Mapping Territorial Readiness for Green Hydrogen Deployment in Colombia: A GIS-Based Multicriteria Framework

Resumen Técnico: Mapeo de la Preparación Territorial para el Despliegue del Hidrógeno Verde en Colombia

Planteamiento del Problema
Si bien el hidrógeno verde es reconocido como un vector energético crítico para la descarbonización de los sectores industrial, logístico y energético, su despliegue no está determinado únicamente por la disponibilidad de recursos renovables. En naciones espacialmente heterogéneas como Colombia, una implementación exitosa requiere la convergencia simultánea de condiciones energéticas, hídricas, económicas, logísticas, ambientales, tecnológicas e institucionales. La literatura existente suele centrarse en escalas regionales o prioriza factores físico-ambientales (como la radiación solar o la velocidad del viento) de forma aislada. En consecuencia, existe una falta de marcos a escala nacional que integren la idoneidad técnica con las restricciones socioambientales y las condiciones de habilitación territorial. Esta brecha dificulta la transición del mapeo del potencial renovable hacia la evaluación de la "preparación territorial" real para el despliegue, particularmente en contextos donde las brechas de infraestructura, los conflictos sociales y la variabilidad institucional influyen significamente en la factibilidad de los proyectos.

Metodología
El estudio propone un marco de Análisis de Decisión Multicriterio basado en SIG (GIS-MCDA) para evaluar la preparación territorial para el despliegue de hidrógeno verde en toda Colombia. La metodología sigue un flujo de trabajo de cinco fases:

1. Construcción de la Base de Datos y Definición de Criterios: Se seleccionaron quince criterios agrupados en cinco dimensiones analíticas:

   • Potencial Energético y de Producción: Potencial de recursos renovables, potencial de hidrógeno electro-renovable y potencial de biomasa.
   • Competitividad Económica y Tecnológica: Costo Nivelado del Hidrógeno (LCOH), madurez tecnológica (TRL) y desempeño del sistema.
   • Infraestructura, Logística e Innovación: Proximidad a la infraestructura eléctrica, logística existente (carreteras, puertos), apoyo académico y clústeres de innovación.
   • Restricciones Hídricas y Socioambientales: Disponibilidad de agua dulce, estrés hídrico y distancias a áreas protegidas, asentamientos, territorios indígenas y ecosistemas sensibles.
   • Condiciones Regulatorias e Institucionales: Regulaciones, incentivos y alineación con políticas públicas.

2. Transformación de Variables: Todas las variables fueron normalizadas a una escala de idoneidad común (1 a 5), donde 1 representa condiciones desfavorables y 5 representa condiciones altamente favorables. Las variables cuantitativas utilizaron funciones de idoneidad lineales basadas en umbrales de referencia (por ejemplo, radiación solar >2200 kWh/m²/año o viento >8 m/s para alta idoneidad), mientras que las variables categóricas fueron reclasificadas de forma ordinal.

3. Ponderación de Criterios: Se empleó el Método de Mejor-Peor (BWM) para determinar los pesos de los criterios. Un panel de 16 expertos identificó los criterios más y menos importantes, construyendo vectores de comparación para calcular los pesos relativos. Se utilizó la media geométrica de los pesos individuales de los expertos para generar el perfil de ponderación grupal final.

4. Integración Espacial: Se aplicó una combinación lineal ponderada (álgebra de mapas) dentro de un entorno SIG para integrar las capas ponderadas, generando una superficie de idoneidad nacional continua.

5. Priorización Departamental e Interpretación de Post-clasificación: La superficie de idoneidad fue agregada para calcular la idoneidad media de cada uno de los departamentos de Colombia. Para contextualizar estos resultados técnicos, el estudio utilizó dos capas interpretativas de post-clasificación: el Índice Nacional de Conflictos (NCI) y el Índice Nacional de Gobernanza (NGI), derivados mediante el método CRITIC. Estos índices no fueron ponderados en el modelo de idoneidad, sino que sirvieron para analizar si las áreas técnicamente favorables se alinean con territorios que poseen condiciones favorables de conflicto y gobernanza.

Resultados Clave

• Patrón de Idoneidad Heterogéneo: La superficie de idoneidad nacional resultante revela una distribución policéntrica. La alta idoneidad se concentra en el occidente, centro, noreste y la zona caribe continental de Colombia, en lugar de estar distribuida uniformemente o estrictamente correlacionada con el potencial renovable bruto.
• Departamentos con Mayor Clasificación: El Valle del Cauca emergió como el departamento más apto con una puntuación de idoneidad media de 3.538. Le siguieron Cundinamarca (3.380), Antioquia (3.348), Santander (3.305) y Cesar (3.227).
• Desacoplamiento de Recurso y Preparación: El análisis demuestra que los departamentos con el mayor potencial renovable bruto no necesariamente ocupan los primeros puestos en preparación territorial. Por el contrario, los departamentos con recursos renovables moderados pero con una infraestructura, conectividad, capacidad institucional y menores restricciones socioambientales superiores, alcanzaron puntuaciones de idoneidad más altas.
• Perspectivas de la Ponderación: El panel de expertos asignó el mayor peso al Costo Nivelado del Hidrógeno (0.1039), seguido del potencial de recursos renovables (0.0821) y el potencial de hidrógeno electro-renovable (0.0782). Esto indica una priorización de la viabilidad económica junto con la disponibilidad de recursos.
• Contexto de Post-clasificación: La integración del NCI y el NGI permitió distinguir entre la idoneidad técnica y las condiciones de implementación, resaltando que las áreas con altas puntuaciones técnicas aún pueden enfrentar desafíos relacionados con el conflicto territorial o la capacidad de gobernanza.

Significancia y Contribuciones
El artículo sostiene que su principal contribución es cambiar el enfoque analítico del mapeo del potencial renovable hacia la evaluación de la "preparación territorial" para el despliegue en un contexto nacional diverso. Al combinar el modelado de idoneidad GIS-MCDA con la interpretación territorial de post-clasificación, el marco ofrece una herramienta de apoyo a la decisión reproducible que:

• Identifica territorios donde la viabilidad técnica converge con condiciones de habilitación favorables (infraestructura, logística, política y aceptación social).
• Proporciona una base para estrategias de planificación diferenciadas, distinguiendo entre territorios listos para estudios de prefactibilidad y proyectos piloto frente a aquellos que requieren un fortalecimiento previo de infraestructura o institucionalidad.
• Aborda la brecha en la literatura latinoamericana respecto a marcos a escala nacional que integran restricciones socioambientales con criterios técnicos.
• Apoya la planificación en etapas tempranas al guiar la selección de territorios para estudios de prefactibilidad posteriores más detallados, en lugar de servir como una herramienta definitiva de selección de sitios para la implementación inmediata de proyectos.

El estudio concluye que este enfoque integrado es esencial para países con alta heterogeneidad espacial para evitar una planificación reduccionista basada únicamente en la disponibilidad de recursos y para guiar eficazmente la secuenciación del desarrollo de la cadena de valor del hidrógeno verde.