A pesar de ser el elemento con mayor abundancia en la Tierra, el hidrógeno molecular no se puede crear en la naturaleza sin la necesidad de una materia prima como el agua, la biomasa o los combustibles fósiles, todos los cuales requieren energía.

A medida que las empresas trabajan para hacer el cambio a la energía renovable, la capacidad de evaluar el desempeño económico de las diversas vías de generación de hidrógeno es esencial. Con base en factores tecnológicos y monetarios, esta habilidad (análisis tecnoeconómico) estima los gastos de capital, los costos operativos y los ingresos. Los hallazgos ayudan a identificar los impedimentos para la viabilidad comercial de la tecnología, los principales factores de costo y los problemas de investigación y desarrollo no resueltos.

El nuevo modelo Hydrogen Analysis Lite Production (H2A-Lite) proporciona una descripción general tecnoeconómica de alto nivel de algunos sistemas de producción de hidrógeno. El modelo fue desarrollado por el Laboratorio Nacional de Energía Renovable (NREL en inglés) y es una de varias herramientas de análisis de hidrógeno que se encuentran actualmente en construcción.

Según Michael (Misho) Penev, analista senior de infraestructura y análisis de almacenamiento de energía en NREL, quien actualmente trabaja en detalle con el Departamento de Energía de EE. UU., “El modelo H2A es riguroso, con información de proceso sobre cada una de las tecnologías de producción que lo ayuda a realmente calcular escenarios de producción matizados” (DOE). Estamos enfatizando hacer que esa estructura sea más accesible para una gama más amplia de audiencias bajo el modelo Lite.

Los procesos termoquímicos, electrolíticos, de división solar directa del agua y biológicos son algunos de los métodos actuales de fabricación de hidrógeno. Estas tecnologías se encuentran en diversas etapas de desarrollo y se están realizando investigaciones para reducir los costos y disminuir los efectos negativos que muchos de estos métodos de producción tienen sobre el medio ambiente.

Análisis simplificado de producción de hidrógeno

Como expansión de los modelos de producción y estudios de casos de Hydrogen Analysis (H2A), se creó H2A-Lite. La herramienta oficial del DOE para realizar un análisis tecnoeconómico en profundidad de las rutas de producción de hidrógeno es el modelo de producción H2A, que también se utiliza para la publicación de estudios de casos oficiales del DOE en los que NREL es un socio destacado.

A diferencia de H2A, H2A-Lite proporciona un análisis tecnoeconómico de alto nivel con solo unas pocas entradas. Esto podría tomar la forma de simplemente ingresar su tecnología de producción de hidrógeno preferida y ajustar la configuración predeterminada de la tecnología para que se ajuste a su escala o al costo de la energía en su área. H2A-Lite utiliza estas entradas básicas para generar estimaciones de costos de escala, capital y operaciones, así como las características de las emisiones de gases de efecto invernadero y contaminantes criterio. La Perspectiva Energética Anual más reciente de la Administración de Información Energética sirvió como base para las proyecciones de precios de la energía y las materias primas.

Las suposiciones hechas por H2A-Lite sobre todas las facetas de la tecnología de producción de hidrógeno se pueden cambiar por completo. Para evaluar los costos esperados y el impacto de las emisiones, la fase inicial del modelo permite a los usuarios elegir tecnologías de producción y cadena de suministro y alterar parámetros cruciales de costo y rendimiento. Los usuarios pueden enviar puntos de datos anuales para el precio, el consumo y el uso del equipo de materia prima de hidrógeno en otra sección. Los estados de resultados anuales previstos, los estados de flujo de efectivo y los balances generales de la técnica de generación de hidrógeno elegida se resumen en la última sección.

Desarrollo regular de herramientas

La Oficina de Tecnologías de Pilas de Combustible e Hidrógeno del DOE aportó fondos para la creación de H2A-Lite (HFTO). Penev hizo una demostración en vivo de H2A-Lite a una audiencia nacional en el seminario web H2IQ Hour de noviembre de HFTO. Como parte del conjunto de herramientas de análisis de hidrógeno, también dio una introducción y una presentación del modelo de la herramienta de escenarios de análisis financiero de hidrógeno (H2FAST).

La base de H2A-Lite y H2FAST es un modelo NREL más antiguo que han utilizado miles de partes interesadas en todo el mundo. Juntas, las herramientas desarrolladas por NREL pueden respaldar una amplia gama de capacidades de análisis tecnoeconómico relacionadas con los sistemas de producción de hidrógeno y la incorporación de fuentes de energía renovable.

Las herramientas de NREL pueden proporcionar una guía de rendimiento de materiales de alto nivel e identificar brechas de investigación que ayudarán a resolver algunos de los principales desafíos de la transición a la energía renovable, como la evaluación de los efectos ambientales de la utilización de la tierra y el agua para la producción de hidrógeno o los impactos de la construcción de una planta de hidrogeno.

Fuente: www.nrel.gov / Fotografía portada: PV Magazine USA