Els governs i les empreses arreu del món cada cop fan més inversions en investigació i desenvolupament per obtenir hidrogen, cosa que indica un creixent reconeixement que aquest podria jugar un paper important en l’assoliment dels objectius globals de descarbonització del sistema energètic.
Sovint, l'hidrogen ha estat considerat una opció en el context de l’emmagatzematge d’energia, pel què ha generat un interès a causa de les expectatives perquè la futura xarxa elèctrica estigui dominada per fonts variables d’energia renovable (VRE) com són l’eòlica i la solar, així com la reducció dels costos per fabricar als electrolitzadors d’aigua, que podrien fer que l’hidrogen fos net i “verd” i així, esdevenir més competitiu respecte la producció basada en combustibles fòssils. Però la versatilitat de l’hidrogen com a combustible d’energia neta, també el converteix en una opció atractiva per satisfer la demanda d’energia i obrir altres vies de descarbonització.
S'han vist molts avenços i s'han fet molts anàlisis al voltant de les vies per descarbonitzar l'electricitat, però potser no serà possible per electrificar tots els usos finals. Això vol dir que només descarbonitzar el subministrament d'electricitat no és suficient per tant, també cal desenvolupar altres estratègies de descarbonització. L'hidrogen, és un portador d'energia interessant per explorar, però per entendre el paper de l'hidrogen cal estudiar les interaccions entre el sistema elèctric i una futura cadena de subministrament d'hidrogen.
S'han fet sistemàticament diferents estudis sobre el paper i l’impacte de les vies tecnològiques basades en l’hidrogen per un futur sistema d’energia integrat i baix en carboni, tenint en compte les interaccions amb la xarxa elèctrica, l’espai-temporal i les variacions de la demanda energètica. El marc desenvolupat co-optimitza la inversió en infraestructures i el funcionament de tota la cadena de subministrament d’electricitat i l'hidrogen considerant diferents escenaris de preus de les emissions.
Modelització transversal
Cal un marc intersectorial per analitzar l'economia i el paper de cada vector energètic en diversos sistemes si realment es volen conèixer els costos / beneficis de l'electrificació directa o altres estratègies de descarbonització.
El model el Decision Optimization of Low-carbon Power-HYdrogen Network (DOLPHYN), permet a l’usuari estudiar el paper de l’hidrogen en els sistemes d’energia baixos en carboni, els efectes de l’acoblament dels sectors de l’energia i l’hidrogen i les compensacions entre diverses opcions tecnològiques de les dues cadenes de subministrament, l'ús final i el seu impacte en els objectius de descarbonització.
Es manifesta un gran interès per part de la indústria i els governs, en saber on invertir els seus diners i com prioritzar les seves estratègies de descarbonització. Ser capaç d'avaluar les interaccions a nivell de sistema elèctric amb l'economia emergent de l'hidrogen, esdevé de gran importància per impulsar el desenvolupament de la tecnologia i així, donar suport a les decisions estratègiques.
Per a un conjunt d’escenaris de demanda d’electricitat i hidrogen predefinits, el model determina la combinació tecnològica de menor cost entre els sectors de l’energia i de l’hidrogen, tot i que s’adhereix a una sèrie de restriccions de funcionament i polítiques. El model pot incorporar una gamma d’opcions tecnològiques, des de la generació de VRE fins a la captura i emmagatzematge de carboni (CCS) que s’utilitzen amb la generació i el hidrogen fins a camions i oleoductes utilitzats per al transport d’hidrogen. Amb una estructura flexible, el model es pot adaptar fàcilment per representar les opcions tecnològiques emergents i avaluar el seu valor a llarg termini per al sistema energètic.
El model té en compte les emissions de carboni a nivell de procés, ja que permet a l’usuari afegir una penalització de cost per les emissions en ambdós sectors. Si es te un limitat pressupost d'emissions, es podria explorar la qüestió d'on prioritzar les limitacions d'emissions per obtenir el millor impcte en termes de descarbonització.
Font: Massachusetts Institute of Technology
