Publicación: Análisis de viabilidad de sistemas híbridos de energía renovable con hidrógeno verde en el marco de los escenarios planteados por Energética
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Resumen en español
RESUMEN: En el sector energético se ha establecido la transición energética con mayor impulso desde el Acuerdo de París en el 2015 (Paris Agreement, 2015). A partir de allí se ha dado un aumento en la participación de energías renovables en la canasta energética y el surgimiento de nuevas tecnologías transformadoras como lo es el hidrógeno. El hidrógeno se presenta como un gran potencial para reemplazar los combustibles fósiles y sus derivados en las industrias que son altamente intensivas en calor y en emisiones de carbono a la atmósfera. Adicionalmente el sector energético es el mayor consumidor de hidrógeno a nivel global, pero este proviene del carbón y gas natural (Hosseini & Wahid, 2016). Lo que se busca es que el hidrógeno sea producido a partir de fuentes renovables y así disminuir el impacto ambiental que tiene en el momento. En Colombia se tienen los lineamientos definidos para la transición energética y el desarrollo de un mercado de hidrógeno verde desde la producción, a partir de fuentes solares y eólicas, hasta la exportación a otros países donde se requiera este insumo para ayudar con la descarbonización de diferentes sectores. Una de las opciones para incorporar esta tecnología es integrándola a plantas de generación de energía (en conjunto con baterías para almacenamiento de energía), convirtiéndose en sistemas híbridos capaces de tener mayor respaldo y flexibilidad. Este trabajo presenta un análisis de viabilidad técnico-económico de tres sistemas híbridos (solar, eólica e hidráulica) en cuatro escenarios energéticos definidos por Energética 2030, Alianza Interinstitucional enfocada la transformación del sector energético colombiano, con el fin de identificar y establecer recomendaciones de la integración del hidrógeno verde a plantas de generación de energía renovable. Los escenarios se basan en señales económicas y señales regulatorias. Dentro del desarrollo del trabajo, se propone una regla de operación para los sistemas híbridos con el objetivo de tomar decisiones sobre el uso de la energía para almacenamiento, venta en el mercado de energía y/o de ventas en un mercado de hidrógeno. En el escenario Ajedrez se obtuvieron los mejores resultados financieros, por la favorabilidad en las políticas sobre la transición y una señal económica fuerte. En Monopolio también se encontraron resultados favorables por las fuertes inversiones en este tipo de proyectos, a pesar de que no exista un marco regulatorio definido. En estos dos escenarios es donde se permite la integración del hidrógeno a las plantas de generación. En Escaleras y Serpientes solo se encuentra un resultado favorable, pero no se incluye ni batería ni hidrógeno, a pesar de que las políticas promuevan la transición energética, no hay una fortaleza económica en el mercado. En el escenario Jenga todos los resultados son desfavorables por no tener ni políticas ni una señal económica en favor de la transición energética.
Resumen en inglés
ABSTRACT: In the energy sector, the energy transition has been established with greater momentum since the Paris Agreement in 2015 (Paris Agreement, 2015). Since then, there has been an increase in the share of renewable energies in the energy mix and the emergence of new transforming technologies such as hydrogen. Hydrogen is presented as a great potential to replace fossil fuels and their derivatives in industries that are highly intensive in heat and carbon emissions to the atmosphere. Additionally, the energy sector is the largest consumer of hydrogen globally, but it comes from coal and natural gas (Hosseini & Wahid, 2016). What is sought is that hydrogen is produced from renewable sources and thus to reduce the environmental impact it has now. In Colombia there are defined guidelines for the energy transition and the development of a green hydrogen market from production, from solar and wind sources, to export to other countries where this input is required to help with the decarbonization of different sectors. One of the options to incorporate this technology is to integrate it to power generation plants (in conjunction with batteries for energy storage), becoming hybrid systems capable of having greater support and flexibility. This paper presents a technical-economic feasibility analysis of three hybrid systems (solar, wind and hydro) in four energy scenarios defined by Energética 2030, an inter-institutional alliance focused on the transformation of the Colombian energy sector, to identify and establish recommendations for the integration of green hydrogen to renewable energy generation plants. The scenarios are based on economic and regulatory signals. Within the development of the work, an operation rule for hybrid systems is proposed with the objective of making decisions on the use of energy for storage, sale in the energy market and/or sales in a hydrogen market. In Chess scenario, the best financial results were obtained, due to policy favorability on the transition and a strong economic signal. In Monopoly, favorable results were also found due to the strong investments in this type of projects, despite the lack of a defined regulatory framework. In these two scenarios is where the integration of hydrogen into power plants is allowed. In Steps & Ladders only one favorable result is found, but neither battery nor hydrogen is included, even though policies promote energy transition, there is no economic strength in the market. In the Jenga scenario, all the results are unfavorable because there are neither policies nor an economic signal in favor of the energy transition.