Realizar una evaluación técnico-económica de la producción de hidrógeno en el sur del país para el sector minero. Establecer estrategias para impulsar e impulsar la generación de hidrógeno verde, a través de propuestas regulatorias.
INTRODUCCIÓN
- Antecedentes
- Problemática
- Formulación de Preguntas de Investigación
- Objetivos de la Tesis
- Objetivo general
- Objetivos específicos
- Alcances y limitaciones
- Justificación
- Contribución
- Metodología
Realizar un análisis de factibilidad de la generación y consumo de hidrógeno verde en el sur del Perú, para evaluar su competitividad frente a otras fuentes energéticas y contribuir a la descarbonización de la matriz energética. Analizar el mercado potencial de generación renovable no convencional (RNC) en el Perú y su aporte a la generación de hidrógeno verde.
MARCO TEÓRICO
Matriz Energética en el Perú
- Radiografía Energética del Perú
- Energía Primaria
- Energía Secundaria
- Energías Renovables
- El ingreso del H2 en la Matriz Energética Peruana
El proceso de extracción contiene una cantidad de 10.167 TCF de reservas probadas de gas natural según información del Ministerio de Energía y Minas 20208. En el caso del GNL, la solución para sustituir el diésel por este combustible depende de la mina y de si existe una fuente natural. Suministro de gas cercano.
Tendencias del Hidrógeno en el Mundo
- Catapulta de Hidrógeno verde
Infraestructura (como redes de gas) para integrar adecuadamente la producción de hidrógeno con los usos finales. En 2021, el país austral hizo historia al producir la primera molécula de hidrógeno verde para vehículos del sector minero.
Claves Para el Desarrollo de Hidrógeno en el mundo
- Desafíos
- Acciones de países ante los desafíos iniciales
- El conocimiento del color del hidrógeno
Asimismo, según la consultora energética Wood Mackenzie, los costes de producción de hidrógeno verde deberían mostrar una tendencia a reducirse hasta en un 64%. Actualmente, los países que siguen la ruta del hidrógeno están considerando diversas herramientas legislativas y políticas para promover la inversión directa en proyectos de hidrógeno a lo largo de toda la cadena de valor básica, lo cual es común en la gran mayoría de estos países.
Seguridad del Uso del Hidrógeno
- Propiedades del hidrógeno y su relación con la seguridad
- La gestión de la seguridad
- Seguridad en el Diseño
- Seguridad en la Operación, Fiabilidad y Mantenimiento
Bron: “Seguridad en la Industria del Hidrógeno Verde” publicado por MAPFRE Global Risk – Gestión de Riesgos y Seguros, 2021. Bron en voorbereiding: MAPFRE Global Risk – Gestión de Riesgos y Seguros – Artículo “Seguridad en la Industria del Hidrógeno Verde” ” .
El Papel del Hidrógeno en la Descarbonización
- El hidrógeno como vector energético en el futuro de la energía limpia
- El potencial peruano en hidrógeno verde para descarbonizar su matriz
Uno de los sectores que constantemente se encuentra innovando para desarrollar nuevas tecnologías y mejoras en la matriz energética de sus procesos es el sector minero. Según Rik De Buyserie (2020), country manager de ENGIE Perú, el Perú tiene todas las cualidades para convertirse en uno de los países líderes en la producción de hidrógeno verde.
Uso Actual del Hidrógeno
La concentración de la demanda de hidrógeno se da en el sector químico en la producción de amoniaco y también en el refino para el proceso de hidrocraqueo y desulfuración de combustibles. Para la producción de hidrógeno será necesaria una red completa, además el almacenamiento de hidrógeno será otro factor clave, sobre todo en el almacenamiento, el transporte de hidrógeno será el punto decisivo por sus especiales características y el suministro de combustible de los sistemas con energía del hidrógeno. Si bien el uso actual del hidrógeno tiene una relevancia directa limitada para la transición energética, ha dado lugar a una amplia experiencia en la gestión del hidrógeno.
Tipos de Producción de Hidrógeno
Procesos fotoquímicos: La fotoelectroquímica es un método de generación de hidrógeno que parte de la disociación del agua por medios electrolíticos. Según el Departamento de Energía de Estados Unidos (DOE 2020), el proceso de producción de hidrógeno fotobiológico utiliza microorganismos y luz solar para convertir agua, y a veces materia orgánica, en hidrógeno. Para convertirlo a la categoría de hidrógeno verde se debe realizar la captura de dióxido de carbono (muy similar al proceso de reformado del gas natural).
El futuro del Hidrógeno Verde y Políticas de Promoción en el Mundo
- Perspectiva en Latinoamérica
- Perspectiva en Europa y Estados Unidos
- Efectos Socioeconómicos de la Economía del Hidrógeno
- Políticas en Acción
- Formación de Políticas
La atención principal en este período inicial debería centrarse en los incentivos adecuados para la inversión en la construcción de infraestructuras de hidrógeno. España y Portugal se están centrando en la producción y el consumo nacionales de hidrógeno renovable, con objetivos de exportación a largo plazo. Durante la próxima década, la inversión total en el suministro de hidrógeno con bajas emisiones de carbono alcanzará los 14 mil millones de dólares51.
ANÁLISIS DEL MERCADO DE GENERACIÓN RENOVABLE
Selección de la mejor Tecnología de energía renovable para la producción de
- Proceso Analítico Jerárquico de los Criterios
- Proceso Analítico Jerárquico de las Alternativas
- Elaboración de la Tabla de Resultados
Selección de la mejor tecnología de energías renovables para la producción de hidrógeno verde mediante el método del Proceso Analítico Jerárquico. Con esto, procedemos a preparar la matriz de comparación de criterios que se ve en la Tabla 3-7, donde comenzamos asignando valores a la escala de comparación por pares subyacente según corresponda para cada par de criterios. Esto proporciona una matriz de comparación alternativa para cada criterio que se muestra en la Tabla 3-10, donde los valores básicos de la escala de comparación por pares se asignan de la misma manera según corresponda para cada par de alternativas según el criterio que se evalúa.
ANÁLISIS COMPARATIVO DE LA PRODUCCIÓN Y USOS
Hidrógeno verde como combustible en minería
- Análisis de la viabilidad de utilizar hidrógeno verde en la minería de Chile
Esto muestra la gran influencia que tiene Codelco en el sector minero y la economía chilena (Servicio Nacional de Geología y Minería, 2021). A continuación se presenta un análisis comparativo respecto de las condiciones de radiación directa normal y temperatura de las principales empresas mineras ubicadas en el sur del país. EVALUACIÓN TÉCNICO-ECONÓMICO DE LA PRODUCCIÓN DE HIDRÓGENO EN EL SUR DEL PAÍS PARA EL SECTOR MINERO.
Caso de Análisis
- Modelo de Negocio
- Esquema de Planta de Producción H2 Verde
- Central Fotovoltaica
- Configuración del Proyecto
- Electrolizadores
- Compresores
- Tanque de Almacenamiento
- Convertidor de Potencia
- Infraestructura
- Aspectos Económicos y Financiamiento
Una vez determinadas las estimaciones de producción de energía eléctrica, se realiza la evaluación del rendimiento fotovoltaico de la zona elegida. Considerando una capacidad de compresor de 600 kg/día, y una capacidad máxima de producción de 991,22 kgH2/día, se seleccionan 2 compresores para el diseño de la planta. Considerando una capacidad de tanques de 300, y una capacidad máxima de producción de 991,22 kgH2/día, se seleccionan 4 tanques de almacenamiento para el diseño de la planta.
Evaluación Económica
En este gráfico se puede ver que no se ha alcanzado una intersección de precios de venta que permita un VAN positivo para ambas empresas en las condiciones actuales del mercado, a pesar de generar grandes ingresos para HyCopper, como se ve en la siguiente imagen. Dado que la viabilidad del negocio de SPCC depende únicamente de que el precio del H2 sea inferior a 4,38 $/kg, dado que el precio del diésel tenderá a subir, se buscará una forma de producir H2 a menores costes. Para determinar el costo de producción de H2 se utilizará el concepto de Costo Nivelado del Hidrógeno (LCOH).
Costo Nivelado de Hidrógeno
Esto significa que es imposible para HyCopper vender el H2 producido por debajo de este precio, ya que refleja claramente los costos de producción. Por tanto, para lograr la viabilidad económica de todo el proyecto, este indicador debe reducirse a valores que hagan rentable un precio de venta de unos 4,38 USD/kg. Estos parámetros se consideran los más relevantes a la hora de estimar la viabilidad del proyecto.
Análisis de Sensibilidad del LCOH
- Costos de Instalación Central PV (USD/kWp)
- Costos de Instalación Central PV (USD/kWp) y Costo de Electrolizadores
- Costos de Instalación Central PV (USD/kWp) y Costo de Electrolizadores
- Costo de Electrolizadores (USD/kW) (95% de eficiencia del electrolizador
Costos de instalación de centrales fotovoltaicas (USD/kWp) y costos de electrólisis (USD/Kw) (60 % de eficiencia de electrólisis + Kd 5 %). Costos de instalación de centrales fotovoltaicas (USD/kWp) y costos de electrólisis (USD/Kw) (95 % de eficiencia de electrólisis + Kd 1,5 %). Se ha realizado una simulación mostrando que con las condiciones futuras de 95% de eficiencia del electrolizador con una tasa de interés de deuda del 1,5% se puede obtener un LCOH menor a USD 4,38 para el siguiente perfil.
Análisis de Sensibilidad del VAN (USD)
Análisis de Sensibilidad del LCOH - @Risk
Asimismo, el mayor impacto proviene tanto del acuerdo de compraventa de hidrógeno energético como del coste unitario de la instalación fotovoltaica. En la figura se muestra que la mayor probabilidad se obtiene con un LHEC entre 4.43 USD/kg y 6.61 USD/kg, siendo el promedio obtenido 5.46 USD/kg, lo que es un indicador de los altos costos de producción en diferentes escenarios. . Asimismo, el mayor impacto proviene tanto del coste unitario de la instalación como de la eficiencia del electrolizador.
Central Electrolizadora – Producción H2 verde
- Aplicación del modelo
- Resultados de la evaluación
- Análisis de sensibilidad
Para el ejemplo presentado con un objetivo de producción de 21.000 kg/día, el costo nivelado de producir hidrógeno a partir de fuentes de energía renovables es de 6,93 USD/kg. La principal diferencia en el costo nivelado de la producción de hidrógeno a partir de fuentes de energía renovables proviene del aumento del factor de consumo al 5%, que determina el costo total de entrada de electricidad y agua al sistema, con un efecto de 0,20 USD/kg. Es interesante ver que la capacidad de producción de la planta tiene un impacto significativo así como el consumo de electricidad, por lo que esto significaría que proyectos con un alto nivel de producción serían ampliamente rentables (serían altamente escalables) debido al bajo precio futuro en el mercado debido al bajo coste de los dispositivos renovables.
Análisis de resultados
ESTRATEGIAS DE PROMOCIÓN Y PROPUESTAS
Estrategias de promoción
- Regulación Nacional, incentivos y política Pública del Perú, una mirada
Brasil: Han comenzado los esfuerzos públicos y privados para el desarrollo temprano del hidrógeno verde, actualmente el impulso político es bajo, durante el último evento minero anual varios actores están considerando oportunidades en el desarrollo del hidrógeno verde. También firmó un acuerdo con el puerto de Pecém, en Ceará, así como con la australiana Enegix, la brasileña White Martins y la francesa Qair. Brasil tiene una posición prometedora para el desarrollo del hidrógeno verde, su mayor potencial reside en la electrólisis del agua o el uso de biomasa y biocombustibles. Actualmente se producen 400.000 toneladas de hidrógeno gris al año, las cuales no cuentan con tecnologías de captura de carbono.
Propuesta Normativa
Se considera que la tan esperada transición debe enmarcarse en los siguientes puntos (sólo numéricos), para estar a la vanguardia y protagonista de esta nueva tendencia. Desarrollar formación, generar conocimiento, formar profesionales, involucrar a las pequeñas, medianas y grandes empresas emergentes para prepararse para la próxima transición energética. Promover un mercado interno aprovechado por consumidores potenciales, implementar proyectos piloto enfocados al sector minero, ofrecer incentivos fiscales para generar interés en la generación H2V.
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
- Conclusiones
- Recomendaciones
- Flujo económico y financiero del proyecto de producción de hidrógeno: HyCopper
- Flujo económico de solución de reemplazo de Diesel en SPCC
Revisión estadística de BP de la energía mundial 2021 | 70.a edición (2021) Obtenido de https://www.bp.com/content/dam/bp/business-. El próximo impulsor transformador de la industria de servicios públicos https://www.goldmansachs.com/insights/pages/gs-research/green-hydrogen/report.pdf h). Recuperado de https://www.mapfreglobalrisks.com/gerencia-riesgos-seguros/articulos/la-seguro-en-la-industria-del-hidrogeno-verde h).
