Diseño de un sistema híbrido para producción de hidrógeno

Rodríguez-Ynyesto Sánchez, Juan (2021). Diseño de un sistema híbrido para producción de hidrógeno. Proyecto Fin de Carrera / Trabajo Fin de Grado, E.T.S.I. Industriales (UPM).

Description

Title: Diseño de un sistema híbrido para producción de hidrógeno
Author/s:
  • Rodríguez-Ynyesto Sánchez, Juan
Contributor/s:
  • Mínguez Torres, Emilio
Item Type: Final Project
Degree: Grado en Ingeniería en Tecnologías Industriales
Date: June 2021
Subjects:
Freetext Keywords: Hidrogeno, Demanda, Electrolisis, Sistema híbrido nuclear-renovable, Subsistema de electrolisis, Electrolizador alcalino, Subsistema eólico, Aerogenerador, Curva de potencia, Subsistema nuclear, Reactor modular (SMR), Reactor integral, Análisis del ciclo de vida (ACV), Emisiones de CO2, Coste de inversión, Costes de operación y mantenimiento (O&M)
Faculty: E.T.S.I. Industriales (UPM)
Department: Ingeniería Energética
Creative Commons Licenses: Recognition - No derivative works - Non commercial

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Abstract

Se espera que en años venideros el hidrogeno se convierta en un elemento esencial para multitud de sectores económicos e industriales. Esto se debe a que su uso como vector energético puede contribuir de manera decisiva a descarbonizar una gran variedad de actividades productivas allí donde la electrificación no es viable o resulta especialmente complicada. Sin embargo, para que esto pueda realizarse es necesario aumentar drásticamente la producción de este gas. En la actualidad, el hidrogeno se emplea sobre todo en la industria química, cuya demanda de este elemento se satisface por medios de producción que emplean diversos hidrocarburos como materia prima, con las emisiones contaminantes que ello conlleva. Se plantea por tanto la necesidad de producir hidrógeno de forma masiva y limpia. En este contexto, cobra gran importancia el proceso de electrolisis, que permite separar la molécula de agua en sus dos elementos constitutivos, oxígeno e hidrogeno, sin emitir contaminación de ningún tipo. Sin embargo, para que el hidrogeno obtenido por electrolisis sea verdaderamente limpio, la electricidad utilizada debe provenir de una fuente no contaminante como las renovables o la energía nuclear. Además, la producción de este gas puede llevarse a cabo en momentos en que haya excedentes de producción renovable, de manera que se reduzcan las ineficiencias provocadas por este tipo de generación, facilitando as__ una mayor penetración de estas fuentes de energía en los sistemas eléctricos. Por estas razones, en el marco del Pacto Verde Europeo se han impulsado múltiples proyectos relacionados con la producción de hidrogeno por electrolisis, también llamado verde o renovable. Varios países, entre ellos España, han publicado documentos en los que detallan los pasos que van a seguir para alcanzar producciones masivas de este elemento con la mirada puesta en evolucionar desde una economía basada en los combustibles fósiles hacia una basada en el hidrógeno. El objetivo de este trabajo es diseñar una planta productora de hidrógeno que integre un sistema nuclear y otro renovable de generación eléctrica y un conjunto de electrolizadores que permitan obtener hidrógeno a partir de la electricidad producida. El subsistema nuclear consistirá en un reactor de pequeño tamaño (SMR) que ofrezca las ventajas de la energía nuclear permitiendo manejar menores potencias que las centrales nucleares convencionales, del orden de pocos cientos de MWe, con un coste de inversión asociado mucho menor. La fuente de generación renovable será un parque eólico. En este trabajo se plantea la localización de la planta en una ubicación concreta en España, con el fin de poder hacer cálculos de generación eólica. Sin embargo, el sistema propuesto podría exportarse a otros países con recursos eólicos suficientes. El enfoque seguido en este trabajo ha sido determinar una cantidad de producción anual de hidrogeno en base al crecimiento esperado de la demanda y posteriormente cal- cular las dimensiones de la planta necesaria para producir dicha cantidad. La producción se ha fijado en 15.000 toneladas anuales tomando como referencia, entre otras cosas, la producción que se espera que tenga una planta de hidrogeno renovable que Endesa tiene proyectada en Puentes de García Rodríguez. La localización elegida es la zona del embalse de Riudecañas, en la provincia de Tarragona, por su cercanía con el mayor polo petroquímico de España, lo que garantiza un centro de consumo de hidrógeno en las proximidades de la planta; por estar cerca de un centro de transporte y compresión de gas natural, infraestructuras que en un futuro podrían dedicarse al transporte de hidrógeno, y por contar con un buen potencial de generación eólica.

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Item ID: 67727
DC Identifier: https://oa.upm.es/67727/
OAI Identifier: oai:oa.upm.es:67727
Deposited by: Biblioteca ETSI Industriales
Deposited on: 24 Aug 2021 17:15
Last Modified: 20 Sep 2021 22:30
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