Quiero que imaginen una autopista dedicada exclusivamente a entregar la energía del mundo.

Cada carril está restringido a camiones que transportan una de las siete fuentes de energía primaria a gran escala del mundo:carbón, petróleo, gas natural, nuclear, hidro solar y eólica.

Nuestra seguridad energética actual tiene un precio, las emisiones de dióxido de carbono de los camiones en los tres carriles más transitados:los de carbón, petróleo y gas natural.

No podemos simplemente poner barricadas de la noche a la mañana para detener estos camiones; llevan la inmensa mayoría del suministro energético mundial.

Pero, ¿qué pasa si expandimos la producción de electricidad limpia transportada por los camiones en los carriles solar y eólico — tres o cuatro veces más — hacia un futuro de energía limpia económicamente eficiente?

Piense en coches eléctricos en lugar de coches de gasolina. Piense en fábricas eléctricas en lugar de fábricas de petróleo. Más limpio y más económico de ejecutar. Una transición ordenada impulsada por la tecnología. Problemas provocados por la tecnología, resuelto por la tecnología.

No cometer errores, este será el mayor desafío de ingeniería jamás asumido. El sistema energético es enorme, e incluso con un esfuerzo centrado y comprometido a nivel internacional, la transición llevará muchas décadas.

También requerirá una planificación y capacitación respetuosas para garantizar que las personas y comunidades afectadas, que han impulsado nuestro progreso energético durante generaciones, son compatibles durante la transición.

Como Tony, un trabajador de una central eléctrica de carbón de Gippsland, señaló de la audiencia en el programa de preguntas y respuestas de esta semana:"La fuerza laboral es muy innovadora, Estamos listos para el reto, nos adaptaremos a lo que se nos ponga delante y lo hemos demostrado en el pasado ".

Este es un recordatorio de que si los gobiernos, industria, comunidades e individuos comparten una visión, se puede lograr una transición positiva.

Los impresionantes avances tecnológicos que he presenciado en los últimos diez años me hacen optimista.

La energía renovable está en auge en todo el mundo, y ahora se entrega a un costo notablemente más bajo que nunca.

En Australia, el costo de producir electricidad a partir de energía eólica y solar es ahora de alrededor de 50 dólares australianos por megavatio-hora.

Incluso cuando la variabilidad se refuerza con el almacenamiento, el precio de la electricidad solar y eólica es más bajo que la generación de electricidad a gas existente y similar a la generación de electricidad a carbón de nueva construcción.

Esto ha resultado en una absorción sustancial de electricidad solar y eólica en Australia y, Más importante, proyecciones de una reducción del 33% en las emisiones del sector eléctrico para 2030, en comparación con los niveles de 2005.

Y esta tendencia de precios solo continuará, con un informe reciente de las Naciones Unidas que señala que, solo en la última década, el costo de la electricidad solar se redujo en un 80%, y está a punto de caer aún más.

Entonces estamos en camino. Podemos hacer esto. Una y otra vez hemos demostrado que ningún desafío a la humanidad está más allá de la humanidad.

Por último, necesitaremos complementar la energía solar y eólica con una gama de tecnologías como altos niveles de almacenamiento, transmisión de larga distancia, y una eficiencia mucho mayor en la forma en que usamos la energía.

Pero mientras estas tecnologías se están ampliando, hoy necesitamos un compañero energético que pueda reaccionar rápidamente a los cambios en la producción solar y eólica. Un compañero energético que en sí mismo es relativamente bajo en emisiones, y eso solo funciona cuando es necesario.

A corto plazo, como han dicho anteriormente el primer ministro Scott Morrison y el ministro de energía Angus Taylor, el gas natural jugará ese papel fundamental.

De hecho, El gas natural ya está haciendo posible que las naciones hagan la transición a un sistema confiable y y emisiones relativamente bajas, suministro de electricidad.

Mira a Gran Bretaña, donde la generación de electricidad a carbón se ha desplomado del 75% en 1990 a solo el 2% en 2019.

Impulsando esto ha sido un aumento en la energía solar, viento, e hidroelectricidad, del 2% al 27%. Al mismo tiempo, y esto es clave para la entrega de un suministro eléctrico confiable, La electricidad a partir de gas natural aumentó de prácticamente cero en 1990 a más del 38% en 2019.

Soy consciente de que la construcción de nuevos generadores de gas natural puede considerarse problemática, pero por ahora supongamos que con la energía solar, viento y gas natural, Lograremos un confiable, Suministro eléctrico de bajas emisiones.

¿Es suficiente? Realmente no.

Todavía necesitamos una fuente de combustible transportable de alta densidad para largas distancias, camiones pesados.

Todavía necesitamos una materia prima química alternativa para producir el amoníaco que se utiliza para producir fertilizantes.

Todavía necesitamos un medio para transportar energía limpia de un continente a otro.

Entra el héroe:hidrógeno.

El hidrógeno es abundante. De hecho, es el elemento más abundante del Universo. El único problema es que no hay ningún lugar en la Tierra donde se pueda perforar un pozo y encontrar gas hidrógeno.

Que no cunda el pánico. Afortunadamente, el hidrógeno está ligado a otras sustancias. Uno que todos conocemos:agua, la H en H₂O.

Tenemos dos formas viables de extraer hidrógeno, con emisiones cercanas a cero.

Primero, podemos dividir el agua en un proceso llamado electrólisis, utilizando electricidad renovable.

Segundo, podemos usar carbón y gas natural para dividir el agua, y capturar y enterrar permanentemente el dióxido de carbono emitido en el camino.

Sé que algunos pueden ser escépticos porque la captura de carbono y el almacenamiento permanente no ha sido comercialmente viable en la industria de generación de electricidad.

Pero el proceso de producción de hidrógeno es significativamente más rentable, por dos razones cruciales.

Primero, Dado que el dióxido de carbono se deja como parte residual del proceso de producción de hidrógeno, no hay ningún paso adicional, y poco coste añadido, para su extracción.

Y segundo, porque el proceso opera a una presión mucho mayor, la extracción del dióxido de carbono es más eficiente energéticamente y es más fácil de almacenar.

Volviendo a la ruta de producción de electrólisis, También debemos reconocer que si el hidrógeno se produce exclusivamente a partir de electricidad solar y eólica, exacerbaremos la carga en los carriles renovables de nuestra autopista energética.

Piense por un momento en las grandes cantidades de acero, aluminio y hormigón necesarios para soportar, construir y dar servicio a estructuras solares y eólicas. Y el cobre y los metales de tierras raras necesarios para los cables y motores. Y el litio níquel, cobalto, manganeso y otros materiales de batería necesarios para estabilizar el sistema.

Sería prudente por lo tanto, para protegerse contra posibles limitaciones de recursos con otra fuente de energía.

Bien, produciendo hidrógeno a partir de gas natural o carbón, utilizando captura de carbono y almacenamiento permanente, podemos volver a agregar dos carriles más a nuestra autopista energética, asegurando que tenemos cuatro fuentes de energía primarias para satisfacer las necesidades del futuro:solar, viento, hidrógeno de gas natural, e hidrógeno del carbón.

Es más, una vez extraído, El hidrógeno proporciona soluciones únicas a los desafíos pendientes que enfrentamos en nuestro futuro planeta eléctrico.

Primero, en el sector del transporte, El mayor usuario final de energía de Australia.

Dado que el combustible de hidrógeno transporta mucha más energía que el peso equivalente de las baterías, proporciona una viabilidad, alternativa de mayor alcance para alimentar autobuses de largo recorrido, Camiones B-dobles, trenes que viajan desde minas en el centro de Australia hasta puertos costeros, y barcos que transportan pasajeros y mercancías en todo el mundo.

Segundo, en la industria, donde el hidrógeno puede ayudar a resolver algunos de los mayores desafíos de emisiones.

Tomemos como ejemplo la fabricación de acero. En el mundo de hoy, el uso de carbón en la fabricación de acero es responsable de un asombroso 7% de las emisiones de dióxido de carbono.

Persistir con esta forma de producción de acero resultará en que este porcentaje crezca de manera frustrante a medida que avancemos en la descarbonización de otros sectores de la economía.

Afortunadamente, El hidrógeno limpio no solo puede proporcionar la energía necesaria para calentar los altos hornos, también puede reemplazar el carbono del carbón utilizado para reducir el óxido de hierro al hierro puro del que se fabrica el acero. Y con el hidrógeno como agente reductor, el único subproducto es el vapor de agua.

Esto tendría un impacto revolucionario en la reducción de las emisiones globales.

Tercera, el hidrógeno puede almacenar energía, no solo para un dia lluvioso, sino también para enviar la luz del sol desde nuestras costas, donde es abundante, a los países donde se necesita.

Permítanme ilustrar este punto. En diciembre del año pasado, Tuve el privilegio de presenciar el lanzamiento del primer buque portador de hidrógeno licuado del mundo en Japón.

Cuando el barco se deslizó en el agua, lo vi no solo como el lanzamiento del primer barco de este tipo que se construyó, sino como el inicio de una nueva era en la que la energía limpia se transportará de forma rutinaria entre los continentes. Envío sol.

Y, finalmente, porque el hidrógeno funciona de manera similar al gas natural, Nuestros generadores de gas natural se pueden reconfigurar en el futuro para que funcionen con hidrógeno, convirtiendo perfectamente un legado potencial en una ventaja adicional.

Economía impulsada por hidrógeno

Realmente estamos en el amanecer de un nuevo industria próspera.

Hay un mercado global de hidrógeno de casi 2 billones de dólares australianos en 2050, suponiendo que podamos hacer que el precio de producción de hidrógeno sea sustancialmente inferior a 2 dólares australianos por kilogramo.

En Australia, tenemos la tierra disponible, los recursos naturales, la tecnología es inteligente, las redes globales, y la experiencia de la industria.

Y ahora tenemos el compromiso, con la Estrategia Nacional del Hidrógeno adoptada por unanimidad en una reunión del Commonwealth, gobiernos estatales y territoriales a fines del año pasado.

En efecto, mientras reflexiono sobre mi mandato como científico jefe, en este mi ultimo año, Presidir el desarrollo de esta estrategia ha sido uno de mis logros de los que más me enorgullece.

Los resultados completos no se verán de la noche a la mañana. pero ha sembrado la semilla, y si seguimos atendiéndolas, se convertirán en un ámbito completamente nuevo de aplicaciones prácticas y posibilidades inimaginables.

Este artículo se ha vuelto a publicar de The Conversation con una licencia de Creative Commons. Lea el artículo original.