Hidrógeno en la transición energética: oportunidades, desafíos y proyectos en marcha

Para el año 2024, las emisiones de CO₂ ascendieron a un valor de 37,6 Gt [1], lo que equivale aproximadamente al peso de 6.373 Pirámides de Guiza. De continuar con la tendencia actual, en la que año tras año las emisiones aumentan, se espera que para el año 2050 la temperatura media global haya aumentado aproximadamente 2 °C [2], afectando drásticamente el comportamiento del clima, la fauna y la flora.

En el camino para combatir el cambio climático y reforzar la seguridad energética, el hidrógeno se ha convertido en uno de los principales candidatos para sustituir los combustibles fósiles. Algunas de las principales oportunidades para el hidrógeno son: la generación de energía térmica (calor), su uso y producción de combustibles para transporte, la descarbonización de sectores industriales, el almacenamiento de energía eléctrica, entre otros. Sin embargo, este camino conlleva una amplia serie de retos en aspectos económicos, legales, técnicos y sociales que deben abordarse para hacer de esta tecnología una realidad a gran escala.

A continuación, hablaremos a cerca de la demanda actual, su clasificación y de los retos y oportunidades que implica esta tecnología en el contexto mundial y colombiano.

La demanda de hidrógeno

Según el global Hydrogen Review 2024, la demanda mundial de hidrógeno alcanzó los 97 millones de toneladas en 2023, lo que representa un aumento del 2,5% en comparación con 2022. Adicionalmente se proyectó que para el 2024 se alcanzaron las 100 Mt. La demanda sigue concentrándose en la refinación y el sector químico (principalmente en la producción de amoniaco), y se cubre principalmente con hidrógeno producido a partir de combustibles fósiles sin captura de emisiones. Como en años anteriores, el hidrógeno de bajas emisiones tuvo solo un papel marginal, con una producción inferior a 1 millón de toneladas en 2023. Sin embargo, la producción de hidrógeno de bajas emisiones podría alcanzar los 49 millones de toneladas por año para 2030, según los proyectos anunciados. La demanda de hidrógeno por sector se presenta en la figura 1.

Definición. Hidrógeno de bajas emisiones: es aquel generado a partir de electrólisis con energía eléctrica producida a partir de fuentes de bajas emisiones (renovable o nuclear), el generado a partir de biomasa o el generado a partir de combustibles fósiles con captura de carbono.

La clasificación del hidrógeno

El espectro de colores del hidrógeno es una convención que clasifica el hidrógeno según el tipo de fuente de energía y proceso utilizado para producirlo. Aunque el hidrógeno en sí siempre es el mismo, se le asignan colores simbólicos para indicar su impacto ambiental y origen energético. En la figura 2 se presenta el espectro de color del hidrógeno.

Los desafíos que enfrenta el hidrógeno

Si bien el hidrógeno representa una tecnología viable para la descarbonización, su implementación a gran escala enfrenta múltiples desafíos técnicos, económicos y regulatorios que deben ser superados para asegurar una adopción exitosa.

En primer lugar, los altos costos asociados a la producción, almacenamiento, transporte y uso del hidrógeno representan una barrera significativa para su adopción masiva. Actualmente, el hidrógeno de bajas emisiones, producido por electrólisis con electricidad renovable es más caro que el producido con combustibles fósiles convencionales sin captura de carbono. El costo del hidrógeno de bajas emisiones producido por electrólisis depende en gran media del costo de la electricidad y del electrolizador. Para que esta tecnología sea competitiva, es necesario que a partir del avance tecnológico puedan reducirse los costos asociados a la generación de energía y a la fabricación de los electrolizadores. Por otro lado, aunque los costos asociados a la tecnología se reduzcan, la implementación de proyectos de hidrógeno representa una inversión elevada por lo que muchas veces es necesario que existan alianzas entre entidades públicas y privadas para su desarrollo.

Otro de los principales obstáculos es la falta de sincronía entre la oferta y la demanda: los consumidores potenciales no adoptan el hidrógeno por la falta de infraestructura disponible (como estaciones de recarga, redes de distribución o capacidad de producción a gran escala), mientras que los inversionistas en infraestructura no avanzan por la ausencia de una demanda consolidada. Este círculo vicioso, conocido como el “problema del huevo y la gallina”, retrasa el desarrollo de un mercado funcional del hidrógeno. En busca de solucionar este problema surge el concepto de “hub de hidrógeno”, el cual representa un espacio físico donde se produce, almacena y distribuye el hidrógeno, conectado así la oferta con la demanda.

La cadena de valor del hidrógeno es compleja y exige una infraestructura nueva o adaptada, incluyendo redes de distribución, instalaciones de compresión, almacenamiento a alta presión o criogénico, y puntos de consumo específicos. Esta complejidad técnica se ve agravada por una alta incertidumbre política y regulatoria. La falta de marcos normativos estables y coherentes a nivel nacional e internacional dificulta la inversión y la planificación a largo plazo. Para afrontar este problema es necesario en primer lugar que desde los centros científicos, universitarios y técnicos se promueva la investigación y capacitación en torno a la ingeniería del hidrógeno. En segundo lugar, es pertinente que existan alianzas entre los centros del conocimiento y las entidades gubernamentales con el fin de desarrollar normatividad estricta que regule y promueva la adaptación de la tecnología.

Por último, la aceptación social constituye un reto emergente: el desconocimiento del hidrógeno, la percepción de riesgos asociados y la competencia por el uso del agua y del suelo pueden generar resistencias en comunidades locales, especialmente cuando los beneficios no son claramente percibidos a nivel territorial. Es por ello, que es necesario que cada proyecto este acompañado de un proceso de capacitación integra hacia las comunidades, que demuestre con hechos factibles y compromisos reales la viabilidad de la tecnología y sus beneficios sociales.

Para que el hidrógeno logre consolidarse como una herramienta efectiva en la transición energética, es imprescindible construir una sinergia genuina entre el sector público, la empresa privada y las instituciones del conocimiento. Esta alianza debe tener como propósito no solo la viabilidad técnica y económica de la tecnología, sino, ante todo, su capacidad de generar bienestar colectivo. El hidrógeno no debe ser un privilegio de unos pocos, sino una oportunidad construida desde y para las comunidades, que impulse la equidad, el desarrollo local y la justicia social como pilares de una transformación verdaderamente sostenible.

Proyectos a nivel mundial

Año tras año el numero de proyectos anunciados a nivel mundial se incrementa. En la figura 3 se presenta el mapa de proyectos anunciados para el año 2024. La gran mayoría de los proyectos se centra en Europa, Norte América y Asía. De acuerdo con la base de datos presentada por el IEA [3] los proyectos de mayor magnitud actualmente operacionales son aquellos enfocados al reformado de metano con captura de carbono. Dentro de los mayores exponentes de esta tecnología se encuentran: la refinería ubicada en Port Arthur, Texas Estados Unidos, con una producción de 117.7 ktH2/y y captura de 900 ktCO2/y. La planta de Quest en Canadá que produce 300 ktH2/y y captura 1100 ktCO2/y. La refinería de Shell en Holanda en la cual se tiene la tecnología de gasificación de residuos pesados de petróleo con captura de carbono que produce 100 ktH2/y y captura de 1000 ktCO2/y.

Por otro lado, los proyectos operacionales de producción de hidrógeno a partir de electrólisis son en su mayoría experimentales y se encuentran en etapas de prueba y desarrollo. El número de proyectos de producción de hidrógeno con electrólisis aumentan año tras año, así como, la capacidad de producción de estos. Según la información presentada por el IEA [3], cerca de 269 proyectos de este tipo se encuentran en etapa de decisión final de inversión. Dentro de los proyectos mayor magnitud se encuentran: el proyecto NEOM Green Hydrogen Project ubicado en Arabia Saudita, con una potencia de 2.2 GW, produciendo 372.9 ktH2/y con las que se generarán 1.3 MtNH3/y. El proyecto Greenko ZeroC en Kakinada India, con una potencia de 1.3 GW, produciendo 220.3 ktH2/y para la producción de amoniaco. El proyecto Sinopec – Zhangzhou ubicado en China, con una producción de hidrógeno de 181.8 ktH2/y.

El hidrógeno en Colombia

En septiembre de 2021 se lanzó la Hoja de Ruta para el Hidrógeno en Colombia, con el fin de contribuir al desarrollo e implantación del hidrógeno de bajas emisiones. Colombia fue el segundo país latinoamericano, después de Chile en presentar un documento oficial para la promoción del hidrógeno de bajas emisiones. Este documento describe las oportunidades existentes para Colombia en el mercado del hidrógeno, la competitividad del hidrógeno nacional, la demanda nacional y exportación del hidrógeno y sus derivados, las expectativas y compromisos con miras a los años 2030 y 2050 y por ultimo los compromisos en torno a la tecnología.

Dentro de las fortalezas que se resaltan para Colombia en la producción de hidrógeno se encuentran:

1. Recursos naturales abundantes para la producción de H2 de bajas emisiones.

2. Posicionamiento geográfico estratégico e infraestructura.

3. Un ecosistema empresarial sólido e innovador.

4. Contexto político-regulatorio estable y propicio para el desarrollo de proyectos de hidrógeno.

Debido a estas características Colombia se convierte en un actor principal a nivel mundial para la producción de hidrógeno verde y sus derivados.

Actualmente Colombia cuenta con múltiples proyectos en torno al hidrógeno. Dentro de los mas relevantes se encuentran El Primer Bus de Hidrógeno en Latinoamérica, el cual se espera entre en funcionamiento en el segundo semestre del presente año. La Planta de Hidrógeno Verde más Grande de Latinoamérica, la cual se espera que produzca 800 H2/y, la planta será construida en la refinería de Cartagena para la hidratación de combustibles y se espera reduzca 7.700 tCO2eq/y. Para consultar más proyectos de hidrógeno en Colombia, es posible revisar Hydrogen Production and Infrastructure Projects Database.

En Colombia, cada vez más instituciones educativas y centros de investigación están mostrando un creciente interés por enseñar y desarrollar conocimiento en el campo de la ingeniería del hidrógeno. Actualmente universidades como la Universidad Nacional de Colombia, la Universidad de los Andes, la Universidad de Antioquia entre otras desarrollan cursos en torno al hidrógeno.

Link: Ingeniería del Hidrógeno Universidad Nacional de Colombia

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[0] Ordóñez, R., Encabo, I., & Cózar, C. R. (2022, mayo 28). El sueño energético español: ser el Qatar del hidrógeno verde. El Independiente. https://www.elindependiente.com/economia/2022/05/28/el-sueno-energetico-espanol-ser-el-qatar-del-hidrogeno-verde/

[1] AIE (2025), Global Energy Review 2025, AIE, París https://www.iea.org/reports/global-energy-review-2025, Licencia: CC BY 4.0.

[2] AIE (2021), Perspectivas energéticas mundiales 2021, AIE, París https://www.iea.org/reports/world-energy-outlook-2021.

[3] IEA, Hydrogen Production and Infrastructure Projects Database, IEA, Paris https://www.iea.org/data-and-statistics/data-product/hydrogen-production-and-infrastructure-projects-database, Licence: CC BY 4.0.

[4] Global Energy Infrastructure. (2021, 30 de marzo). Hydrogen – data telling a story.

[5] IEA (2024), Global Hydrogen Review 2024, IEA, Paris https://www.iea.org/reports/global-hydrogen-review-2024, Licence: CC BY 4.0.

Figura 2: Demanda de hidrógeno por sector 2019-2030. ECE (Emisiones netas cero de acuerdo con el escenario para 2050). “Otros” incluye: edificaciones y biocombustibles. Modificado de [5].

Figura 3: El espectro de color del hidrógeno. Modificado de [4].

Figura 4: Mapa de proyectos anunciados de hidrógeno de bajas emisiones para 2024. [3]

Figura 5: A la izquierda electrolizador del proyecto El Primer Bus de Hidrógeno en Latinoamérica. A la derecha Ing. Julian Rodriguez en visita al electrolizador en el marco del curso Ingeniería del Hidrógeno UNAL.

Figura 1: Planta de hidrógeno verde en Puerto Llano España. [0]