Desarrollo de herramienta para la evaluación de sistemas de almacenamiento de energía, para proyectos de producción de hidrógeno verde

Abstract

El hidrógeno verde presenta un gran potencial en el contexto de la descarbonización del sector energético, siendo un vector energético que permite almacenar energía limpia y transportarla a grandes distancias. Es por esto por lo que en los últimos años ha tomado gran relevancia, proyectándose un aumento considerable tanto en su producción como en su demanda. Este trabajo ha sido planteado por la empresa Mitsubishi Chile Limitada, quienes han identificado que en los proyectos de hidrógeno verde la variabilidad de las energías renovables genera que el almacenamiento energético sea fundamental para poder estabilizar la producción de hidrógeno. El trabajo tiene como objetivo el diseñar e implementar una herramienta de evaluación de sistemas de almacenamiento de energía para proyectos de producción de hidrógeno verde. La herramienta propuesta evalúa la capacidad instalada de los equipos principales con el fin de minimizar el CAPEX, OPEX y los reemplazos de equipos en un horizonte de 20 años. Esto se logra considerando un perfil de generación de energía con resolución horaria a lo largo de un año, las características principales de los equipos, la demanda de hidrógeno y la satisfacción máxima teórica de la demanda. El proceso se lleva a cabo mediante la simulación de la producción de hidrógeno durante el primer año del proyecto. Mediante la herramienta se realizan trece casos de estudio donde se evalúan distintos perfiles de generación solar fotovoltaica generados en base a diversas ubicaciones a lo largo de la zona norte y la zona central del país. Considerando los gastos de CAPEX, OPEX y los reemplazos en el caso de los proyectos del norte se obtiene un promedio de 1.06 dólares por kilogramo de hidrógeno. En el caso de los proyectos de la zona central el promedio es de 1.53 dólares. Por último, se lleva a cabo un análisis de sensibilidad con respecto al valor del electrolizador, el valor del tanque y el factor de planta de la generadora. Al variar el precio del electrolizador, se evidencia una dependencia lineal con el costo del hidrógeno, y en el escenario más extremo, duplicar el valor del equipo genera un aumento de 0.70 dólares en el costo por kilogramo de hidrógeno. En cuanto al tanque, se observa una relación lineal similar, aunque con una pendiente menor. En el escenario más extremo, al duplicar el valor en comparación con el original, la diferencia es de solo 0.12 dólares por kilogramo de hidrógeno. Finalmente, al variar el factor de planta de la generadora de energía, no se registran cambios significativos en el precio del hidrógeno.