Si 2022 impulsó la economía del hidrógeno verde, entonces 2023 es el comienzo de un largo camino para este sector naciente que se convertirá en la columna vertebral de las estrategias de descarbonización, transición y seguridad energética. 

La investigación de Rystad Energy descubrió que se espera que la capacidad de los electrolizadores crezca un 186 % entre 2022 y 2023. Por lo tanto, la atención se dirige a la capacidad de la cadena de suministro necesaria para la producción de electrolizadores. Aunque muchas de las materias primas necesarias para el crecimiento del sector han tenido precios altos en los últimos años, Rystad Energy espera una disminución del 10-15 % en la inflación del precio del servicio de electrolizadores entre 2022 y 2027, a medida que crece la adopción de hidrógeno verde y se reducen los costos. comprendió. 

La última proyección de Rystad Energy para la producción de hidrógeno verde para 2030 es de 24 millones de toneladas a partir de 212 gigavatios (GW) de electrolizadores, 

Actualmente, las dos tecnologías de electrolizadores más comunes son la electrólisis de agua alcalina (AWE) y la membrana electrolítica de polímero (PEM). Tanto los electrolizadores PEM como los electrolizadores AWE han experimentado una inflación particularmente alta en los últimos dos años: en promedio, los precios de los componentes de electrolizadores PEM se han disparado alrededor del 30 %, mientras que los costos de AWE aumentaron alrededor del 21 % durante el período 2020-2022. La volatilidad de los precios del platino y el iridio entre enero de 2021 y enero de 2023 contribuyó a la reciente inflación que se vio en las membranas recubiertas de catalizador, y destaca los desafíos importantes que surgen con el uso de catalizadores de iridio y platino en electrolizadores PEM.

Lamentablemente, la volatilidad de los precios no es cosa del pasado, ya que ambas materias primas se encuentran entre las más raras del mundo. El iridio solo se encuentra en dos partes por billón (ppb) en la corteza terrestre y el platino en cinco ppb. Sudáfrica es responsable del 83 % del suministro mundial de iridio y del 70 % del suministro de platino en la actualidad. Es probable que los precios de estos metales aumenten en 2023 debido a las centrales eléctricas de carbón envejecidas y propensas a fallas de Sudáfrica que amenazan la producción en medio de cortes de energía. 

Sin embargo, la Agencia Internacional de Energía Renovable (IRENA) informó que el uso futuro esperado de iridio y platino en membranas recubiertas de catalizador puede limitarse a 0,4 g/kW y 0,1 g/kW, respectivamente. Además, Los investigadores de la Organización Holandesa para la Investigación Científica Aplicada (TNO) ya han podido desarrollar un método que requerirá 200 veces menos iridio en la producción de electrolizadores PEM, al tiempo que mejora la eficiencia. El reciclaje de iridio y platino también podría ayudar a satisfacer la creciente demanda de estos metales preciosos provenientes del sector del hidrógeno. 

A más largo plazo, Rystad Energy considera que el ritmo de implementación de PEM no se verá limitado por el suministro de platino e iridio si las tecnologías futuras pueden permitir la reducción de su uso entre un 70 y un 80 % y, por lo tanto, contribuir a importantes recortes de costos asociados con el catalizador. membranas recubiertas (CCM).

 El reciclaje de iridio y platino también podría ayudar a satisfacer la creciente demanda de estos metales preciosos provenientes del sector del hidrógeno. A más largo plazo, Rystad Energy considera que el ritmo de implementación de PEM no se verá limitado por el suministro de platino e iridio si las tecnologías futuras pueden permitir la reducción de su uso entre un 70 y un 80 % y, por lo tanto, contribuir a importantes recortes de costos asociados con el catalizador. membranas recubiertas (CCM). El reciclaje de iridio y platino también podría ayudar a satisfacer la creciente demanda de estos metales preciosos provenientes del sector del hidrógeno. 

A más largo plazo, Rystad Energy considera que el ritmo de implementación de PEM no se verá limitado por el suministro de platino e iridio si las tecnologías futuras pueden permitir la reducción de su uso entre un 70 y un 80 % y, por lo tanto, contribuir a importantes recortes de costos asociados con el catalizador. membranas recubiertas (CCM).

"A corto plazo, los precios de los electrolizadores comenzarán a disminuir a medida que las materias primas clave vean estabilizarse sus precios después de un período volátil. A mediano y largo plazo, la innovación tecnológica y las ganancias en eficiencia reducirán la necesidad de iridio, lo que resultará en una reducción significativa de costos. Sin embargo, podrían ocurrir aumentos inesperados en los costos ya que el iridio enfrenta presiones de suministro y el productor clave Sudáfrica enfrenta cortes de energía. Esto demuestra cómo la transición energética no será predecible, ya que muchos apuestan a que el hidrógeno verde tomará un camino similar al de la energía fotovoltaica, que vio caer los costos de inversión en alrededor del 80 % entre 2010 y 2020", afirmó Selena Remmen, analista de la cadena de suministro, Rystad Energ.

Impacto de níquel y acero inoxidable

Durante el año pasado, el precio mundial del níquel aumentó un 30% en promedio, con un pico mucho mayor en junio. Esto se atribuye en gran medida a una producción china más baja de lo habitual asociada con los bloqueos de Covid-19 en el país y las sanciones contra las materias primas rusas. Como AWE utiliza níquel Raney como catalizador y níquel para capas de transporte poroso, placas bipolares y placas finales, el metal contribuyó a presiones inflacionarias significativas desde principios de 2020, con un aumento promedio del 10 % entre 2021 y 2022.

Además, La producción de acero inoxidable representa aproximadamente dos tercios de la demanda mundial de níquel. El níquel se utiliza como material de aleación en la producción de acero inoxidable para aumentar la formabilidad, la soldabilidad y la ductilidad del acero, al mismo tiempo que aumenta su resistencia a la corrosión. 

Debido a la importancia del níquel en la producción de acero inoxidable, los precios del níquel son un factor determinante del costo del acero inoxidable. El acero inoxidable es un material común utilizado en electrolizadores, incluidos los componentes de pila PEM, como placas bipolares y finales, así como componentes de equilibrio de planta (BOP), como tuberías, válvulas, tanques y bombas.

Según la investigación de Rystad Energy, se espera que el precio del níquel continúe con su tendencia a la baja y se estima que caerá a $ 25,000 / tonelada (o menos) en 2023, debido a la relajación de las políticas chinas de cero covid y el suministro adicional de Indonesia que golpea el mercado. Además, se espera que los precios mundiales del acero bajen a medida que EE.UU. aumenta la producción de acero y comienza a importar más de Europa (donde los precios son significativamente más bajos). Estas reducciones de precios deberían ayudar a reducir el costo de los componentes del electrolizador que contienen acero inoxidable y níquel.

Hay muchos caminos para reducir los costos de los electrolizadores: reducir la presencia de metales preciosos, aumentar la eficiencia del electrolizador, aumentar los volúmenes de producción y automatizar los procesos de fabricación. Además, existen apoyos gubernamentales reales para convertir estos caminos en realidades también.

Por ejemplo, el fondo de 5.400 millones de euros del Proyecto Importante de Interés Común Europeo (IPCEI) 'Hy2Tech' lanzado en 2022 o el Plan Industrial Green Deal recientemente anunciado, donde el Fondo de Innovación del bloque se centrará en ampliar la fabricación de componentes de electrolizadores, entre otros. En general, Rystad Energy espera que dichos recortes de costos ayuden a reducir la inflación del precio del servicio de electrolizadores en alrededor de un 15% para 2027 y, por lo tanto, mejoren la economía de la producción de hidrógeno verde.