Coste de producción del hidrógeno verde: factores clave de competitividad y estrategias de optimización

La investigación utiliza un modelo de simulación robusto —más de 4.000 iteraciones— para evaluar sistemas de electrólisis fuera de red alimentados exclusivamente por energías renovables, con el objetivo de determinar las condiciones óptimas para la generación de hidrógeno que resulte rentable.

La metodología se centra en sistemas híbridos que integran energía solar fotovoltaica (PV), energía eólica y Sistemas de Almacenamiento de Energía en Baterías (BESS). En todos los escenarios se fija el tamaño del electrolizador en 100 MW y varían únicamente la configuración de las fuentes de energía y el almacenamiento. Este enfoque de variable controlada permite la comparación directa entre diferentes ubicaciones globales, incluyendo emplazamientos en España, Rumanía, Chile, Australia y Estados Unidos.

Se evaluaron métricas clave como la energía bruta y neta disponible, pérdidas por limitación (curtailment) y el rendimiento efectivo del electrolizador mediante simulaciones horarias. Estas simulaciones permitieron estimar con precisión la producción anual de hidrógeno para cada configuración del sistema. El estudio define dos escenarios económicos: uno utilizando valores de CAPEX y OPEX uniformes y estandarizados para todas las ubicaciones, y otro aplicando variables financieras específicas de cada país. Este enfoque dual revela cómo tanto la disponibilidad de recursos como las condiciones económicas locales influyen en el coste final del hidrógeno verde.

El análisis destaca que el LCOH más bajo no siempre se logra con la configuración de mayor producción de hidrógeno. En ubicaciones con un bajo Coste Nivelado de la Electricidad (LCOE), a menudo es rentable sobredimensionar la generación renovable —incluso a costa de cierta limitación— para maximizar el factor de capacidad del electrolizador. Por el contrario, en regiones con un alto LCOE, minimizar la limitación y dimensionar cuidadosamente las entradas renovables se vuelve esencial para mantener la competitividad. Esto hace que las soluciones de almacenamiento de energía sean un activo estratégico, permitiendo una mejor gestión del excedente energético y mejorando la flexibilidad y rentabilidad del sistema.

Una de las principales conclusiones es que un alto factor de capacidad del electrolizador, un bajo LCOE y condiciones económicas locales favorables sustentan conjuntamente un coste de producción de hidrógeno verde competitivo. El estudio muestra que incluso en ubicaciones con recursos renovables menos favorables, el coste del hidrógeno verde puede reducirse mediante un diseño inteligente del sistema, como reforzar la fuente de energía más fuerte y eliminar componentes menos eficientes.

Las condiciones financieras como los costes de inversión, la inflación y las tasas operativas juegan un papel decisivo. En escenarios con precios variables, ubicaciones con excelentes recursos solares o eólicos pueden aún quedarse cortas en competitividad si elementos de alto coste de la planta de hidrógeno verde como el CAPEX o las condiciones locales de financiación son desfavorables.

En última instancia, el estudio confirma que lograr un coste de producción de hidrógeno verde bajo y competitivo requiere una estrategia holística que equilibre el rendimiento técnico, las soluciones de almacenamiento de energía y las realidades financieras locales. Los hallazgos de este estudio sirven como una guía integral para los responsables políticos, desarrolladores e inversores que buscan ampliar el despliegue del hidrógeno verde de manera rentable y sostenible.

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