Informe final del proyecto: Almacenamiento de hidrógeno: Análisis técnico-económico, estudio de variables críticas en el diseño de tanque de almacenamiento de hidruros metálicos

Abstract

Este proyecto propone desarrollar un modelo técnico-económico que permite determinar y dimensionar la capacidad del parque de generación de energía renovable, el electrolizador, el sistema de almacenamiento y el transporte de hidrógeno para minimizar el costo nivelado del hidrógeno (LCOH). El modelo recibirá como parámetro de ingreso la demanda de hidrógeno a suplir, la distancia al punto de suministro y el recurso renovable disponible. Además, se analizará el impacto de la escala de la demanda y la madurez tecnológica sobre el LCOH y cada etapa de la cadena. El costo de energía, la demanda de hidrógeno y las eventuales penalidades por hidrógeno no suministrado determinarán la capacidad de almacenamiento requerido. Se estudiará el transporte (gas comprimido en tubería y en camión) que resulte ser más competitivos para cubrir grandes y pequeñas demandas, respectivamente. Se analizarán las siguientes tecnologías de almacenamiento: hidruros metálicos (LaNi5), amoníaco, metanol, gas comprimido, líquido y LOHCs (DBT). En este proyecto se profundizará el análisis del almacenamiento de hidrógeno en hidruros metálicos. El mismo presenta distintos desafíos que fomentan el estudio de estrategias efectivas de gestión del calor. La absorción de hidrógeno en los hidruros metálicos es una reacción exotérmica, por lo que el calor generado debe eliminarse de forma eficaz para lograr el rendimiento deseado. Se realizará un estudio de sensibilidad de las variables de un modelo que describa la adsorción de hidrógeno en un hidruro metálico tipo AB5 como material de almacenamiento, evaluando el peso relativo de las mismas en la función objetivo resultante del modelado. Se estudiarán los efectos de transferencia de calor y masa. Se estimará el efecto del coeficiente de transferencia de calor y se incorporará al modelo un fluido refrigerante. El problema se formulará matemáticamente presentando una simulación numérica de un diseño de un tanque cilíndrico para almacenamiento de hidrógeno