¿Por qué la macrozona norte?
Esta zona estratégica de Chile, que incluye tanto el norte grande (desde Arica a río Copiapó) como al norte chico (desde río Copiapó a río Aconcagua), , está caracterizada por el contexto minero, la infraestructura portuaria, la agricultura, el turismo, la pesca, la presencia de localidades aisladas y un enorme potencial de energías renovables dada sus inigualables condiciones climáticas.
En particular, gracias al Desierto de Atacama, el norte de Chile destaca por poseer grandes oportunidades y ventajas geográficas para la generación de energía renovable solar fotovoltaica, eólica y concentración solar de potencia, un recurso esencial para la producción de hidrógeno verde, lo que cobra especial relevancia dadas las metas comprometidas al 2050 de carbono neutralidad del país.
En efecto, nuestro desierto es conocido mundialmente por tener la radiación más alta del planeta, además de su incomparable belleza, lo que nos hace un país con un enorme potencial de producción de hidrógeno verde. Se alcanzan así factores de planta de 35% en plantas fotovoltaicas. Es decir, que la generación eléctrica de esa planta corresponde a un 35% del total que podría producir. Esto mismo sucede con otras fuentes de energías renovables.
Si a dicha radiación le sumáramos los fuertes y constantes vientos del extremo sur, tendríamos un potencial de energía renovable de hasta 70 veces la capacidad de generación eléctrica que tenemos a nivel nacional, tal como señala nuestra Estrategia Nacional de Hidrógeno Verde.
Capacidad instalada macrozona norte según fuente de energía
Se destaca así la oportunidad de desarrollo de una minería baja en emisiones, el turismo sustentable, el potencial de producción y exportación de hidrógeno, el transporte de carga, y una serie de iniciativas para beneficiar a la industria local y a pequeñas comunidades que requieren de autonomía energética verde usando hidrógeno para almacenar energía, ya que hoy es principalmente producida a través de motores con consumo de diesel o gas).
De este modo, si logramos avanzar materializando estas oportunidades, estaríamos promoviendo una industria verde que permitiría descarbonizar nuestra matriz energética a nivel global, además de generar empleos de calidad en toda la cadena de valor del hidrógeno y en los territorios e industrias donde este pueda ser aplicado, disminuyendo nuestra huella de carbono.
¿Dónde podemos usar hidrógeno verde en la macrozona norte de Chile?
Hidrógeno en Minería
De acuerdo a la Estrategia Nacional, en Chile las aplicaciones del hidrógeno en minería se esperan para la segunda mitad de esta década, sobre todo lo que respecta a aplicaciones en transporte terrestre, existiendo otros desarrollos más a largo plazo.
Sin ir más lejos, una minera hizo historia al crear en pleno 2021 la primera molécula de H2 verde para uso de sus grúas horquillas mediante la primera hidrogenera del país, esperando poder implementarlo a escala industrial en vehículos carbono neutrales, lo cual nos encamina como país al compromiso de Chile de alcanzar la carbono neutralidad al 2050.
Se espera que el hidrógeno verde ayude a reducir de aquí al 2050 las emisiones contaminantes en un 21% según las Contribuciones Determinadas Nacionales (NDC) de Chile. Y, en la Estrategia de Cambio Climático lanzada el 2021 por el Ministerio de Medio Ambiente, se señala que el total de emisiones de la minería no debe superar el 16% del total nacional.
Esto no es despreciable si consideramos que el año 2019 la industria del cobre consumió en total casi 2 mil millones de litros de combustible, lo que se tradujo en 5 mil millones de kg de CO2 emitidos a nuestra atmósfera. Este consumo se debe principalmente al traslado del mineral desde la mina mediante el uso de camiones CAEX (camiones de extracción). Por ende, usar hidrógeno como combustible permitiría disminuir la emisión de CO2 a cero, incluyendo buses a hidrógeno para trasladar personal a las faenas mineras (CICITEM, 2021).
Sabemos que hay preocupación por el uso del agua necesario para producir hidrógeno, lo cual es comprensible en un escenario de escasez hídrica. La minería del cobre también utiliza agua en los diferentes procesos, principalmente en el proceso de lixiviación, que corresponde a la disolución del cobre de la roca proveniente de la mina. No obstante, si tan solo utilizáramos el 1% de esa agua para producir hidrógeno, este serviría para suplir todo el combustible utilizado en camiones, como también en la generación de electricidad para módulos habitacionales, centros de control y en la fabricación de explosivos que son utilizados para construir una mina. Además, la industria del hidrógeno prevé la utilización de agua desalada para no intervenir en las aguas de consumo humano, por lo que el servicio de esta no se vería afectado (CICITEM, 2021).
Transporte y electromovilidad
Ya revisamos que el hidrógeno tiene un importante rol en el transporte de material y personal en faenas mineras. Sin embargo, hay una serie de usos que nos gustaría también señalar más allá de la minería.
Primero que todo, es necesario aclarar que el transporte con tecnologías a base de hidrógeno también es considerado como eléctrico, puesto que transforma el hidrogeno almacenado en energía eléctrica disponible. Para el uso del hidrógeno en transporte, se utilizan celdas de combustibles quienes entregan la energía al motor eléctrico
El desarrollo tecnológico del hidrógeno en materia de transporte es muy variado según las distintas aplicaciones en uso y en investigación, por lo que se han priorizado aquellos según los mercados de alto consumo y de mayor complejidad para la descarbonización, pues se estima que las tecnologías cero emisión en este sector tendrán un importante rol para combatir el cambio climático a nivel global. En efecto, de acuerdo a los datos del Balance Nacional de Energía previos a la pandemia (BNE, 2018) el sector de transporte fue responsable del 36% del consumo primario energético en Chile.
Por lo tanto, el mayor desafío hoy en día es escalar estas tecnologías a operaciones que tengan una alta demanda energética, como los vehículos mineros, los trenes, las embarcaciones, los camiones, buses e incluso aviones, entre otros. De hecho, hoy en día existen una serie de iniciativas de transporte en base a hidrógeno en distintas partes del mundo.
Reducir la dependencia en el uso de combustibles fósiles en el sector transporte será relevante para descarbonizarnos como país.
Hidrógeno en puertos y procesos logísticos
El alto consumo energético de los puertos puede ayudar al hidrógeno a alcanzar precios competitivos, habiendo interés en reducir su huella de carbono. Dentro de las tecnologías cero emisiones, el hidrógeno tendría ventajas en autonomía y rapidez de carga, pudiendo ser utilizado en maquinarias de carga y descarga, así como transporte de contenedores dentro del terminal con sistemas de suministro específicos dentro de las instalaciones. Esto abre la puerta para crear todo un ecosistema de innovación y de industrias cero emisiones en torno a la actividad económica del puerto en base a este vector energético, lo que es crucial para mantener la competitividad de nuestras exportaciones.
El hidrógeno puede ser aplicado también a las embarcaciones de carga, aunque hay una serie de desafíos aún por abordar para que se puedan materializar soluciones en buques muy pesados.
Hidrógeno en redes de gas mezclado con gas natural (blending)
Cuando hablamos de “blending”, que en inglés hace referencia al acto de mezclar, en el contexto del hidrógeno hablamos de la mezcla de hidrógeno verde con gas natural en las redes de cañería. El gas natural mayoritariamente está compuesto por metano.
¿Sabías que el gas de ciudad, que se usaba en el pasado para iluminar las calles tenía un 40% en volumen de hidrógeno? De hecho, ya en el siglo XIX las calles de diferentes ciudades del mundo se iluminaban con el gas de ciudad, el cual contenía una mezcla de gas natural con hidrógeno, el cual provenía del proceso de gasificación del carbón.
Esta mezcla favorecería la reducción de las emisiones de dióxido de carbono, ya que la combustión del gas natural tiene como productos estas emisiones y la del hidrógeno es solo vapor de agua. La cantidad a inyectar va ir de manera gradual, ya que se tiene que ir corroborando la tolerancia que presenten las tuberías y equipos.
Autonomía energética en comunidades aisladas
¿Sabías que existen ciertas zonas de nuestro país que no se encuentran conectadas a la red eléctrica nacional? Estas dependen de la generación eléctrica mediante el uso de generadores a diésel o gas. Es por ello, que el hidrógeno puede jugar un rol importante en la disminución del uso estas tecnologías.
El uso del hidrógeno para almacenar energía proveniente de fuentes renovables, las cuales se caracterizan por su intermitencia, permitiría avanzar en autonomía energética limpia en comunidades aisladas, ya sea como complemento o reemplazo de la generación eléctrica basada en combustibles fósiles en sistemas eléctricos aislados, aportando a la reducción de las brechas de acceso a la energía existentes.
Esto a su vez, ayudaría a promover un turismo más sustentable. Ciertos polos turísticos se encuentran en estas zonas aisladas del sistema interconectado, por lo que el uso del hidrógeno ayudaría a favorecer un turismo “verde”.
Para esto, el diálogo temprano y cercano entre los grupos de interés es crucial, además de la exploración y promoción de las múltiples alternativas para asociarse directa e indirectamente y así compartir valor.
De este modo, podríamos avanzar hacia un crecimiento armónico y descentralizado del país, en la medida que los proyectos se vayan insertando en las comunidades y regiones y compartan valor.
Producción de amoniaco verde
Desde el punto de vista del hidrógeno y sus derivados, dado el atractivo que tiene el norte del país por su industria minera y la infraestructura portuaria, se ha consignado como un escenario idóneo para la producción de amoniaco (NH3) utilizando Hidrógeno como materia prima.
Actualmente el hidrógeno se usa ampliamente para producir amoniaco, representando más del 50% del total de aplicaciones a nivel industrial.
No obstante, el hidrógeno que se usa para su producción se obtiene mediante el proceso de reformado de gas natural, lo que conlleva como consecuencia negativa las emisiones de CO2.
Por lo mismo, una de las iniciativas más avanzadas a la fecha se ubica en la Región de Antofagasta, donde se pretende producir amoniaco verde para producir nitrato de amonio, elemento fundamental para el proceso de tronadura en la minería. Es decir, pretende construirse una planta solar para producir el hidrógeno verde que necesita este proceso. Este proyecto permitiría avanzar al país en materia de desarrollo industrial, reduciendo en cerca de 700.000 toneladas de emisiones de carbono y generando más de 1.000 empleos.
Otro de los usos del amoniaco es como materia prima para la industria de los fertilizantes, siendo un interesante nexo con la industria agrícola.
Por lo tanto, producir amoniaco con energías limpias ayudaría a descarbonizar la industria minera y agrícola.
Rol del hidrógeno en la economía Circular
Los modelos económicos actuales, los cuales tiene la concepción de la extracción de una materia prima, transformarla en algún producto, luego consumirla y finalmente producir un desecho tienen negativas consecuencias para el medioambiente y son entendidos como modelos lineales.
Además, pueden existir diferentes relaciones entre diferentes procesos industriales, por ejemplo, la energía que alimenta el electrolizador también puede alimentar una planta desaladora que va a producir el agua usada en la electrólisis y en una población cercana. Así, las sales de esta desaladora se pueden emplear en la industria junto con el hidrógeno producido. Y este hidrógeno como energía aplicada a movilidad, a consumo doméstico y a otras industrias.
Se espera que todas estas aplicaciones, las cuales tienen distinto nivel de madurez tecnológica, puedan ayudar a descarbonizar nuestra matriz energética actual y transitar hacia un planeta más verde y limpio.
