Grupo/UCT: GESE (Grupo de Estudio Sobre Energía)

Director: GONNET, ADRIAN

Tipo de proyecto: PID equipos en consolidación (SIN incentivo)

Actualmente se realizan grandes esfuerzos en el campo científico para acelerar el desarrollo y la adopción de acciones que permitan la transición hacia sistemas energéticos con bajas emisiones, aumentando rápidamente la generación de energía limpia y el despliegue de medidas de eficiencia energética. Uno de los esfuerzos más destacados está dedicado a lograr el reemplazo total o parcial de los combustibles fósiles para producir electricidad y calor. La variabilidad en la disponibilidad del viento y del sol hace necesario el almacenamiento si se desea implementar un esquema de generación basado en estas energías renovables.

En este contexto, el hidrógeno se presenta como una alternativa muy prometedora como medio de almacenamiento debido a su eficiencia y los enormes beneficios medioambientales que produce su utilización en celdas de combustible. Sin embargo, su obtención y almacenamiento representan desafíos tecnológicos en los que se trabaja para lograr los mejores resultados. La obtención de hidrógeno “verde” a través de la electrólisis del agua con fuentes de energía renovable representa la forma más sustentable de producción.

Por otro lado, el hidrógeno “gris” obtenido a través del reformado del gas natural también puede considerarse una alternativa con ventajas medioambientales y de eficiencia cuando se utiliza en celdas de combustible para producir electricidad y calor por cogeneración.

La utilización de celdas de combustible alimentadas con hidrógeno gris en los sectores residencial e industrial se ve favorecida por la infraestructura existente de redes de distribución de gas natural y puede considerarse una transición hacia la utilización plena del hidrógeno verde. En un esquema de energía distribuida donde se consume la energía que se produce localmente, los equipos basados en celdas de combustible emplean hidrógeno, el cual se obtiene por demanda a través de la conexión a la red de gas natural. Estos equipos pueden formar una microrred junto con los equipos de generación fotovoltaica evitando así la necesidad de almacenamiento en baterías.

Una característica importante para considerar es que el exceso en la producción fotovoltaica puede utilizarse para electrolizar agua y producir hidrógeno, lo cual permitiría la utilización de hidrógeno verde en lugar de hidrógeno gris. Sin embargo, la producción de hidrógeno verde plantea desafíos tecnológicos, como su almacenamiento y la necesidad de sobredimensionar la instalación fotovoltaica para generar la cantidad suficiente. Además, se requiere de un sistema de control para operar la microrred y cubrir la electricidad y calor requerido por la carga. Es importante avanzar en la obtención de resultados en la operación de estos sistemas híbridos con producción de hidrógeno en la región donde se deseen implementar. Cada avance científico en la utilización de hidrógeno y celdas de combustible podría contribuir a solucionar muchos de los problemas energéticos actuales.

La propuesta de este proyecto de investigación consiste en analizar el funcionamiento de un sistema híbrido de generación de electricidad y calor constituido por paneles fotovoltaicos, celda de combustible y la producción de hidrógeno verde e hidrógeno gris en el mismo punto del consumo. El hidrógeno se produce por electrólisis del agua, utilizando la energía proveniente de los paneles solares y por el reformado del gas natural de red. El combustible producido alimenta la celda de combustible que genera la electricidad para abastecer a un edificio. El análisis consiste en comparar las diferentes posibilidades de funcionamiento del sistema. Los resultados servirán para determinar si con la tecnología existente en la actualidad es posible desde el punto de vista técnico, económico y medioambiental, establecer estas producciones de hidrógeno y su aprovechamiento en forma local en un edificio ubicado en la provincia de Buenos Aires.

Fecha de Inicio: 01/04/2024 Fecha de Finalización: 31/3/2027