Browsing by Author "CISTERNAS BUSTAMANTE, PABLO ANTONIO"
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Thesis EL HIDRÓGENO COMO FUENTE DE ENERGÍA, ESTUDIO PARA LA IMPLEMENTACIÓN DE SISTEMA DE SUMINISTRO PARA EQUIPOS MÓVILES; GRÚAS HORQUILLA(2015-08) CISTERNAS BUSTAMANTE, PABLO ANTONIO; Sáez Carreño, Alejandro; Departamento de Ingeniería Mecánica; Jara Tirapegui, WilfredoPese a que los automóviles eléctricos con celdas de combustible se encuentran en etapas previas a la comercialización, las celdas de combustible se han abierto paso en nuevos mercados o “early markets”, tales como las grúas horquilla y módulos de apoyo para reserva de energía. Estos desarrollos están permitiendo ampliar el conocimiento de las celdas de combustible y el hidrógeno como fuente de energía, así como también ampliar su mercado potencial. Las celdas de combustible se ven en la actualidad como una alternativa prometedora, debido a las limitaciones que posee la operación de baterías eléctricas en los almacenes; carga y sustitución de la batería, vida útil, disposición final y espacio para almacenamiento. La celda de combustible puede funcionar hasta 12 horas continuas sin la necesidad de una recarga y sin sufrir perdidas de rendimiento. Además, puede ser recargada en sólo minutos. Existen países como EE.UU. y otros pertenecientes a unión Europea, que han participado en planes de incentivo para implementar ésta tecnología a cambio de obtener información acerca de su comportamiento. Han ayudado a financiar almacenes (bodegas) de privados para éste recambio tecnológico, además de disponer con beneficios tributarios. Con esto, han estado evaluando el rendimiento de las pilas de combustible en la aplicación de grúas horquilla en particular. Chile ya cuenta con un acotado desarrollo de la industria del hidrógeno, no abarcando específicamente la aplicación como fuente de energía en celdas de combustible. Pero existe una cadena productiva, logística e ingeniería en el país debido a la presencia de grandes empresas multinacionales que proveen de éste producto. A nivel normativo, existe una gran brecha con los países que han desarrollado este “early market”. Es posible distinguir que no existen normas que rijan técnicamente las instalaciones de hidrógeno y que sólo existen unas pocas, que tratan más bien el hidrógeno como un insumo industrial, de consumo acotado (por ejemplo el DS78). Para el caso propuesto en estudio; un almacén que tiene cerca de 60 grúas horquilla, que utilizan 18 Ton/año de hidrógeno, se plantearon 2 opciones de abastecimiento de hidrógeno. Electrolizador y reformador de metano, ambas tecnologías presentan formatos de operación que son posibles de habilitar en forma aislada, sin requerir de grandes trabajos para su puesta en marcha. La base del estudio fue obtenida de publicaciones del Laboratorio Nacional de Energías Renovables de EE.UU. (NREL). El cual deja en evidencia que la incorporación del hidrógeno y celdas de combustible dentro de la estructura de costos anuales para un almacén, contribuye a una reducción global del 10% frente al costo de operar con grúas eléctricas. No obstante, se percibe un aumento en la importancia del insumo energético (electricidad – hidrógeno), desde un 3% a un 13%, considerando un precio de hidrógeno de 8 $UD/kg. Para el caso de Chile y solamente variando el costo de producción entre ambas tecnologías (reformador – gas, electrolizador – energía eléctrica), se obtuvieron costos de desarrollo de 3,96 $USD/Kg H2 para un reformador y 10,05 $USD/kg H2 para un electrolizador. Sin embargo, estos dos costos no consideran manipulación posterior del producto (compresión, almacenamiento y logística - CSD). De todas formas, se puede apreciar que existe un mayor potencial económico al desarrollar el hidrógeno desde un reformador a gas natural, debido a que los costos se alejan menos que un electrolizador. Teniendo como base el año 2012 en EE.UU. donde el costo de hidrógeno 1,74 $USD/kg sin CSD. Acorde a la opinión de expertos, que han participado en planes de desarrollo de ésta tecnología. Existe un camino por recorrer y resolver temas relacionados al almacenamiento y transporte del hidrógeno, eficiencia en la celdas de combustible y el fomento de la producción limpia y sustentable del hidrógeno. Sin embargo, mantienen que se desarrollará un nuevo mercado, que contempla un “mix” energético que incorporará al hidrógeno como parte de su matriz debido a las ventajas que presenta, como buffer para otras fuentes tal como la eólica y la solar.
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