Análisis de viabilidad de plantas de ciclo combinado utilizando una mezcla de hidrógeno verde y gas natural para la industria siderúrgica

• Autor: Guillermo Inga, Abel Erick
• Formato: tesis de grado
• Fecha de Publicación: 2023
• Institución: Universidad de Ingeniería y tecnología
• Repositorio: UTEC-Institucional
• Lenguaje: español
• OAI Identifier: oai:repositorio.utec.edu.pe:20.500.12815/338
• Enlace del recurso: https://hdl.handle.net/20.500.12815/338
• Nivel de acceso: acceso abierto
• Materia: Turbinas de gas; Hidrógeno como combustible; Centrales de ciclo combinado; Emisiones de carbono; Gas turbines; Hydrogen as fuel; Combined cycle power plants; Greenhouse gases; https://purl.org/pe-repo/ocde/ford#2.03.01

La energía eléctrica es un recurso esencial para la descarbonización de la industria siderúrgica. Sin embargo, las medidas actuales de uso de la electricidad en horario punta dificulta la transición hacia una siderurgia eléctrica limpia. Para enfrentar estos problemas, las empresas siderúrgicas están explorando el uso de hidrógeno verde en plantas de ciclo combinado. En este trabajo se realiza un análisis de viabilidad de la implementación de plantas de ciclo combinado accionadas con una mezcla de hidrógeno verde y gas natural para una empresa siderúrgica peruana. La evaluación técnica-ambiental mostró viabilidad en el uso de hidrógeno verde demostrando que su uso logra aumentar el rendimiento de la planta y reduce notablemente las emisiones de CO2. A su vez, la evaluación económica, mostró inviabilidad entre los años 2020 y 2040. Sin embargo, se vislumbra un contexto favorable a partir del año 2040, para el cual se estiman precios de compra de electricidad de 123.9 US$/MWh-e, gas natural de 47.7 US$/MWh-t e hidrógeno verde de 2.5 US$/kg. La mayor o menor rentabilidad de las alternativas para dichos periodos estará intrínsecamente vinculada al comportamiento real de los precios de compra de electricidad, gas natural e hidrógeno verde. La viabilidad de la propuesta se ve influenciada por las tendencias de precios en diferentes aspectos. Un aumento en el precio de compra de electricidad favorecerá la rentabilidad de del proyecto. Un aumento en el precio de compra de gas natural afectará negativamente la inversión para los casos donde este es utilizado como combustible. En cambio, la reducción del precio de compra de hidrógeno verde aumentará la rentabilidad de la propuesta. La presente tesis pretende motivar y fomentar, el uso del hidrógeno verde como fuente energética para accionar sistemas energéticos en plantas de ciclo combinado.