El hidrógeno verde está emergiendo como una de las soluciones más prometedoras para la transición energética global. Capaz de descarbonizar sectores industriales considerados “difíciles de abatir” y ofrecer un portador de energía versátil y limpio, el mercado de hidrógeno verde está experimentando un crecimiento exponencial con inversiones multimillonarias y avances tecnológicos significativos. En América Latina, la región posee un potencial extraordinario que podría posicionarla como un actor global clave en esta economía emergente.
¿Qué es el Hidrógeno Verde?
El hidrógeno verde es un gas producido mediante un proceso llamado electrólisis, donde la corriente eléctrica de fuentes renovables (solar, eólica o hidroeléctrica) separa las moléculas de agua en hidrógeno y oxígeno. A diferencia del hidrógeno gris (producido a partir de gas natural) o el hidrógeno azul (derivado de combustibles fósiles con captura de CO₂), el hidrógeno verde no genera emisiones de dióxido de carbono durante su producción.
Este combustible universal es extraordinariamente versátil: puede ser utilizado como fuente de energía para pilas de combustible, materia prima industrial, vector de almacenamiento energético o portador de energía para exportación. Su capacidad para descarbonizar industrias intensivas en energía lo convierte en un elemento fundamental en la lucha contra el cambio climático, con el potencial de reducir 830 millones de toneladas anuales de CO₂ si reemplazara toda la producción global de hidrógeno gris.
Tecnologías de Producción: El Corazón de la Revolución
Existen varias tecnologías de electrólisis para producir hidrógeno verde, cada una con características y aplicaciones específicas:
Electrólisis Alcalina
La electrólisis alcalina es la tecnología más madura y económica disponible actualmente. Utiliza un electrolito líquido alcalino (típicamente hidróxido de potasio o sodio) para separar el agua. Aunque es relativamente simple y tiene costos de capital más bajos, su principal desventaja es una velocidad de respuesta más lenta, lo que la hace menos adecuada para trabajar con fuentes renovables intermitentes.
Electrólisis PEM (Membrana de Intercambio de Protones)
La tecnología PEM utiliza una membrana electrolítica de polímero sólido que permite una alta conductividad de protones mientras evita la mezcla de gases. Funciona a temperaturas relativamente bajas (50-80°C) y es conocida por su capacidad de respuesta rápida a las fluctuaciones de energía renovable.
Los sistemas PEM son compactos, modulares y particularmente adecuados para fuentes de energía intermitentes. Pueden ajustar rápidamente su producción cuando la generación solar o eólica varía. Sin embargo, son más costosos debido a los materiales especializados de la membrana. Actualmente, el mercado de electrólisis PEM está bien establecido, especialmente en aplicaciones que requieren hidrógeno de alta pureza, como vehículos de pila de combustible.
Electrólisis SOEC (Celda de Óxido Sólido Electrolítico)
La tecnología SOEC es la más eficiente de todas, funcionando a temperaturas extremadamente altas (675-825°C). A estas temperaturas, la reacción de electrólisis del agua es más sencilla de impulsar, reduciendo significativamente el consumo de energía por unidad de hidrógeno producido. La IRENA estima que los electrolizadores SOEC son entre 10% y 26% más eficientes que la electrólisis alcalina o PEM.
Además, la tecnología SOEC puede aprovechar el calor residual de procesos industriales o energía solar concentrada, lo que la hace ideal para producción a gran escala de hidrógeno industrial. Sin embargo, es una tecnología más incipiente que las alternativas, enfrentando desafíos técnicos adicionales en términos de durabilidad de materiales a temperaturas extremas.
Eficiencia de Producción Actual
Actualmente, los electrolizadores alcanzan una eficiencia del 70%, lo que significa que solo el 70% de la energía eléctrica se convierte en hidrógeno, mientras que el 30% se pierde principalmente como calor. Para optimizar esta eficiencia, es fundamental monitorear y ajustar parámetros críticos como densidad de corriente, temperatura y presión de trabajo.
El control preciso de estos parámetros mediante instrumentación avanzada permite maximizar la producción de hidrógeno verde y reducir tanto el consumo de energías renovables como la degradación de materiales. Este seguimiento en tiempo real es esencial para la viabilidad económica de las operaciones a gran escala.
Mercado Global: Oportunidades y Proyecciones
El mercado del hidrógeno verde está experimentando un crecimiento sin precedentes:
Proyecciones de Tamaño de Mercado
Según el informe Global Green Hydrogen Outlook 2023 de Deloitte, el mercado mundial alcanzará US$642.000 millones para 2030, con una producción proyectada de 170 millones de toneladas. Para 2050, las estimaciones apuntan a ventas por US$1,4 billones y una producción de 600 millones de toneladas, representando un incremento del 252% respecto a 2030.
En América Latina específicamente, el mercado de hidrógeno verde alcanzó US$101,28 millones en 2024 y podría escalar a US$3.240,40 millones para 2033, con una tasa de crecimiento anual compuesta del 46,97% durante 2025-2033.
Captura de Carbono Potencial
Si se materializan las proyecciones, la producción de hidrógeno verde en América Latina contribuiría a reducir hasta 240 millones de toneladas de CO₂ anuales para 2050, representando una contribución significativa a los objetivos de descarbonización global.
América Latina: Una Región de Oportunidad Extraordinaria
América Latina es considerada una región privilegiada para el desarrollo del hidrógeno verde, con más de 200 proyectos en distintas fases identificados por el Hydrogen Council.
Potencial Regional
La región proyecta exportaciones de hidrógeno estimadas en US$13.000 millones anuales para 2050, con una capacidad instalada potencial de más de 12 millones de toneladas al año. Esto generaría más de 200.000 empleos directos e indirectos en la cadena de valor.
Sin embargo, un desafío crítico es que apenas el 1% de los 218 proyectos identificados ha obtenido la decisión final de inversión (FID), evidenciando un desfase entre aspiraciones y materialización efectiva de plantas comerciales.
Liderazgo de Chile
Chile emerge como líder regional indiscutible con más de 70 proyectos activos, de los cuales 15 están en etapa de inicio de operaciones. Las inversiones proyectadas alcanzan US$45.000 millones al 2030 y un acumulado de US$330.000 millones al 2050.
Se espera que la producción anual de hidrógeno y derivados llegue a US$33.000 millones, de los cuales US$24.000 millones corresponderán a exportaciones. La estrategia nacional de hidrógeno verde de Chile contempla alcanzar entre 5 GW y 25 GW de capacidad de electrólisis para 2025-2030, con la ambición de producir hasta 160 millones de toneladas anuales para 2050.
Brasil: Potencial Portuario e Industrial
Brasil lidera las iniciativas de descarbonización en América Latina con 43 proyectos de hidrógeno de bajas emisiones, además de 24 millones de toneladas de capacidad CCUS (Captura, Utilización y Almacenamiento de Carbono) ya en operación. El país aprovecha su vasto sistema hidroeléctrico, sumado a crecientes parques solares y eólicos, para producción renovable de hidrógeno.
Proyectos estratégicos como el Hub de Hidrógeno Verde de Pecém en Ceará están recibiendo inversión multilateral. El Banco Mundial aprobó una donación inicial de US$9 millones del Livable Planet Fund, con un programa total de financiamiento de US$175 millones en cinco años para esta iniciativa transformadora.
México: De Promesas a Proyectos Concretos
México está transitando desde promesas de política pública hacia implementación concreta. El estado de Nuevo León tiene potencial para producir hidrógeno verde a costos competitivos entre 1,62 USD/kg (valor más competitivo) a 3,46 USD/kg para 2030 usando energía eólica. La energía solar en el estado generaría costos entre 3,06 a 3,82 USD/kg, aunque con menor factor de capacidad anual.
Colombia, Argentina y Perú
Colombia, con su posición geográfica estratégica y recursos renovables, está desarrollando proyectos piloto en zonas cálidas como el Valle del Cauca. Argentina cuenta con potencial eólico significativo en Patagonia. Perú proyecta una demanda inicial local centrada en minería, transporte y producción de derivados, con exportación como meta a largo plazo. Se estima que el costo nivelado del hidrógeno en Perú podría reducirse a US$1,3 por kg para 2050, partiendo de US$2,6 en 2030.
Costos de Producción: Trayectoria de Reducción
Uno de los factores críticos para la viabilidad del hidrógeno verde es la reducción sostenida de costos de producción:
Costos Actuales y Proyectados
Actualmente, el costo nivelado del hidrógeno verde (LCOH) oscila entre US$2,50 y US$6,80 por kilogramo, siendo 2-3 veces superior al costo del hidrógeno azul. Sin embargo, las proyecciones son alentadoras: Bloomberg estima que los costos del hidrógeno verde podrían alcanzar US$1,40 por kilogramo para 2030, descendiendo a US$0,80 para 2050.
Análisis de la EIA (2019) señala que el costo de producción de hidrógeno verde podría caer 30% hacia 2030 como resultado de la disminución de costos de energías renovables, particularmente eólica y solar. Con precios de energía fotovoltaica de US$20 por MWh en 2023, el hidrógeno verde sería una alternativa más económica que el gas natural y significativamente más barata que el diésel.
Estructura de Costos
Típicamente, entre el 66% y 75% del costo LCOH corresponde a costos de operación, principalmente el costo de la electricidad renovable necesaria. Los costos de capital representan entre 25% y 33%. Esto significa que la principal clave para reducir costos está en la disminución continua de los precios de energía renovable, particularmente en regiones como América Latina donde la solar y eólica son cada vez más competitivas.
Desafíos Técnicos y de Cadena de Suministro
Aunque el potencial es extraordinario, la escala comercial del hidrógeno verde enfrenta desafíos significativos:
Almacenamiento y Transporte
Uno de los retos más importantes es que el almacenamiento, transporte y distribución pueden suponer más del 50% del costo total de la cadena de valor del hidrógeno. El hidrógeno es el elemento más ligero del universo y tiene una densidad volumétrica extremadamente baja en estado gaseoso, requiriendo infraestructura especializada.
El transporte terrestre mediante tuberías de alta presión es viable, pero el transporte marítimo presenta dificultades más serias. Una solución emergente es el blending: inyectar hidrógeno en pequeños porcentajes en las redes de gas natural existentes. Esto resuelve el transporte de hidrógeno por toda la geografía hasta domicilios particulares, aunque es una solución limitada a corto plazo ante producción a gran escala.
Demanda de Agua
La electrólisis requiere grandes volúmenes de agua. Para producir 1 kg de hidrógeno se necesitan entre 9-10 litros de agua destilada. Considerando agua para refrigeración y agua de rechazo, el volumen necesario puede ascender a 20-27 litros por kg de hidrógeno. Esto presenta desafíos en períodos de sequía y estrés hídrico, especialmente relevante en regiones áridas como el norte de Chile.
Necesidad de Demanda Local
Para que los proyectos se materialicen, debe haber demanda local que absorba volúmenes significativos de hidrógeno verde. La industria que utiliza hidrógeno (minería, transporte, refinerías, producción de acero) debe estar presente y comprometida con la transición energética.
Aplicaciones Principales: Sectores “Difíciles de Abatir”
El hidrógeno verde es especialmente valioso para descarbonizar sectores que no pueden ser electrificados directamente:
Producción de Acero Verde
La siderurgia representa aproximadamente 8% de las emisiones globales de CO₂, con una tonelada de acero producida convencionalmente generando 1,9 toneladas de CO₂. El acero verde, producido mediante reducción directa del mineral de hierro con hidrógeno (H-DRI), reduce emisiones a menos de 800 kg de CO₂ por tonelada, pudiendo llegar a cero con electricidad 100% renovable.
China ya está iniciando producción masiva de acero ecológico con hidrógeno verde, con capacidades de 1,5 millones de toneladas anuales. Siete grandes proyectos en Europa trabajan activamente en esta transformación.
Amoníaco Verde: El Portador de Energía
El amoníaco verde es uno de los derivados más prometedores del hidrógeno verde. Se produce combinando hidrógeno verde con nitrógeno atmosférico mediante el proceso Haber-Bosch. El mercado actual tiene volumen de 185 millones de toneladas al año, con 90% producido y consumido de manera cautiva en industrias que necesitan amoníaco como materia prima.
El 80% del uso mundial de amoníaco es para producción de fertilizantes empleados en agricultura. Al reemplazar amoníaco gris con verde, se eliminan 2 toneladas de CO₂ por cada tonelada de amoníaco producida.
El amoníaco verde ofrece una ventaja crucial para exportación: se licúa a -33°C (comparado a -253°C para hidrógeno), lo que lo convierte en un portador energético más práctico. Puede transportarse mediante infraestructura existente a nivel mundial desde hace décadas, permitiendo producir hidrógeno verde en lugares con condiciones óptimas y exportarlo posteriormente como amoníaco.
El mercado global de amoníaco podría aumentar de 185 millones de toneladas actuales a 400-600 millones de toneladas para 2050, considerando sus usos actuales y nuevos como combustible marítimo y portador de hidrógeno.
Combustibles Sintéticos
Los combustibles sintéticos verdes (metanol, metano, gasolina sintética) se producen combinando hidrógeno verde con CO₂ de fuentes sostenibles o capturado de la atmósfera. La ventaja transformadora es que son químicamente idénticos a los combustibles actuales, permitiendo usar la infraestructura y red logística existente sin modificaciones.
Proyectos como la planta demo de Repsol en el puerto de Bilbao, fruto de colaboración entre Repsol, Petronor y Saudi Aramco, tendrán capacidad de producción de 8.000 litros diarios de combustibles de baja huella de carbono, demostrando la viabilidad comercial de esta tecnología.
Transporte Pesado, Aviación y Navegación Marítima
El hidrógeno verde es esencial para descarbonizar sectores donde la electrificación es impráctica. En transporte marítimo y aviación comercial de largo alcance, el hidrógeno o sus derivados (amoníaco, combustibles sintéticos) son la única solución viable actualmente disponible para eliminar emisiones de carbono.
Financiamiento e Inversiones: Movilización de Capital Global
El sector está atrayendo inversión masiva de múltiples fuentes:
Apoyo del Banco Mundial
El Banco Mundial aprobó un préstamo histórico de US$150 millones para incentivar inversión en proyectos de hidrógeno verde en Chile, siendo el primer préstamo del Banco Mundial a nivel global específicamente para hidrógeno verde. Este fondeo será implementado por CORFO y se destinará a establecer un fondo de financiamiento mixto público-privado.
En Brasil, el Banco Mundial anunció una donación de US$9 millones del Livable Planet Fund para apoyar el programa Pecém Verde, con un programa de financiamiento total proyectado de US$175 millones en cinco años.
Alianzas Público-Privadas Internacionales
Alemania, a través de su Agencia de Cooperación Internacional (GIZ), lanzó proyectos de cooperación público-privada con empresas como Wilo para impulsar plantas modulares de hidrógeno verde en Chile y Brasil. El proyecto se ejecutará entre agosto de 2025 y septiembre de 2026, con objetivos de desarrollar soluciones integrales de generación, almacenamiento y reconversión de hidrógeno.
Inversión Corporativa
Corporaciones energéticas globales están comprometiendo recursos significativos. Iberdrola amplió su alianza con el Banco Mundial mediante un préstamo verde de 300 millones de euros para proyectos renovables en países emergentes, incluyendo opciones para hidrógeno verde e energía eólica marina.
Repsol, el mayor productor y consumidor de hidrógeno en España, tiene la ambición de alcanzar una capacidad instalada de hidrógeno entre 700 y 1.200 MW para 2030, incluyendo 350 MW de biohidrógeno producido mediante reformado de vapor de biogás.
Avances Tecnológicos Emergentes
La innovación continúa acelerando la viabilidad del hidrógeno verde:
Inteligencia Artificial y Optimización Automática
Los sistemas de gestión energética utilizan IA para optimizar la integración de energías renovables con producción de hidrógeno, maximizando eficiencia y reduciendo costos mediante predicción de demanda y gestión dinámica de carga.
Gemelos Digitales y Simulación de Procesos
La simulación digital permite optimizar diseños de plantas antes de construcción y monitoreo predictivo durante operación, reduciendo costos capitales y mejorando rendimiento operacional.
Tecnologías de Captura de CO₂
La combinación de hidrógeno verde con captura de carbono permite producir combustibles sintéticos con huella de carbono negativa, especialmente cuando el CO₂ es capturado del aire o de emisiones industriales.
Perspectivas para 2030, 2040 y 2050
Horizonte 2030
Se espera una aceleración significativa en la capacidad instalada de electrólisis y reducción de costos a US$1,40-2,20 por kg en regiones como Chile y México con excelentes recursos renovables. Los primeros proyectos comerciales a escala significativa comenzarán operaciones, demostrando viabilidad económica.
Horizonte 2040
La producción de derivados como amoníaco verde y combustibles sintéticos verdes alcanzará escala comercial competitiva. América Latina consolidará su posición como exportador global, con mercados establecidos en Europa, Asia y América del Norte.
Horizonte 2050
Se proyecta que América Latina producirá 12 millones de toneladas de hidrógeno verde anuales, con exportaciones generando US$33.000 millones anuales (US$24.000 millones en exportaciones netas). El hidrógeno verde será el vector energético dominante para descarbonizar sectores industriales intensivos en energía globalmente.
El Futuro es Verde
El hidrógeno verde representa una oportunidad sin precedentes de transformación energética global. Con mercados proyectados en US$1,4 billones para 2050, reducciones de costos proyectadas del 40-70%, tecnologías maduras disponibles hoy, e inversión masiva de instituciones internacionales y corporaciones globales, la viabilidad del hidrógeno verde está prácticamente garantizada.
Para América Latina específicamente, el hidrógeno verde no es una promesa futura: es una oportunidad presente. Con más de 200 proyectos identificados, inversiones proyectadas de cientos de miles de millones de dólares, y recursos renovables únicos que permiten producción a costos más bajos que en cualquier otra región del mundo, los países latinoamericanos tienen la oportunidad de transicionar de importadores de energía a exportadores de energía limpia.
Los desafíos no son imposibles: requieren inversión en infraestructura, regulaciones claras, desarrollo de capacidades técnicas y coordinación entre sectores. Pero con el impulso de gobiernos, el apoyo de instituciones multilaterales y el compromiso de la industria privada, el futuro del hidrógeno verde en América Latina está siendo construido hoy, transformando la región en un jugador clave de la economía energética del siglo XXI.