Colorado se convierte en modelo nacional de combustible de hidrógeno limpio

Los defensores de la energía limpia a nivel nacional y local aclaman a Colorado como líder en la búsqueda de producir combustible de hidrógeno limpio como otra alternativa a los combustibles fósiles sucios. Su evidencia principal es una ley recién firmada por el gobernador Polis que define el hidrógeno limpio y reserva créditos fiscales públicos y la aprobación de la PUC para proyectos verdaderamente ecológicos.

Entonces, ¿cuál es el problema? ¿Qué hidrógeno es "verde", qué métodos son "azules", cuáles son los temidos "grises" y cuándo y dónde es probable que se use hidrógeno en proyectos reales a gran escala en Colorado? Hablamos con algunos expertos para ayudar a solucionarlo.

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¿Cómo es el hidrógeno un combustible alternativo? | ¿Cómo funciona el sistema de colores? | Créditos fiscales estatales | ¿Dónde se utilizará probablemente a gran escala? ¿Puedo cargar mi coche con hidrógeno?

El hidrógeno puro se puede quemar como una fuente de alto calor, al igual que el gas natural, el carbón o la gasolina. También se puede utilizar como alternativa al gas natural como "materia prima" para industrias como la producción de fertilizantes.

El desafío es que, si bien el hidrógeno es abundante, es la primera entrada en la tabla periódica, generalmente está vinculado a un compañero como el oxígeno. Necesita ser dividido antes de que sea útil. Dividir el agua (H2O) es la forma más limpia.

Si el hidrógeno no se produce de forma limpia o se usa para reemplazar las fuentes de combustible "sucias" en industrias difíciles de descarbonizar como la producción de cemento, no está haciendo mucho bien desde la perspectiva del calentamiento global. Si produce hidrógeno con electricidad producida a partir de carbón o gas natural, está jugando por el empate.

El hidrógeno verde se produce dividiendo el agua con electricidad limpia, como la energía solar o eólica, o la energía hidroeléctrica de las represas. Un sistema de hidrógeno verde también significa uno que no tiene fugas en la tubería literal: el hidrógeno filtrado extiende la vida del intenso gas de efecto invernadero metano en la atmósfera. Y es más ecológico cuando el hidrógeno reemplaza al combustible fósil en un lugar que necesita calor intenso y siempre disponible, como una forja de acero o un horno de cemento.

"Definitivamente vemos grandes oportunidades en torno al hidrógeno si se hace bien. Pero también hay grandes riesgos en torno a él" cuando se hace mal, dijo Pete Budden, defensor del hidrógeno del Consejo de Defensa de los Recursos Naturales, en una entrevista sobre la legislación de Colorado. "Simplemente tiene que estar realmente dirigido, dónde lo usas y cómo lo haces".

El hidrógeno gris se produce a partir de metano (gas natural) y actualmente es el método de producción dominante para el hidrógeno utilizado para fabricar fertilizantes de amoníaco y otros productos químicos industriales. El proceso libera mucho dióxido de carbono a la atmósfera, según el NRDC y otras fuentes sin fines de lucro, como RMI. Producir hidrógeno gris emite 10 kilogramos de dióxido de carbono por cada kilogramo de hidrógeno producido.

El hidrógeno azul es un término medio, que depende del metano del gas natural pero luego captura el dióxido de carbono resultante y lo secuestra bajo tierra o por otros métodos.

También está el hidrógeno "rosa", en teoría producido por la electricidad de las plantas de energía nuclear, que tiene ventajas en producir menos gases de efecto invernadero pero terribles desventajas en producir desechos tóxicos y sufrir enormes sobrecostos. Dado que no hay planes realistas para la nueva energía nuclear en los EE. UU., dicen los grupos ambientalistas, el rosa no entrará en juego fuera de Europa.

Con lucrativos créditos fiscales federales y estatales y subvenciones para investigación disponibles para proyectos de hidrógeno, los defensores de la energía limpia de Colorado querían que el estado tuviera el esquema de "color" correcto desde el principio. House Bill 1281 dice que un nuevo crédito fiscal estatal por cada kilogramo de hidrógeno producido solo puede destinarse a un proyecto de hidrógeno limpio. Eso incluye lo que la senadora Lisa Cutter, demócrata por Littleton, dice que son algunos de los requisitos básicos para el hidrógeno limpio: producido con electricidad limpia, con fugas mínimas en el transporte y favoreciendo proyectos que usan hidrógeno donde otros combustibles limpios no funcionarán.

"Doy mucho crédito a todos los patrocinadores de proyectos de ley y a la Oficina de Energía de Colorado por trabajar realmente arduamente para responder a todos los grupos ambientalistas, y seguir haciendo lo que necesitábamos para poder retirar" nuevos fondos federales, dijo el cortador. "Realmente tuvimos que trabajar duro para enhebrar la aguja con los grupos ambientalistas. Nunca estaría en el lado opuesto".

Otros patrocinadores del proyecto de ley fueron la representante Brianna Titone, demócrata de Arvada, la representante Stephanie Vigil, demócrata de Colorado Springs y el senador Kevin Priola, demócrata de Henderson.

El proyecto de ley también instruye a la Comisión de Servicios Públicos a establecer un proceso para revisar los proyectos de hidrógeno propuestos por empresas de servicios públicos propiedad de inversionistas como Xcel Energy. La PUC tendrá que revisar cómo se pagan los nuevos proyectos, si los costos se cobran a los contribuyentes consumidores oa los accionistas de la empresa.

Dichas empresas de servicios públicos también tendrían que informar a la PUC cuál podría ser el impacto de un proyecto de hidrógeno en las comunidades afectadas de manera desproporcionada, que ya han sufrido las consecuencias de la contaminación industrial y de servicios públicos a lo largo de la historia de Colorado. Y las empresas de servicios públicos tendrían que seguir informando sobre el ahorro de gases de efecto invernadero y otros aspectos de sus proyectos.

El lenguaje del proyecto de ley ya se considera un modelo nacional a seguir por otros reguladores estatales, dicen el NRDC y otros grupos.

Los parámetros cuidadosos "fomentarán una industria de hidrógeno robusta y renovable a largo plazo, que esté alineada con el clima, y ​​no algo que vaya a ser un destello en la sartén o que no tenga la credibilidad de las verdaderas reducciones de emisiones que estas barandillas realmente pueden ofrecer ", dijo Budden.

Colorado se está asociando actualmente con otros estados del suroeste para ser un "centro de hidrógeno" autorizado oficialmente por el gobierno federal. Ganar ese estatus abriría las puertas para más investigación, desarrollo y subvenciones de capital para hacer despegar grandes proyectos de hidrógeno aquí. La aprobación de una legislación estatal bien pensada puede mejorar las posibilidades de Colorado, dicen los defensores.

Difícil de descarbonizar : Las industrias que dependen del calor siempre disponible en miles de grados no se cambian fácilmente a fuentes renovables como turbinas eólicas o granjas solares. Los investigadores están trabajando en métodos de producción a baja temperatura, pero siguen siendo experimentales. Las plantas de acero y cemento se conocen como industrias "obstinadas" o difíciles de descarbonizar. EVRAZ Steel en Pueblo y los hornos de cemento en Pueblo, Florence y Lyons se encuentran entre los mayores productores de gases de efecto invernadero en Colorado.

El hidrógeno podría ser ideal en esos lugares, ya que ubicar la producción de hidrógeno junto a una planta industrial masiva elimina parte del peligro de fugas durante el transporte por tuberías. El hidrógeno puede arder a las altas temperaturas necesarias para los hornos y las forjas, y esas fábricas ya están acostumbradas a trabajar con los reguladores para controlar las emisiones distintas del carbono.

Las empresas de servicios públicos de Colorado tienen planes para lograr una reducción de las emisiones de carbono del 80 % para 2030, señaló Alana Miller de NRDC. Para obtener el próximo 20% para 2040, como se planeó, es probable que el hidrógeno deba estar en la mezcla, dijo.

quimicos : La producción de fertilizantes para la agricultura estadounidense es un proceso químicamente intensivo. En la actualidad, el amoníaco necesario para crear fertilizantes suele fabricarse con hidrógeno refinado a partir de gas natural. Emplear hidrógeno hecho limpiamente a partir de agua y electricidad renovable reduciría drásticamente las emisiones de carbono de la agricultura.

Utilidades, como energía pico o de respaldo: Cuando las energías renovables solar y eólica están produciendo un exceso para la red, esa electricidad limpia se puede utilizar para dividir el agua en hidrógeno, que luego se puede almacenar durante períodos mucho más largos que la energía en las baterías eléctricas.

En la demanda máxima de energía, o cuando el sol no brilla, el hidrógeno se puede quemar de forma más limpia que el gas natural para producir electricidad máxima o de respaldo para la red. Las empresas de servicios públicos podrían almacenar hidrógeno durante meses o más para ayudar a suavizar los picos estacionales de costos del gas natural del tipo que quemó a los consumidores de Colorado en el invierno de 2022-23.

Quemar hidrógeno no crea un exceso de carbono, pero puede aumentar las emisiones de óxido de nitrógeno, que está controlado por la EPA y contribuye al problema de ozono de Front Range en Colorado. Cualquier quema de hidrógeno a escala de servicios públicos tendría que incluir salvaguardas de NOx, dicen los defensores.

Camiones pesados ​​y otros medios de transporte de larga distancia : Los costos y las necesidades de almacenamiento del hidrógeno tienen más sentido para alimentar camiones pesados, trenes o barcos de navegación marítima de larga distancia. Algunos constructores de camiones están trabajando en modelos alimentados con hidrógeno. El hidrógeno se puede recargar tan rápido como la gasolina y el diésel, lo que crea algunas ventajas sobre las tarifas actuales de recarga eléctrica.

Los defensores del medio ambiente están mezclados acerca de las posibilidades de transporte: "La electrificación está llegando, está mejorando tan rápido que todavía no queremos llamar a un ganador en eso", dijo Budden. "Y existe el riesgo de poner todos los huevos en la cesta del hidrógeno cuando se trata de esos camiones".

No pronto. California tiene algunas estaciones de servicio de hidrógeno, pero la mayoría de los fabricantes de automóviles tratan los modelos de hidrógeno como experimentales, muy diferentes de la producción acelerada de vehículos eléctricos de consumo.

AAA Colorado estaba trabajando con desarrolladores de energía de hidrógeno para ubicar una estación que alimentaría a los vehículos de rescate de AAA, así como un posible acceso público. El estado ahora ha ayudado a financiar ese proyecto de New Day Hydrogen, y la compañía está trabajando en una ubicación en Globeville-Elyria-Swansea. Esos vecindarios serían más adecuados para desarrollar hidrógeno para la industria de camiones y almacenes, muy concentrados a lo largo de las carreteras interestatales 70, 25 y 270. New Day Hydrogen dice que tiene seis grandes operadores de flotas que muestran interés además de AAA, y su objetivo es abrir una estación de servicio en 2025.

Los usos del hidrógeno por parte del consumidor, como los automóviles, pueden no ser la mejor aplicación del material durante mucho tiempo, dicen los expertos. Los funcionarios federales, estatales y locales están ocupados invirtiendo dinero en la infraestructura de recarga pública para vehículos eléctricos, que están listos, son atractivos y tienen precios competitivos en este momento.

"No queremos ver la construcción de enormes redes de reabastecimiento de hidrógeno para duplicar la cantidad de inversión que tenemos que hacer", dijo Budden. "Si no queremos desperdiciar un montón de dinero".

Actualización: esta historia se actualizó el 5 de junio de 2023, con más información sobre una posible estación pública de combustible para vehículos de hidrógeno en el norte de Denver.

Michael Booth es un reportero del Colorado Sun que cubre la salud, las políticas de salud y el medio ambiente. Correo electrónico: [email protected] Twitter: @MBoothDenver Más de Michael Booth