Cuando la Unión Europea (UE) lanzó la Estrategia Europea del Hidrógeno en 2020, uno de sus principales objetivos era asegurar el liderazgo tecnológico de este nuevo vector energético gracias a un despliegue temprano respaldado por un fuerte apoyo estatal. La Estrategia priorizaba el hidrógeno renovable o verde por la existente “fuerza industrial europea en la producción de electrolizadores”, el aparato que permite producir hidrógeno mediante un proceso químico (electrólisis) capaz de separar las moléculas de hidrógeno y oxígeno de las que se compone el agua (H2O) usando electricidad (renovable). En un contexto de revalorización de la autonomía estratégica, la Comisión Europea trataba de anticiparse y evitar replicar la dependencia tecnológica de China en sectores clave como la energía solar o la producción de baterías. Sin embargo, los ambiciosos objetivos en materia de hidrógeno verde han demostrado ser un enorme reto para la UE y su joven ecosistema tecnológico de electrolizadores, que se enfrenta a problemas para incrementar la producción y mantener la competitividad en un momento de inflación y elevados costes energéticos.
Asegurar una industria de electrolizadores competitiva puede ser un factor diferencial para garantizar el éxito de los objetivos de la Estrategia Europea del Hidrógeno, principalmente aquellos relacionados con la seguridad energética y la creación de valor en torno a esta nueva tecnología.
En la actualidad, dos tecnologías electrolíticas parecen estar lo suficientemente maduras para dominar las próximas dos décadas: los electrolizadores alcalinos y los electrolizadores de membrana de electrolito polimérico (PEM por sus siglas en inglés). Los electrolizadores alcalinos son el tipo de electrolizador más antiguo, más maduro y extendido. Sus ventajas residen en un diseño relativamente sencillo y, por tanto, en un proceso de fabricación simple y con potencial para la producción industrial a gran escala. Sin embargo, los electrolizadores alcalinos requieren de más de 50 minutos de arranque en frío, por lo que esta tecnología parece menos adecuada para la producción de hidrógeno sometida a la correlación horaria establecida en los dos Actos Delegados sobre hidrógeno renovable presentados recientemente por la Comisión. En la producción de electrolizadores alcalinos, China parece haber consolidad su liderazgo con unos costes de producción de 300 U$D/kilovatio, un 75% más baratos que los dispositivos del mismo tipo fabricados en Occidente gracias a un acceso privilegiado al mercado de las materias primas y menores costes laborales. Este diferencial de precios está atrayendo clientes internacionales, principalmente en los países del Golfo sin tecnología propia pero con ambiciosos planes de desarrollo de hidrógeno, pero también Australia, Corea del Sur o incluso EEUU.
Los electrolizadores PEM son sustancialmente más jóvenes que sus homólogos alcalinos. La tecnología PEM ofrece un tiempo de arranque en frío más rápido, de sólo 10 minutos, y un tiempo de reacción aún más rápido ante las fluctuaciones de la producción de electricidad. Las unidades PEM son especialmente adecuadas para las horas punta de las redes eléctricas con un alto porcentaje de energías renovables y por tanto apropiados para la regulación europea en materia de hidrógeno renovable. Sin embargo, su complejidad técnica exige el empleo de minerales estratégicos y tierras raras (principalmente platino e iridio para los cátodos y ánodos), incrementando sustancialmente sus costes de producción. Las patentes mundiales registradas sobre electrolizadores PEM permanecen lideradas por Europa, Japón y EEUU. A pesar del aumento de los recursos dedicados a la I+D del hidrógeno, China sigue por detrás de la UE en cuanto a capacidades tecnológicas avanzadas. Los expertos del sector calculan que pasarán al menos cinco años antes de que la tecnología china alcance la de los líderes occidentales y apuntan a que un gran número de las patentes chinas carecen de verdadero valor añadido. Se trata, por tanto, de un momento clave para la política tecnológica europea.
En este contexto, la fabricación de los electrolizadores se encuentra en una encrucijada entre dos grandes modelos: uno liderado por empresas occidentales de mayores costes unitarios y rendimientos, frente a otro dominado por el ecosistema tecnológico chino de bajos costes de electrolizador, pero menores eficiencias y prestaciones.
La producción de electrolizadores cuenta con características similares al ecosistema tecnológico solar fotovoltaico, principalmente: la importancia de la escala en la reducción de costes y un peso elevado de los costes energéticos en el precio final de los componentes. La rápida evolución del tamaño de los electrolizadores reduce la ventaja competitiva de las empresas consolidadas al exigir un ritmo muy elevado de innovaciones en ciclos más cortos. Estas características hacen que la transferencia tecnológica entre diferentes mercados sea más sencilla, con un claro riesgo de concentración en aquellos más competitivos, similar a lo ocurrido con las tecnologías fotovoltaicas en China a partir de 2010. No obstante, el peso de los equipos y su diseño ad hoc requieren una importante personalización in situ para cada cliente, pudiendo ser una barrera para la deslocalización generalizada en su proceso de fabricación.
En los últimos dos años, el mercado internacional de fabricación de electrolizadores ha crecido sustancialmente, con China incrementando su cuota de mercado mundial hasta el 40%. Después de que el 14º Plan Quinquenal de China (2021-2025) identificara la industria del hidrógeno como una de las seis prioridades industriales, los principales fabricantes de sistemas fotovoltaicos solares, vehículos eléctricos, así como empresas estatales industriales químicas y petroquímicas, han entrado en el mercado de la fabricación de electrolizadores. Según BNEF, tres fabricantes chinos de electrolizadores (Longi, Peric y Sungrow) lideran el mercado mundial en términos de capacidad de fabricación anual. El belga John Cockerill, que ocupa el cuarto puesto, también produce sus electrolizadores en China a través de su joint venture (JV) Cockerill Jingli Hydrogen. Otras empresas tecnológicas europeas como HydrogenPro, diseñador y proveedor noruego de electrolizadores, se ha asociado con Tianjin HQY Hydrogen Machinery para la fabricación de electrolizadores en China. La recientemente JV creada por Cummins junto a la petrolera estatal Sinopec, denominada Cummins Enze, para la construcción de una fábrica de 1GW de electrolizadores PEM de última generación en Guangdong, expone los riesgos de transferencia tecnológica en los sectores de menor conocimiento por parte de las empresas chinas. La colaboración de empresas europeas con chinas como proveedores y socios en I+D en JV genera dudas sobre si los beneficios a corto plazo (acceso al mercado chino) compensan aquellos a largo plazo (liderazgo tecnológico y protección de la propiedad intelectual).
La tecnología asociada al hidrógeno expone las dificultades para la UE y sus empresas para gestionar una relación equilibrada con China en las cadenas de valor de las tecnologías renovables.
El Net Zero Industry Act de la UE pretende marcar un punto de inflexión en la dependencia europea de las tecnologías clave para la transición energética y marca como objetivo (no vinculante) producir en la UE en 2030 un 40% de las necesidades de ocho tecnologías: solar fotovoltaica, eólica, baterías, bombas de calor, biogás y biometano, captura de carbono, redes eléctricas y electrolizadores. La geopolítica de la tecnología del hidrógeno expone un nuevo foco de rivalidad entre la UE y China que exige de una política industrial estratégica que garantice su liderazgo en línea con el Net Zero Industry Act y la Estrategia Europea del Hidrógeno. Su éxito pasa por adaptarse al nuevo modelo de globalización emergente y aprender de experiencias previas como la de la industria solar, sector en el que la UE pasó en dos décadas de liderar tecnológicamente el sector a importar un 75% de sus módulos solares desde China.
Imagen: Moléculas de hidrógeno sobre las banderas de China y la UE. Foto: Geralt.
