalmente industrial), desplazando al gas natural. La adopción combinada de hidrógeno limpio en aplicaciones existentes y aplicaciones emergentes podría impulsar la participación del hidrógeno limpio en la demanda total al 75 por ciento para 2040.
Para 2050, en el escenario de Mayor Aceleración, se prevé que las aplicaciones de movilidad sigan siendo los principales impulsores de la adopción de hidrógeno limpio: el transporte por carretera representará alrededor de 80 Mtpa y la aviación alrededor de 50 Mtpa, y los 15 Mtpa restantes provendrán del transporte marítimo. Se prevé que las aplicaciones industriales y la calefacción existentes impulsarán una mayor absorción de hidrógeno limpio, lo que podría dar como resultado que el hidrógeno limpio represente el 95 por ciento de la demanda total de hidrógeno en 2050.
Sin embargo, persisten las incertidumbres en torno al crecimiento de la demanda. Por ejemplo, la energía podría generar un aumento adicional de la demanda de entre 60 y 70 Mtpa para 2050, además de la demanda proyectada en el escenario de Mayor Aceleración. Esto podría suceder si las turbinas alimentadas por hidrógeno o las celdas de combustible estacionarias resultan más competitivas o cuentan con más apoyo público que las tecnologías alternativas para la descarbonización de última milla del sistema energético, como las tecnologías de almacenamiento de energía de larga duración y la captura, utilización y almacenamiento de carbono. (CCUS).
En el escenario Fading Momentum, se espera que el uso final ya existente de hidrógeno en la producción de fertilizantes impulse el consumo mucho más allá de 2030, lo que corresponde a un menor crecimiento total.
El único sector que no se prevé que experimente un aumento en la demanda total de hidrógeno en 2050 en comparación con la actualidad es el de refinación, y se espera que la demanda alcance su punto máximo a fines de la década de 2020 o principios de la de 2030, según el escenario, impulsada por una menor demanda de petróleo en todos los escenarios.
La adopción de nuevas aplicaciones depende del entorno operativo, el desarrollo de la infraestructura y la competitividad relativa.
De cara al futuro, se espera que las agendas de descarbonización de gobiernos y empresas impulsen la adopción del hidrógeno en nuevas aplicaciones, así como la descarbonización de las aplicaciones existentes del hidrógeno gris. Sin embargo, en la mayoría de las regiones existe una incertidumbre significativa en torno a la adopción proyectada de hidrógeno en estas nuevas aplicaciones en todos los escenarios.
La incertidumbre que rodea la demanda de hidrógeno en aplicaciones emergentes surge de una combinación de factores, incluida la falta de claridad en el apoyo gubernamental, el desarrollo de infraestructura habilitadora y la evolución de la dinámica competitiva con otras tecnologías de descarbonización. Por ejemplo, el papel del hidrógeno en la descarbonización de la aviación podría depender del apoyo gubernamental, así como de la dinámica y la competencia del mercado. En primer lugar, se necesitan cuotas de combustible de aviación sostenible (SAF) en todas las geografías para impulsar un cambio del queroseno basado en combustibles fósiles a alternativas limpias. En segundo lugar, los combustibles sintéticos a base de hidrógeno tendrían que resultar competitivos con las principales alternativas de SAF, por ejemplo el bioqueroseno, ya sea en función de los costos o de las limitaciones en la disponibilidad de materia prima necesaria para producir bioqueroseno.
Del mismo modo, existe incertidumbre sobre el cambio del hidrógeno gris al hidrógeno limpio. Probablemente se necesitarán mandatos activos, como precios de CO 2 y subsidios, para facilitar la descarbonización de la demanda de hidrógeno existente, ya que el cambio probablemente no será atractivo basándose únicamente en la economía.
