La energía nuclear será la forma más eficaz en relación con el costo de producir hidrógeno limpio cuando los precios del gas natural estén muy por encima de los niveles generalmente bajos registrados en la última década. Esta es la conclusión de un nuevo estudio del OIEA en el que se puso de relieve la importancia de tener una mezcla variada de fuentes con bajas emisiones de carbono para una transición exitosa a la energía limpia.
El estudio, en el que se utilizó el nuevo Marco de Modelización de Sistemas Energéticos (FRAMES) del OIEA, concluyó que a medida que suben los precios del gas la mezcla óptima de tecnologías para producir hidrógeno con bajas emisiones de carbono se inclina a favor de la energía nuclear y renovable y se aleja del gas natural con o sin captura y almacenamiento de carbono. Si bien el estudio se centró en un país en concreto, en general es posible extrapolar sus resultados a otros mercados energéticos.
“Este cambio se produce cuando los costos del gas natural están muy por debajo —entre unos 10 y 15 dólares de los Estados Unidos de América por millón de unidades térmicas británicas— de los observados en los últimos días en la Unión Europea, el Reino Unido y algunas partes de Asia”, dice Francesco Ganda, ingeniero nuclear del OIEA que llevó a cabo el estudio, refiriéndose a la subida récord de los precios al contado en estos mercados, que osciló entre 35 dólares y 40 dólares por millón de unidades térmicas británicas (unidad utilizada a nivel mundial para medir el contenido energético del gas natural).
El estudio FRAMES salió a la luz antes de la celebración, el próximo mes, de la Conferencia de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático, en la que el OIEA organizará varios eventos a fin de destacar la contribución de la energía nuclear a la consecución de los objetivos del Acuerdo de París y la Agenda 2030 para el Desarrollo Sostenible. El hidrógeno limpio se considera, cada vez más, una pieza fundamental en la transición a una energía limpia como parte de una canasta energética fiable de bajas emisiones de carbono.
En el estudio FRAMES se utilizó como base de referencia para el precio medio del gas natural la cifra de 6 dólares por millón de unidades térmicas británicas, que era el precio aproximado en mercados como Europa apenas la primavera pasada, antes de su reciente subida. Ese también fue el precio que se utilizó en un estudio realizado recientemente por URENCO/Aurora sobre el mercado del Reino Unido en el año 2050, Decarbonising Hydrogen in a Net Zero Economy, en el que se mostró que la combinación de la energía nuclear y energías renovables puede reducir los costos globales del sistema de producción de hidrógeno.
El hidrógeno es el elemento más abundante en el universo, pero producirlo en forma pura para procesos industriales —que van desde la producción de combustibles sintéticos y productos petroquímicos hasta la fabricación de semiconductores y la alimentación de vehículos eléctricos con pilas de combustible— exige una gran cantidad de energía, y en la actualidad requiere el uso casi exclusivo de combustibles fósiles, fundamentalmente gas natural, en equipos denominados reformadores de metano con vapor. A fin de reducir el impacto ambiental de las 90 millones de toneladas de hidrógeno que se producen al año, y con miras a seguir ampliando la producción para alcanzar los objetivos climáticos, varios países están estudiando procesos nucleares que permitan generar hidrógeno con bajas emisiones de carbono a gran escala y con costos competitivos.
El estudio FRAMES demostró que, cuando los precios del gas natural superan los 20 dólares por millón de unidades termales británicas, el método óptimo de producción de hidrógeno es una mezcla de hidrógeno producido por electrólisis a partir de la electricidad suministrada por una combinación de energías renovables y centrales nucleares convencionales y procesos térmicos, que a la larga podrán ser suministrados por reactores nucleares avanzados de alta temperatura (HTR).
El interés por los HTR es cada vez mayor en el plano internacional debido a que, según se prevé, producirán electricidad y calor de alta temperatura para aplicaciones industriales de forma eficaz en relación con los costos. Los HTR, diseñados por Alemania en la década de 1970, están desarrollándose actualmente en varios países, entre ellos, el Japón, que está logrando importantes avances y China, que ha puesto recientemente en funcionamiento su primera unidad de HTR en la provincia de Shandong. China prevé llegar a desplegar varios HTR más en ese emplazamiento y en otras provincias para combinar la generación de electricidad y de calor industrial para la industria y otras aplicaciones, incluida la producción de hidrógeno.
Actualmente el OIEA está utilizando FRAMES para realizar análisis internos de los sistemas energéticos integrados. Este marco permite estimar, mediante análisis cuantitativos, los posibles beneficios de la energía nucleoeléctrica para los sistemas eléctricos presentes y futuros, algo especialmente interesante para los países que están desarrollando la energía nucleoeléctrica, o considerando esta opción, como parte de su solución para alcanzar los objetivos de emisiones netas cero.
