"Diseño de un procedimiento reversible basado en hidrógeno verde como vector energético de apoyo a la generación renovable en Chile"

Abstract

En los últimos años, Chile ha hecho grandes avances en materia energética. En el 2019 se trazó un plan de retiro de la totalidad de las centrales térmicas a carbón y las energías renovables no convencionales (ERNC) han ido aumentando su participación en el parque generador. El cierre de las centrales a carbón requiere de la entrada de tecnologías de reemplazo que permitan mantener las reservas operacionales. Por otra parte, el aumento de ERNC ha vuelto imperativo el desarrollo de inversiones en transmisión y en almacenamiento para evitar vertimientos de energía. El objetivo de este trabajo es diseñar y evaluar un procedimiento de conversión de energía a hidrógeno y de hidrógeno a energía sobre la base de tecnología existente. El estudio considera la cadena completa de transformación del gas, es decir, desde el punto de producción, donde la generación de hidrógeno mitigaría las reducciones de energía en una central renovable, pasando por el transporte y almacenamiento para, finalmente, utilizar el hidrógeno en reemplazo del combustible en una central de ciclo combinado, con el fin de reducir sus emisiones. Los resultados obtenidos durante el periodo de verano indican que el sistema es técnicamente viable. En el mejor caso, con el electrolizador operando a la mayor presión y temperatura factibles, y considerando el transporte por gasoductos, la cadena de suministro completa tiene una eficiencia de un 34,3%. Por otra parte, el funcionamiento del sistema está estrechamente relacionado con la estación de análisis. Una consecuencia de esto es que en cada temporada se tendría un requerimiento distinto de hidrógeno, con un sobredimensionamiento en aquellos meses donde la turbina opera a una menor capacidad. La solución propuesta abarca 2 problemas: los vertimientos de energía y las emisiones de termoeléctricas a gas, que serán fundamentales en la operación una vez que se cierren las plantas a carbón. La aplicación estudiada podría ser de gran utilidad en el futuro, considerando que en algunos países de Europa ya se cuenta con altos impuestos al dióxido de carbono y que Chile posee importantes niveles de reducciones de generación renovable. El presente trabajo, además de evaluar la solución en un contexto chileno, constituye una base técnica para el estudio de esta clase de proyectos en cada una de las etapas de la conversión del gas, desde la producción hasta su transformación en energía.