Análisis técnico económico de tecnología de electrolisis tipo PEM para producción de hidrógeno en Colombia

Este documento contiene el proyecto final de carrera, enfocado en el estudio técnico y económico para la producción de hidrógeno. Primero, se consulta el estado del arte sobre los métodos existentes de producción del hidrógeno, en especial las dos tecnologías más desarrolladas en electrolisis, las c...

Full description

Autores:
Sáenz Díaz, Carlos Salomón
Tipo de recurso:
Trabajo de grado de pregrado
Fecha de publicación:
2020
Institución:
Universidad de los Andes
Repositorio:
Séneca: repositorio Uniandes
Idioma:
spa
OAI Identifier:
oai:repositorio.uniandes.edu.co:1992/48973
Acceso en línea:
http://hdl.handle.net/1992/48973
Palabra clave:
Pilas de combustible de membrana de intercambio de protones
Hidrógeno
Electrólisis del agua
Ingeniería
Rights
openAccess
License
https://repositorio.uniandes.edu.co/static/pdf/aceptacion_uso_es.pdf
Description
Summary:Este documento contiene el proyecto final de carrera, enfocado en el estudio técnico y económico para la producción de hidrógeno. Primero, se consulta el estado del arte sobre los métodos existentes de producción del hidrógeno, en especial las dos tecnologías más desarrolladas en electrolisis, las cuáles son: alcalina y Membrana de Intercambio de Protones (PEM, por sus siglas en inglés). Se hace un análisis comparativo entre estas dos tecnologías y se concluye que la tecnología PEM es la más adecuada para implementar en el caso colombiano por adaptabilidad y desarrollo esperado. Por otro lado, en la revisión de literatura se explora el panorama mundial de la producción de hidrógeno, encontrando a Japón, Alemania, Estados Unidos y Chile como los países líderes en el tema en sus respectivos continentes y se detectan los avances mas importantes que se han propuesto y logrado en el desarrollo de una economía del hidrógeno donde el sector transporte es el mercado potencial. Finalmente el análisis técnico económico se desarrolla a partir de un caso de estudio donde se examinan detalles técnicos y económicos, de dos plantas electrolizadoras tipo PEM de 3,5 MW y 150 MW, se calcula el costo nivelado del hidrógeno (LCOH) para 2020 mediante la herramienta "H2A" desarrollada por el National Renewable Energy Laboratory (NREL). En adición se presenta un análisis de sensibilidad a los resultados obtenidos, se determina que la eficiencia y el costo de la tecnología PEM son las variables determinantes en el precio final de producción, teniendo en cuenta lo anterior y a partir de tendencias de reducción de costo tecnológico y aumentos en la eficiencia energética encontrados en la literatura, se plantean escenarios de evolución del precio de producción del hidrógeno para el 2020-2040 y se comparan con los ingresos al productor de Gas natural, Diesel y gasolina proyectados por la Unidad de Planeación Minero Energética (UPME)