Del Viento al Hidrógeno (H2) y al Amoniaco (NH3) Estamos Preparados?

NELSON MUÑOZ GUERRERO

07/2022

¿Estamos Preparados?

I.- C ONTEXTO G LOBAL

• La descarbonización necesaria

• ¿Por qué el Hidrógeno (H ₂ ) y por qué el amoniaco (NH ₃ )?

II.- ¿P ^OR Q ^UÉ M ^AGALLANES ?

• Condiciones & Ubicación

• Implicancias

III.- ¿E ^STAMOS P ^REPARADOS ?

IPCC, 2018

¿Por qué esto importa?

Porque en este escenario, el mundo enfrenta una Emergencia Climática

>80% de las emisiones globales de gases de efecto invernadero (GEI) provienen de las fuentes de energía primaria

2017

2015

1.5

C 2.0

C

El Antropoceno

Transporte 16%

Energía Edificios (electricidad y calor)

18%

Energía Industrial 24%

Energá Agricultura & Pezca 2%

Combustión aleatoria 8%

Emisiones fugitivas en Energía

6%

Cemento 3%

Industria Química &

Petroquímica 2%

Ganado y estiércol 6%

Cultivo de Arroz 1%

Suelos agrícolas 4%

Quema de Cultivos 4%

Campos Forestales 2%

Campos de cultivos 1%

Praderas

0% Vertederos

2% Aguas Residuales 1%

FUENTES DE EMISIONES DE CO

36,4 MMtCO

https://www.globalcarbonproject.org/

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008 2010 2012 2014 2016 2018 2020 2022

CHILE - CO

Totales Mt

Energía 73%

Procesos induatriales

5%

Desechos 3%

Agricultura, I.Forestal & …

50 MMtCO ₂ eq.

FUENTES DE EMISIONES DE CO

Implica, cambio climático, deforestación y perdida de la biodiversidad

Temperatura del planeta Tierra estimada en los últimos 500 millones de años (Glen Fergus)

2100 2050

443 359 251 200 66

84 108 51 134 66 Ma

Millones de años antes del presente Miles de años antes del presente (2015 CE) oC^vs

Promedio

1960 - 1990 + 14 + 12 + 10 + 8 + 6

+ 4 + 2 + 0

- 2 - 4 - 6

Según la Lista Roja de Especies Amenazadas de la Unión Internacional para la Conservación de la Naturaleza (UICN), más de 35.500 especies están en peligro de extinción, un 28 % de las especies conocidas.

Consumido: 2475

Remananete: 420 GtCO₂

Consumido: 2475 Remananete: 770

Consumido; 2475 Remananete: 1270

1,5

C 1,7

C 2

C

GCB 2021 Fuente: Pierre Friedlingstein et al.

11,5 años 21 años 34 años

Consumo Primario de Energía

Fuente: iea; BP Data; CEN

Nuclear Petróleo Carbón Gas Natural

Hidráulica Renovables

El desafío es global

34%

23%

28%

4%

7% 4%

MUNDO

41%

28%

15%

9%

3% 4%

EEUU

19%

7%

61%

2%

8% 3%

CHINA

48%

13%

18%

13%

8%

CHILE

33%

50%

1%3% 9%

4%

ARGENTINA

Fuente: IEA; International Monetary Fund; WB

(MWh/capita) v (US$/capita)

Japan USA

Germany France New Zealand

Spain Portugal

Argentina

Mexico Peru

Colombia Brazil

Chile

Australia

2.000 14.000 26.000 38.000 50.000 62.000

GDP US$ per cápita

6,0 4,0 2,0 8,0 10,0 12,0 14,0 16,0

0,0

MWh per cápita

8.000 20.000 44.000

El modelo de desarrollo implica un consumo mayor de energía….

Chile

¿Necesitamos más energía?

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 4000

3000

2500

2000

1500 3500

Venezuela India

Brazil

China

Russia

Saudi Arabia Japan

USA

Canada Turkey

Afghanistan Moroco

Egypt

Italy

Syria

Kcal/day

Per capita energy consumption (Kgoe/year)

Average per capita food availability

Iraq

South Africa India

Brazil China

Rusia Saudi Arabia

Japan USA

Canada Sri Lanka

Chile

Italy Afghanistan

Infant mortality

175

150

125

100

75

50

25

0 Deaths/1000

newborns

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000

Per capita energy consumption (Kgoe/year)

Chile Chile

Fuente: UNDP; V. Smil

¿Necesitamos más energía?

Más energía significa mejorar la calidad de vida….

Years

Per capita energy consumption (Kgoe/year)

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000

90

70

60

50

0 80

South Africa India

Brazil China

Russia Saudi Arabia Japan

USA Canada

Sri Lanka

Afghanistan Nigeria

Uganda

Spain

Australia

Female life expectancy at birth

Chile

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000

1.0

0.8

0.6

0.4

0.2

South Africa

India Brazil

China

Russia

Saudi Arabia

Japan USA

Canada Italy

Afghanistan Nigeria

Ukraine

Australia

Spain

Human development Index

Per capita energy consumption (Kgoe/year)

Chile

Fuente: UNDP; V. Smil

Chile Chile

¿Necesitamos más energía?

Si, necesitamos más energía….

Más energía significa mejorar la calidad de vida….

¿Por qué esto importa?

Fuente: EIA, BP (2021)

Porque es necesario descarbonizar la economía mundial

Combustibles fósiles 96%

Bio Combustibles 3%

Electricidad 1%

TRANSPORTE

Combustibles fósiles 90%

Bio Energía 6%

Otros Renovables

TÉRMICA

Combustibles fósiles 65%

Nuclear 10%

Renovable 25%

ELECTRICIDAD

El problema HOY es el tipo de energía

0 5 10 15 20 25 30 10

6 8

4 2

Densidad Energética Gravimétrica kWh/kg Densidad Energética

Volumétrica kWh/L

Diesel Gasolina

Etanol Propano liquido Metano liquido Metanol

H2 líquido H2 atm.

0

Batería ion-Li

¿POR QUÉ HIDROGENO?

Agosto, 2019

CHILE: visión nacional: “Ser líderes reconocidos a nivel mundial en la producción, uso y exportación de hidrógeno verde y sus derivados, a través del desarrollo tecnológico, la habilitación de un mercado competitivo y utilizando el reconocido potencial de energías renovables del país, a fin de contribuir a alcanzar una sociedad sostenible”

Producción Almacenamiento Distribución Uso

Fabrica de Fierro y Acerto 5%

Metanol 14%

Amoniaco 35%

Refinerías 46%

DEMANDA MUNDIAL DE HIDROGENO 2020

87,1 MMt

¿POR QUÉ HIDROGENO?

Materia Prima Proceso Producto

H ₂ O

C _x H _x

Agua

Gas Natural Carbón

Biomasa

Electrólisis

Reformado vapor Gasificación

Pirólisis

H

+ O

H

+ CO2

se captura y almacena

H

Verde

H

+ C Sólido

H

+ CO2 H

Gris

H

Azul

H

Turquesa

H ₂

Biogás/Biomasa H

Naranja

H

con Energía Nuclear H

Amarillo

95% del hidrogeno producido en el mundo se obtiene a partir de combustibles fósiles con

emisiones de 8-10 t CO

/ t H

Enfriador

Agua Gas hidrógeno, H₂ Hidrógeno Líquido, H₂

Planta de agua purificada

Oxígeno, O₂

H₂

Almacenamiento

Proceso de producción de H2

−253 ° C

¿?

USO FINAL

H²O

Energía Renovable Electrolizador

Electrocombustibles

No existe mercado en

Chile

L H₂

X

Oxígeno, O₂

Planta de agua purificada

Agua

Electrolizador

Hidrógeno, H₂

Nitrógeno, N₂

Oxígeno, O₂

Amoniaco, NH₃

Planta Separador

Aire

H₂

N₂

NH₃

Aire

Almacenamiento Almacenamiento

Almacenamiento

USO FINAL

Energía Renovable

Energía Renovable

Planta Haber-

Bosch

Electrocombustibles - AMONIACO

Proceso de producción de hidrógeno verde

Mercado Global

Las reales opciones están en la producción de amoniaco y electro combustibles en aquellos lugares con abundante agua, energía a muy bajo costo e infraestructura para acceder a mercados globales

• El hidrógeno se puede comprimir o licuar para su almacenamiento y transporte, sin embargo, es un proceso que está aún lejos de ser competitivo debido a los altos requisitos de CAPEX y OPEX.

• Un método mas eficiente de transporte de hidrógeno es convertir químicamente la molécula de hidrógeno en un portador de energía, como amoníaco, metanol o portadores de hidrógeno orgánico líquido.

• Frente a los desafíos tecnológicos y de infraestructura que presenta el hidrógeno, una tecnología madura en la producción, almacenamiento y transporte como el amoniaco aparece como una opción que se estima ampliará sus aplicaciones y por lo cual, su demanda.

Proyección de la demanda de Amoniaco – caso base, corto y largo plazo

Demanda de Amoniaco como transportador de H2

dependiente del desarrollo de la tecnología de cracking

Demanda de Amoniaco como combustible marítimo es el mayor estímulo en el

consumo de amoniaco en el largo plazo

Densidad Energética Gravimétrica

Densidad Energética Volumétrica

Densidad Volumétrica

kWh/kg kWh/Litro Kg/m3

1 Diesel 12,0 11,0 846

2 Gasolina 12,0 9,0 736

3 Propano/Metano 13,0 6,0 490

4 Metanol 5,6 4,4 780

5 MarineGasoil 10,8 11,3 835

6 LNG 14,0 6,2 450

7 Biodiesel 11,7 9,2 800

8 Li-ion Batery 2,0 0,2

9 Hidrógeno (H2) 33,0 2,2 71

10 Amoniaco (NH3) 5,2 4,3 610

Combustible

¿POR QUÉ EL AMONIACO?

Fuente: Fertecon IHS Markit El comercio marítimo mundial de

amoníaco se estima en 17,5 millones de toneladas (2019)

Mapa de los flujos comerciales mundiales de amoníaco

¿POR QUÉ EL AMONIACO?

• La infraestructura asociada al mercado global del amoniaco facilitaría su uso en aplicaciones industriales que puedan desplazar el uso de combustibles fósiles y disminuir la emisiones de CO2

Terminales de Amoniaco a nivel global, 2020

Source: Vaisala

Patagonia Chile- Argentina es la región continental con el mayor potencial eólico del mundo

Magallanes

Magallanes

• 400 MM BBO

• > 25.200 MMt CO

• + CH4

• + Gas Natural

• + Gasolinas

• + Diesel

• + Carbón

Fuente: ENAP

Petróleo & Gas en Magallanes

Punta Arenas

Bahía Inútil Seno Otway

Seno Skiring

Estrecho de Magallanes

US$ > 40.000 MM

Línea base ambiental

Solar PV Onshore / offshore Eólico

Clase

F

Pl

1 FP > 20 FP > 60

2 17 < FP <=20 45 < FP <= 60 3 14 < FP <= 17 30 < FP <= 45 4 11 < FP <= 14 15 < FP <= 30 5 0 < FP <= 11 0 < FP <= 15

Clasificación de la calidad del recurso para cada tecnología renovable

Fuente: IRENA

LCOE < 20 US$ MWh

8 MW

Fuentes de suministro potenciales de H2 líquido para Europa - 2030

H2

1,0 USD/kg

McKinsey Energy Insights

Francia

Alemania

UK Europa E Australia

Alemania

Uruguay - Argentina Chile

Canadá USA Chile

Francia Francia

Compañías interesadas en Magallanes

Alemania

PROPIETARIOS

CANTIDAD DE

PREDIOS 4.000

Proyecto Mínimo

12,5 x 12,5 = 15.000 he

PREDIOS > 15,000 he 81

15.000 x 15 = 225.000 he 50.000 x 15 = 750.000 he

100.000 x 15 = 1.500.000 he

Internet

Fase de construcción para completar 10.000 MW > 15 años

Requerimientos aproximados para un proyecto

1.000 MW - 125 Aerogeneradores - 8MW Potencial Regional: 20.000 MW

Movimiento de Tierra Parque Eólico Origen

Escarpe (m3) 700.000 Trabajos de movimiento de tierra

x 20

Excavaciones en corte (m3) 3.600.000 Trabajos de movimiento de tierra

Rellenos (m3) 2.600.000 Planta de chancado y selección.

Insumos

Rellenos estructurales (m3) 600.000 Agua Potable Min. 100 L/d/trabajador

Enfierraduras (t) 15.000

x 20

Gravas (m3) 90.000

Arena (m3) 42.000

Cemento (m3) 2.600

Aditivos (m3) 1.300

Mano de obra 1.000 MW 3 proyectos simultaneos

Promedio Máxima

Construcción 650 900 > 3.000 personas

Operación 30 60

Bahía Santiago Bahía Gregorio

T. Cabo Negro

Bahía Felipe

Bahía Inútil

Bahía Gente Grande • Terminal Monoboya

• Terminal Multiboya

• Muelle con pasarela de embarque

• Muelle tipo Espigón

• Muelle sin pasarela.

• Muelle con apoyo de boyas

Terminales Marítimos

INFRAESTRUCTURA PORTUARIA

¿Dónde?

• Capacidad hospitalaria

• Capacidad hotelera

• Disponibilidad de viviendas

• Logística

• Capacidades técnicas y profesionales

• Servicios varios

O ^BJETIVOS E STRATÉGICOS

1. LCOE < 20 US$/MWh 2. LCOH

= 1,0 US$ /kg

3. LCO NH

< 500 US$/t

4. Que el desarrollo no comprometa a las generaciones futuras

Magallanes podrá ser la primara región libre de combustibles fósiles

Desarrollo Producción

Potencial Técnico

Potencial Económico Impacto

Ambiental Viento

Agua

Infra. ^Marco

Mercado Potencial

Potencial Teórico

Año 1 Año 5 Año 10

¿Dónde estamos?

Magallanes podrá ser la primara región libre de combustibles fósiles