Dar el salto a la energía limpia­ y a la neutralidad climática

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Introducción

La urgencia colectiva de abordar el cambio climático sigue creciendo. En agosto, el Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático (IPCC) de la ONU publicó un informe histórico en el que deja claro que aún es posible limitar el calentamiento global a 1,5 °C, pero se requiere un cambio inmediato y rápido.1 

En la COP26, la Conferencia de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático, que se celebrará en noviembre, los gobiernos de todo el mundo se reunirán para intentar poner en marcha ese cambio, adoptando planes para reducir drásticamente sus emisiones de gases de efecto invernadero (GEI). 

Una parte importante de esos planes (y la oportunidad para iniciar una transición) debe dirigirse al sector energético, que es el responsable del 73 % de las emisiones totales.2 Como las necesidades de energía son universales, resulta evidente que lo que el mundo debe hacer es dar el salto a la energía limpia. 

El 73 % de las emisiones mundiales provienen del sector energético

La electrificación de la industria y el transporte también puede ser un gran factor de impulso en la transición al cero neto, pero solo en la medida en que se utilicen formas de energía limpias. Como resultado de esta mayor electrificación, la demanda global de electricidad está aumentando. De hecho, un estudio del Departamento de Energía de Estados Unidos concluyó que la electrificación generalizada provocará un aumento del consumo de electricidad en Estados Unidos de hasta un 38 % para 2050.3

Pero a pesar de que sabemos lo que el mundo tiene que hacer, no hay mucho tiempo para dar este salto. Según la Agencia Internacional de la Energía (AIE), alcanzar la neutralidad climática en 2050 (objetivo marcado para mediados de siglo en el Acuerdo de París) depende de un crecimiento sin precedentes de las energías limpias hasta 2030 (véase la figura 1).4 Para finales de esta década, deberíamos presenciar un despliegue masivo de todas las tecnologías de energía limpia disponibles, incluidas las renovables, las estaciones de recarga de vehículos eléctricos, el hidrógeno y la captura y el almacenamiento del carbono.

Figura 1: Inversión anual en energía limpia en la senda hacia la neutralidad climática según la AIE

Annual Clean Energy Investment in the IEA's Net-Zero Pathway
Fuente: Agencia Internacional de la Energía (AIE).

Para 2050, casi el 90 % de la generación de electricidad tendrá que proceder de fuentes limpias, es decir, que las energías eólica y solar juntas deberán representar casi el 70 % (véase la figura 2).5 Esto significa que, en la senda hacia el cero neto trazada por la AIE, la capacidad eólica tendrá que multiplicarse por 11, mientras que la solar se verá obligada a hacerlo por 20.

Figura 2: El salto a la energía limpia

Generación mundial de electricidad por fuente en un escenario de cero emisiones netas para 2050

The Leap to Clean Energy
Fuente: Agencia Internacional de la Energía (AIE). CCUS: captura, utilización y almacenamiento del carbono. TWh: teravatio hora.

Afortunadamente, la energía eólica y la solar ya son rentables y económicas. De hecho, ahora son las fuentes más baratas de generación de energía a gran escala para el 90 % de la demanda mundial de electricidad según indica el análisis del coste nivelado de la energía de BloombergNEF. Además, es menos costoso construir y poner en funcionamiento nuevas centrales eólicas o solares a gran escala que las centrales eléctricas de carbón o gas existentes en casi la mitad del mundo.6 Prevemos que esta tendencia se acelerará gracias a las incesantes economías de escala en la producción de equipos renovables.

Otro hecho positivo en el camino hacia la neutralidad climática es que las prioridades están cambiando tanto entre los gobiernos como entre las empresas. Los compromisos de cero emisiones cubren hoy en día alrededor del 70 % de las emisiones mundiales de carbono7 y más del 70 % del PIB mundial (véase la figura 3).

Figura 3: El impulso hacia la descarbonización, más fuerte que nunca

El porcentaje del PIB mundial que abarcan los compromisos de cero neto

Momentum Behind Decarbonization Has Never Been Stronger
Fuente: Banco Mundial, ECIU, análisis Bernstein.

Los países están traduciendo los objetivos del Acuerdo de París en políticas climáticas creíbles y objetivos legislados. Estos pueden tomar la forma de normativas sobre electricidad limpia, la aplicación de una tarificación del carbono o de inversión pública para construir estaciones de recarga de vehículos eléctricos y una red más resiliente. A modo de ejemplo, el presidente de Estados Unidos, Joe Biden, tiene previsto promulgar una ley que obligue a que el 80 % de la generación de electricidad de Estados Unidos proceda de fuentes de energía limpia para 2030 y el 100 % para 2035.8 Por su parte, Canadá ha aprobado recientemente una ley que incorpora sus objetivos climáticos en el ordenamiento jurídico.9

Estos compromisos se propagan desde los países hasta las empresas, y es ahí donde radica la oportunidad. Las empresas necesitarán colaborar con socios que cuenten con una gran experiencia operativa, así como con capital a gran escala, para poner en práctica estos planes de descarbonización y demostrar que, efectivamente, están llevando a cabo la transición a la neutralidad climática. Como primera medida para reducir sus emisiones, las empresas tratarán de formalizar contratos con proveedores de energías renovables. Las actuaciones también podrían incluir la adopción de energías renovables en las instalaciones o fuera de ellas, la electrificación de los procesos industriales o la utilización de hidrógeno verde y el almacenamiento en baterías.

La ecologización de las redes eléctricas globales es la mayor oportunidad de descarbonización a nivel mundial hoy en día y debemos actuar ahora mismo.

Contratos de energía corporativos

Cada vez son más las empresas que se marcan voluntariamente objetivos de reducción de emisiones de carbono como forma de hacer frente al cambio climático, diferenciando sus negocios y afianzando su reputación. 

De cara al futuro, la probable combinación de un aumento de las regulaciones, los impuestos sobre el carbono y la presión de las partes interesadas no harán más que enfatizar la necesidad de que las empresas descarbonicen los procesos de producción de cualquier bien o servicio que proporcionen. 

La primera medida de todo plan de descarbonización es, sencillamente, hacer más ecológica la energía utilizada en la propia empresa. Esto afecta inmediatamente a las emisiones de Alcance 2, que son las emisiones indirectas procedentes de la generación de energía comprada. 

A medida que las empresas vayan cumpliendo estos objetivos, necesitarán proveerse de energía limpia, a menudo a través de contratos de compraventa de energía (PPA) con proveedores de energías renovables (véase la figura 4). Estos PPA ofrecen a los promotores de proyectos renovables un mecanismo para fijar los precios de la energía durante unos 10–20 años, lo que les garantiza los ingresos necesarios para construir nuevos proyectos y generar un rendimiento de su capital. Además, como las estructuras de los PPA están vinculadas a nuevas instalaciones de generación de energía renovable, estos acuerdos suelen generar adicionalidad, es decir, que la inversión aumenta la cantidad o la calidad de la producción de energía renovable por encima de lo que habría ocurrido de otro modo. 

Figura 4: Elevada actividad de contratos corporativos de compraventa de energía solar en Estados Unidos

Volumen por región (GW)

Corporate PPA Activity Is High for U.S. Solar

Volumen por tecnología (GW)

Corporate PPA Activity Is High for U.S. Solar
Fuente: Bloomberg New Energy Finance (2021), base de datos de los PPA corporativos, AIE. GW: gigavatios.

A modo de ejemplo, Amazon es el mayor comprador corporativo de energía renovable del mundo y no deja de avanzar hacia su objetivo de alcanzar el 100 % de energía renovable en 2025. En junio de 2021, Amazon anunció que había alcanzado los 10 gigavatios (GW) de capacidad de energía renovable. Actualmente cuenta con 232 proyectos de energía renovable en todo el mundo, incluidos 85 proyectos eólicos y solares a escala de servicios públicos y 147 techos solares en instalaciones y tiendas de todo el mundo.10 Estos proyectos suministrarán energía renovable a las oficinas corporativas de Amazon, los centros de distribución, los centros de datos y sus tiendas Whole Foods.

Facebook es otro gran comprador de energía renovable. Desde el año pasado, su operativa se sustenta en energía 100 % renovable. La empresa tiene contratos por más de 6 GW de energía eólica y solar en dieciocho estados y cinco países. Sus 63 proyectos son nuevos y están situados en las mismas redes eléctricas de los centros de datos a los que prestan asistencia.11

Y no únicamente las empresas tecnológicas se abastecen de energía limpia. Otros sectores, como el químico, también están tomando medidas. BASF, por ejemplo, ha adquirido recientemente una participación en un parque eólico marino que se está desarrollando en los Países Bajos. Una vez que esté en funcionamiento, BASF adquirirá la electricidad de su participación en el parque eólico a través de un PPA a largo plazo.12 Puesto que el objetivo de BASF es lograr el cero neto para 2050, una herramienta importante para reducir sus emisiones de Alcance 2 es la sustitución de la electricidad basada en combustibles de origen fósil por electricidad libre de ellos.

Para satisfacer esta creciente demanda de contratos corporativos, los socios del sector de las energías renovables deben ser capaces de asegurar, construir y generar constantemente nuevas oportunidades de desarrollo. Esto implica realizar un trabajo de campo para conseguir terrenos, a menudo de varios propietarios, así como conexiones a la red y los permisos necesarios. A medida que los proyectos avanzan, también se requieren conocimientos en materia de adquisición de equipos, ingeniería y desarrollo y de gestión de las construcciones. El capital es un requisito previo, pero las oportunidades para ayudar a las empresas a alcanzar sus objetivos de energía verde favorecen cada vez más a los socios con capacidades de desarrollo y comerciales, que pueden aprovechar el crecimiento del mercado de los PPA corporativos.

Brookfield Wind Turbines

Energía solar y eólica

En 2020, a pesar de la desaceleración económica que resultó de la pandemia de COVID-19, la capacidad de las energías renovables creció un 10 %. De toda la nueva capacidad de electricidad añadida el año pasado, el 80 % fue renovable, y las energías solar y eólica representan el 91 % de ese porcentaje.13

La demanda de las empresas, los aspectos económicos favorables y el impulso normativo para que el sector de la generación energética sea más ecológico y cumpla los objetivos nacionales de reducción de las emisiones de carbono están contribuyendo al crecimiento del desarrollo de las energías limpias. 

A finales de este año, se espera que las energías renovables representen el 30 % de la producción de electricidad en todo el mundo, lo que supone una importante vía de crecimiento.14 Las fuentes de generación con bajas emisiones de carbono, incluida la nuclear, superaron la producción de las centrales de carbón del mundo por primera vez en 2020 (véase la figura 5). 

Figura 5: La energía solar y la eólica crecen mientras el carbón disminuye

Cuota de fuentes con bajas emisiones de carbono y carbón en la generación mundial de electricidad, 1971–2021

Solar and Wind Grow While Coal Declines
Fuente: Agencia Internacional de la Energía (AIE).

Las energías renovables están creciendo, pero tienen que crecer aún más rápido. Las energías solar y eólica deben alcanzar adiciones de capacidad anuales de 630 GW para la energía solar y 390 GW para la eólica, según la AIE (véase la figura 6). Dicho de otro modo, para 2030, el desarrollo de las energías renovables debe ser 4 veces superior a lo que fue en 2020, un año récord.15

Figura 6: Las tecnologías de las energías renovables deben cuadruplicarse para 2030

Adiciones de capacidad (GW)

Figure 6: Renewable Energy Technologies Need to Quadruple by 2030
Fuente: Agencia Internacional de la Energía (AIE). GW: gigavatios.

El acuerdo bipartidista sobre infraestructuras de la administración Biden es un ejemplo de cómo los gobiernos reconocen la necesidad de acelerar el desarrollo de las energías renovables. Aunque el acuerdo contiene pocas de las ambiciosas ideas que Biden propuso inicialmente, sí contiene 550 000 millones de dólares de nuevo gasto. En concreto, destina 73 000 millones de dólares a la mejora de las infraestructuras eléctricas de Estados Unidos; esta cantidad incluye la construcción de nuevas líneas de transmisión para facilitar la expansión de las energías renovables.16 Los incentivos fiscales para la generación de energías limpias también pueden ayudar. De hecho, el plan de empleo estadounidense de Biden propone la ampliación a largo plazo de los créditos fiscales para las energías limpias.17

En la actualidad, la energía solar (generación distribuida y de empresas de servicios públicos) y la eólica (en tierra y en el mar) son las tecnologías procesables que las empresas pueden ayudar a desarrollar para abordar sus emisiones de alcance 2. Esto se debe a que la energía solar y la eólica son económicas y están muy avanzadas tecnológicamente. También hay una necesidad y una oportunidad para invertir en tecnologías renovables emergentes con el fin de llegar a la neutralidad climática.

Casi la mitad de las reducciones en los procesos de neutralidad climática de la AIE para 2050 proceden de tecnologías que actualmente están en fase de demostración o prototipo. Estos incluyen las baterías y el hidrógeno verde.

Generación distribuida de energía solar

La generación distribuida (GD) aprovecha los lugares en los que vivimos y trabajamos, que albergan una cantidad importante de capacidad de producción energética.

Los avances en los paneles solares no solo significan que podemos instalarlos fácilmente en nuestras azoteas, sino que también pueden integrarse dentro y alrededor de un edificio, incluidos los ventanales, las marquesinas y las plazas de aparcamiento. 

La generación distribuida describe la generación de electricidad para su uso in situ, en lugar de transmitir la energía a través de la red eléctrica desde una instalación grande y centralizada. La demanda de generación in situ sigue creciendo a medida que las ambiciones de descarbonización de los clientes comerciales e industriales se han acelerado. Al proporcionar un acceso directo a la energía renovable in situ, la generación distribuida puede ayudar a los clientes —ya sean municipios, escuelas o empresas— a reducir sus emisiones de carbono.

Para 2027, se espera que el mercado mundial de generación distribuida alcance los 440 000 millones de dólares

La generación distribuida permite a un cliente generar su propia electricidad y comprarla a una empresa de servicios públicos tradicional cuando la necesite. En algunos casos, es posible que el cliente solo necesite la empresa de servicios públicos como respaldo, por ejemplo, si el cliente tiene acceso a una batería y ha reducido su carga a través de iniciativas de eficiencia energética.

Además, en la mayoría de los mercados, la generación distribuida es una de las fuentes más económicas de energía a granel hoy en día, lo que la hace atractiva tanto para los proveedores de energía como para los compradores. Esto es especialmente beneficioso para los autoconsumidores, cuya producción no incluye el coste de la transmisión de la energía.

Por lo tanto, la generación distribuida puede ayudar a los clientes no solo a compensar sus necesidades energéticas, sino también a ser más ecológicos. Se encuentra a la vanguardia de la transición energética porque permite el acceso para los clientes que quieren formar parte de la economía verde. 

Distributed Generation

BloombergNEF pronostica que la cantidad de generación distribuida comercial e industrial que se añadirá en los próximos cinco años será casi el doble de la cantidad de los cinco años anteriores. Y la empresa de investigación de mercado Global Industry Analysts proyecta que el mercado global de generación distribuida alcanzará los 440 000 millones de dólares en 2027.18

En consecuencia, tanto la red eléctrica como las formas de uso de la electricidad por parte de los clientes evolucionarán. El sistema se alejará gradualmente de las grandes centrales de generación de combustibles fósiles para dar paso a la generación renovable a gran y a pequeña escala. La generación de energía más cercana a la carga evita las pérdidas de transmisión y distribución. Además, cuando se combina con las baterías de almacenamiento, proporciona resiliencia energética.

Energía eólica

Las nuevas tecnologías de diseño y fabricación avanzada están mejorando la economía de los proyectos de energía limpia. Dentro de la energía solar, por ejemplo, los esfuerzos para impulsar la generación de energía por panel implican que los desarrolladores pueden entregar la misma cantidad de electricidad en una operación más pequeña y menos costosa.19

Aunque los avances han hecho que los paneles solares sean más pequeños, en las turbinas eólicas ha sucedido lo contrario. En este caso, los fabricantes están incorporando materiales más resistentes en su diseño, lo que permite que sus turbinas alcancen tamaños nunca vistos. El resultado es la capacidad de generar mucha más electricidad (e ingresos) por turbina (ver la ilustración 7).

Figura 7: Turbinas eólicas, cada vez mayores y más eficientes

Offshore Wind Turbines Have Grown Bigger and More Efficient
Fuente: Documentación de la empresa, Brookfield Public Securities. Imágenes de las turbinas a escala por altura aproximada. MW: megavatios.

La renovación de los parques eólicos proporciona otra oportunidad. Esta renovación consiste en la actividad combinada de desmantelar o renovar las turbinas eólicas existentes y empezar a usar otras nuevas.20 El mercado de la renovación es grande: dentro de los próximos cinco años, casi 200 GW de la capacidad eólica global tendrán al menos 15 años. Con las renovaciones, las turbinas se pueden reemplazar por versiones más eficientes mientras se mantiene el resto de la infraestructura sin cambios, aumentando así la producción de las instalaciones.

Consideramos que este sector tiene un futuro muy prometedor para seguir creciendo. El gobierno de Biden, por ejemplo, quiere impulsar la energía eólica marina. Hasta ahora, Europa ha liderado la generación de energía eólica marina, con 25 GW de capacidad instalada (véase la figura 8).21 Pero en marzo, la administración Biden fijó un objetivo de 30 GW de energía eólica marina para 2030, frente a los escasos 42 MW actuales. Además, en mayo, la Casa Blanca aprobó el proyecto Vineyard Wind: el primer parque eólico marino a escala comercial de Estados Unidos.22

Figura 8: Europa es líder en energía eólica marina

Capacidad de generación (GW)

Europe Leads in Offshore Wind Power
Fuente: Agencia Internacional de las Energías Renovables, Wood Mackenzie, Financial Times. GW: gigavatios. MW: megavatios.

de carbono

La energía eólica y la solar son intermitentes; por lo tanto, a medida que se electrifican más industrias, el almacenamiento desempeñará un papel esencial en el desarrollo de las energías renovables y será otra oportunidad de inversión en el futuro. 

Las redes eléctricas siempre tienen que mantener un equilibrio entre la oferta y la demanda. Pero esto es cada vez más difícil a medida que el proceso de generación de energía se aleja de la producción térmica con elevadas emisiones de carbono, como el carbón y el gas natural, y se acerca a la energía renovable intermitente. Esto plantea la necesidad de aumentar el almacenamiento para acompañar y facilitar el aumento de la penetración de las energías renovables. 

La tecnología del almacenamiento de energía en baterías necesita avanzar para permitir que las energías renovables cumplan con los picos de demanda a gran escala, repartan la energía entre las diferentes horas y proporcionen servicios auxiliares y de estabilización de la red. Sin embargo, el desarrollo de baterías de almacenamiento se ha centrado principalmente en la electrificación del transporte, no necesariamente en la red eléctrica. Mientras que los vehículos eléctricos solo representan el 1 % del total de vehículos estadounidenses en circulación hoy en día, Goldman Sachs prevé que los vehículos eléctricos representarán el 13 % del parque automovilístico en 2030, y el 32 % en 2040 (véase la figura 9). A medida que el sector del automóvil impulsa mejoras en la tecnología del almacenamiento de energía en baterías, el sector energético debería ser capaz de aprovecharlas. 

Figura 9: Expectativas de mejora en la tecnología de las baterías en el sector del automóvil

Número total de coches en circulación en EE. UU.

Expect Battery Technology Improvements From the Auto Sector
Fuente: Global Investment Research de Goldman Sachs.

Mientras tanto, a medida que se incorporan más energías renovables a la red, se pone de manifiesto la necesidad de mejorar las baterías de almacenamiento. En agosto de 2020, cuando el calor extremo y los incendios forestales provocaron cortes de suministro en California, era suficiente con una batería de dos o cuatro horas, ya que los apagones terminaron pronto y la electricidad volvió a estar disponible. Pero cuando se producen cortes más prolongados, se hace evidente que la aparición del almacenamiento de energía de larga duración, como la batería de hierro-aire, será fundamental para la cadena de valor de las energías renovables o simplemente para hacer frente a los períodos nocturnos en los que no brilla el sol.

La tecnología de las baterías mejorará, y el mercado global del almacenamiento de energía crecerá, con la ayuda tanto de los gobiernos como de los inversores. Podría venir en forma de un crédito tributario independiente para el almacenamiento de energía. También podría surgir del lado de la demanda. La inversión en soluciones de almacenamiento podría permitir que los consumidores industriales u otros grandes usuarios de electricidad reduzcan sus necesidades de consumo de energía de la red durante los periodos de máxima demanda energética. Aproximadamente 5400 millones de dólares de nuevas inversiones se dedicaron a proyectos de almacenamiento en todo el mundo el año pasado, aumentando la inversión acumulada total a unos 22 000 millones de dólares.23 Está previsto realizar más inversiones; para 2025, Wood Mackenzie proyecta que el tamaño total de la inversión alcanzará los 86 000 millones de dólares.

El mercado mundial de almacenamiento de energía superó los 15 GW/27 GWh (gigavatios-hora) en 2020. Si se añaden 70 GWh de capacidad de almacenamiento al año, se espera que el mercado crezca 27 veces de aquí a 2030, de modo que debería superar los 729 GWh en 2030.24 La mayor parte de este crecimiento se producirá en Estados Unidos y China.

En Estados Unidos, la tendencia de crecimiento significativo de la capacidad de las baterías a gran escala no muestra signos de disminuir. Los promotores de proyectos tienen previsto instalar más de 10 GW de capacidad de almacenamiento de energía en baterías a gran escala en Estados Unidos entre 2021 y 2023, lo que supone multiplicar por diez la capacidad de almacenamiento disponible en 2019, según un informe de agosto de la Administración de Información Energética de los Estados Unidos (EIA).25

Para 2030, se espera que el mercado mundial de almacenamiento de energía se multiplique por 27

En California, donde la energía solar representa actualmente más del 26 % del combinado eléctrico del estado, las grandes empresas tecnológicas están incorporando el almacenamiento de energía en sus planes.26 Amazon anunció en abril su primer proyecto solar combinado con almacenamiento de energía en el estado.27 Apple, por su parte, anunció que estaba construyendo California Flats, uno de los mayores proyectos de baterías de Estados Unidos.28 

En general, el almacenamiento no es rentable hoy en día en la mayoría de los mercados del mundo, pero está en camino de serlo. También será más viable comercialmente en un número creciente de situaciones. Las economías de escala en el sector, el aumento global de las energías renovables y las mejoras tecnológicas contribuirán a ello.29 La normativa federal, así como los mandatos estatales y locales que abordan el cambio climático, acelerarán aún más este proceso. 

Desde 2010, los pequeños avances han tenido el efecto acumulado de reducir el coste de las baterías de iones de litio en más de un 85 % (véase la figura 10).30 En concreto, los grandes aumentos de la capacidad de producción redujeron los costes, mientras que los ajustes en la química y el diseño permitieron nuevos ahorros.31

Figura 10: Los precios de las baterías han bajado drásticamente

USD por kilovatio hora por tonelada

Battery Prices Have Dropped Sharply
Fuente: BloombergNEF.

Durante la última década, el coste de las baterías de iones de litio ha disminuido en más de un 85 %.

En algunos mercados, las energías renovables combinadas con baterías están alcanzando poco a poco un coste competitivo respecto a las centrales eléctricas de gas. Por ejemplo, en Estados Unidos, el coste de descarga de una batería de 100 megavatios con un suministro de energía de dos horas puede conseguirse por tan solo 140 dólares por megavatio hora.32 Esto resulta favorable si se compara con una central de gas de punta, que se enciende bajo demanda cuando el suministro es escaso. Una central de punta puede generar energía por tan solo 151 dólares por megavatio hora. Por su parte, los parques solares combinados con baterías están reduciendo la diferencia de costes con las centrales de gas que pueden funcionar sin descanso.

Se espera que los precios de las baterías sigan bajando. De hecho, durante la próxima década, BloombergNEF prevé que el coste de los paquetes de baterías de iones de litio se reduzca a la mitad.33 A medida que los costes se abaraten, las energías renovables combinadas con el almacenamiento proporcionarán una forma de energía más limpia y barata que la generada por los combustibles fósiles en más regiones del mundo.

Battery Prices Have Dropped Sharply

Hidrógeno verde

El hidrógeno permite almacenar y transportar energía de un lugar a otro en un formato utilizable.34 Cuando libera energía, no emite carbono. Como el hidrógeno tiene un alto contenido energético por unidad de peso, puede utilizarse en una amplia gama de aplicaciones industriales. 

El hidrógeno es también el elemento más abundante del planeta y, sin embargo, actualmente representa apenas una fracción de la combinación energética mundial. Esto se debe a que el hidrógeno no está disponible en estado puro (la liberación de hidrógeno requiere una fuente de energía previa y una aplicación técnica) y la mayor parte del hidrógeno actual se produce mediante el uso de gas natural.

El hidrógeno producido a partir de fuentes de energía limpias (a menudo denominado «hidrógeno verde») podría suponer un cambio de paradigma. Esto se debe a que el hidrógeno verde puede ayudar a descarbonizar las emisiones difíciles de eliminar procedentes de los sectores industriales y de servicios pesados altamente contaminantes, como el transporte de larga distancia y la producción de acero.

El hidrógeno verde utiliza energías renovables para hacer funcionar un electrolizador que divide el agua en hidrógeno y oxígeno. El resultado es una fuente de energía limpia. Dicho de otro modo, si la electricidad utilizada es limpia, significa que la producción y el uso del hidrógeno es un proceso con bajas emisiones de carbono.

La estabilización es otra característica atractiva del hidrógeno que ofrece muchas ventajas, ya que permite crear y almacenar una fuente de energía transportable cuando la energía eólica o la solar producen en exceso. Esta capacidad de almacenamiento genera enormes beneficios a efectos de equilibrar la red. Esta dinámica provocará una mayor demanda de energías renovables, lo que a su vez contribuirá a la producción de hidrógeno verde.

Se prevé que la demanda de hidrógeno se multiplique por siete en el camino hacia la neutralidad climática de aquí a 2050 (véase la figura 11). Sin embargo, tanto la tecnología como las infraestructuras necesarias para impulsar el desarrollo del hidrógeno verde siguen siendo incipientes y los costes de inversión son considerables. Hay que tener en cuenta que algunas infraestructuras existentes tendrán que adaptarse para el uso del hidrógeno. Además, la producción de hidrógeno verde depende de la existencia de una gran cantidad de energía renovable, lo que representa otra buena razón para el desarrollo de este tipo de energías. Cuando la empresa española de gas Naturgy presentó su plan estratégico quinquenal para la transición energética, abordó estas ideas. El pasado mes de julio, Naturgy anunció su intención de invertir 14 000 millones de euros de aquí a 2025, la mayor parte de los cuales se destinarán a aumentar la capacidad de generación de renovables y a adaptar sus redes.35

Figura 11: La demanda de hidrógeno se multiplicará por siete en la senda hacia la neutralidad climática

Mercado global de hidrógeno limpio accesible para el objetivo de la neutralidad climática en 2050 (millones de toneladas por año)

Hydrogen Demand to Increase 7x on the Path to Net Zero
Fuente: Global Investment Research de Goldman Sachs.

En la actualidad, el hidrógeno verde no puede competir en costes con alternativas como el gas natural, el hidrógeno gris (derivado de los combustibles fósiles) o incluso el hidrógeno azul, en cuya producción se captura y almacena la mayor parte del CO2 emitido. Para lograr este objetivo, la industria necesita expandirse, lo que contribuirá a reducir los costes a fin situarse a la altura de otros combustibles.

El apoyo político, como no podía ser de otra manera, ayudará a que el sector crezca con mayor rapidez y a que reduzca los costes de producción. Afortunadamente, este apoyo ya ha comenzado. Por ejemplo, la estrategia del hidrógeno de la Comisión Europea adoptada en 2020 supone una inversión estimada de 470 000 millones de euros para 2050.36 Frente a la capacidad de 0,1 GW de electrolizadores instalados en Europa en la actualidad, la estrategia pretende instalar 6 GW de electrolizadores de hidrógeno ecológicos para 2024 y llegar al menos a 40 GW para 2030.37

La infraestructura europea para el hidrógeno también está en pleno proceso de cambio. La iniciativa European Hydrogen Backbone (EHB), un grupo de 23 operadores de sistemas de gas natural de 21 países, ha propuesto construir una red de hidrógeno de 39 700 kilómetros para el año 2040.38La EHB se formó con el objetivo de facilitar y planificar mejor la infraestructura de transporte de hidrógeno en todo el continente. Según la EHB, alrededor del 69 % de la red de hidrógeno propuesta consiste en la reutilización de redes de gas natural existentes y el 31 % restante requeriría la construcción de nuevos conductos.

Desde febrero de 2021 se han añadido 131 proyectos de hidrógeno a gran escala

El presupuesto previsto de la EHB, de entre 43 000 y 81 000 millones de euros, podría ser incluso factible, teniendo en cuenta la cantidad de fondos dedicados al hidrógeno verde dentro del Pacto Verde Europeo. Para contextualizar, el objetivo de Europa es convertirse en el primer continente neutro desde el punto de vista climático para 2050.39 Goldman Sachs estima que el Pacto Verde Europeo alcanzará los 10 billones de euros para entonces (véase la figura 12). Se trata de una estimación hecha a partir de un plan que combina inversiones en energías limpias, inversiones en eficiencia energética y subvenciones destinadas, por ejemplo, a facilitar la transición hacia los vehículos eléctricos. De esta cantidad total, las inversiones en energías limpias podrían ascender a 7 billones de euros. También hay que tener en cuenta que la agenda legislativa para el plan de neutralidad climática de Europa ya se está trazando: la iniciativa «Fit for 55» de la UE esboza una serie de medidas para alcanzar al menos una reducción del 55 % de las emisiones para 2030 (en comparación con los niveles de 1990) y es especialmente favorable a la generación de energías renovables.

Figura 12: Estimación de 10 billones de euros para el Pacto Verde Europeo

2050

A €10 Trillion Estimate for the EU Green Deal
Fuente: Global Investment Research de Goldman Sachs.

A medida que la inversión conduzca a un incremento de la producción de hidrógeno, los costes serán más competitivos. En todo el mundo, según indica el Consejo del Hidrógeno, desde febrero de 2021, se han presentado 131 proyectos a gran escala, lo que supone un total de 359 proyectos.40 Entre ellos se encuentran proyectos de producción a gran escala, proyectos de uso industrial a gran escala y proyectos de transporte. Europa sigue siendo el centro del desarrollo del hidrógeno, pero China también está emergiendo como una gran potencia en el sector.

Cuando el hidrógeno verde experimente descensos de costes similares a los ocurridos con la energía eólica y la solar, esto supondrá un gran avance en la transición hacia la neutralidad climática. Para ilustrar la situación, las instalaciones de producción de hidrógeno azul tienen actualmente una ventaja de costes sobre el hidrógeno verde; sin embargo, en la próxima década, se espera que esta dinámica se invierta. Para 2030, BloombergNEF prevé que el hidrógeno verde sea más barato que el azul en todos los países estudiados, esto incluye a los que disponen de gas barato, como Estados Unidos, así como a los que tienen energías renovables caras, como Japón o Corea del Sur.41

En enero, Nel ASA, un fabricante noruego de electrolizadores, se marcó el objetivo de producir hidrógeno verde a 1,50 USD/kg para 2025, lo que lo haría competitivo frente a las alternativas basadas en combustibles fósiles.42 Por otro lado, en junio, el Departamento de Energía de Estados Unidos lanzó una iniciativa para reducir el coste del hidrógeno verde a 1 USD/kg en una década.43 Dado que los costes de producción del hidrógeno verde están actualmente alrededor de los 5 USD/kg, los resultados satisfactorios de estas iniciativas serían un avance prometedor.44

Conclusiones

El objetivo de la neutralidad climática en 2050, según la hoja de ruta de la AIE, depende de un salto significativo hacia la energía limpia en esta década. Pero el camino hacia las emisiones netas cero es angosto y mantenerse en él requiere un despliegue inmediato y masivo de todas las tecnologías de energía limpia disponibles.

En el futuro, la red eléctrica evolucionará. Tendrá que permitir la adopción masiva de vehículos eléctricos o los recursos energéticos distribuidos (como la energía solar en los tejados), así como un aumento de los recursos eólicos, solares y de almacenamiento a gran escala.45 Y a medida que las energías renovables logren una mayor penetración en el mercado, también podrán alimentar la producción de hidrógeno verde.

Sin embargo, durante este tiempo, la única constante será que las empresas tendrán que descarbonizarse. La obtención de energía limpia permite evitar las emisiones de carbono y demuestra a las diversas partes interesadas que van por el buen camino.

Notas finales:

1. Atlas interactivo del IPCC. 
2. World Resources Institute, gráfico interactivo; datos de Climate Watch. 
3. Laboratorio Nacional de Energías Renovables del Departamento de Energía de los Estados Unidos, estudio sobre el futuro de la electrificación, julio de 2018. 
4. AIE, “Pathway to critical and formidable goal of net-zero emissions by 2050 is narrow but brings huge benefits” (disponible en inglés), mayo de 2021. 
5. AIE, “Net Zero by 2050” (disponible en inglés), mayo de 2021. 
6. Bloomberg, “Building New Renewables Is Cheaper Than Burning Fossil Fuels” (disponible en inglés), 23 de junio de 2021. 
7. El término «carbono» generalmente hace referencia al «equivalente en dióxido de carbono» (CO2eq), que incluye otros gases de efecto invernadero como el metano, el óxido nitroso, etc. 
8. Financial Times, “Biden plans push to enact clean electricity standard” (disponible en inglés), 30 de junio de 2021.
9. Toronto Star, “How Bill C-12 aims to guide Canada to net zero” (disponible en inglés), 30 de junio de 2021. 
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Declaración

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