Modelación de redes integradas de suministro energético en la región de magallanes incorporando opciones de h2v

Abstract

En los últimos años se ha generado una gran conciencia sobre la importancia de reducir las emisiones de gases de efecto invernadero producto del cambio climático. Bajo este contexto, se están desarrollando numerosas tecnologías y estudios para poder enfrentar este desafío de la mejor manera posible, siendo una de las tecnologías más llamativas la utilización de hidrógeno en las redes energéticas. La presente memoria se enfoca en la modelación de redes energéticas en la región de Magallanes, con especial atención en la incorporación de tecnologías de hidrógeno verde (H2V ) como una alternativa sostenible para la generación y almacenamiento de energía. El objetivo principal de este estudio es evaluar la integración del hidrógeno verde y sus derivados en dicha región del país. Para alcanzar este objetivo, se replica y valida un modelo de expansión de programación lineal, publicado en la literatura especializada, que considera redes de electricidad e hidrógeno en el estado de Texas (EEUU), adaptándolo a las condiciones específicas de la región de Magallanes. El modelo se implementa utilizando las librerías Pyomo y Gurobi Solver, permitiendo su validación y estudio de casos a través de distintas simulaciones. El caso de estudio evalúa un escenario base con sensibilidades que consideran la sustitución de una parte de la demanda de gas natural por H2 en un esquema de blending y donde la demanda de H2 contempla consumos de nuevas industrias que se pueden desarrollar con este producto, también sensibiliza con respecto al costo de emisiones. Los resultados obtenidos muestran que la incorporación de tecnologías de H2V pueden contribuir a la reducción de emisiones de CO2, siendo de 5 % cuando se usa un nivel de blending de 20 %, mientras mayor sea el nivel de blending mayor será la reducción de emisiones. Demostrando así, su potencial como una solución viable y sostenible para la región de Magallanes. Las sensibilidades a la demanda de hidrógeno indican que la mejor forma de producir hidrógeno es utilizando el recurso eólico de la región. La sensibilidad al costo de emisiones entrega una reducción de 19 % en las emisiones totales frente a un costo de 100 [USD/ton]. Finalmente, los casos desarrollados presentan comportamientos coherentes con las expectativas y sugieren que el hidrógeno verde es una opción prometedora para apoyar la transición hacia una economía baja en carbono.