Máster en Innovación Tecnológica -TFM - Cursos 2020/2021 - 2029/2030
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- Análisis Well-to-Wheel de hidrógeno verde y combustibles sintéticos para sistemas de movilidad.(Sevicio de Publicaciones. Universidad de Navarra, 2024-03) García-Arriaga, Javier; Gómez-Acebo, T. (Tomás)Este proyecto se ha realizado con el objetivo de tener una visión de la situación futura del hidrógeno verde y los combustibles sintéticos en sistemas de movilidad, más concretamente en la aviación, en el sector naval y en los vehículos terrestres, estos últimos divididos en vehículo ligero y vehículo pesado. Los sistemas de aviación y naval también se dividen en categorías para abarcar las diferentes opciones de dichos sectores. Para hacer el análisis no es suficiente con analizar los sistemas de movilidad, de hecho, estos solo son el apartado final de un proceso que va desde la generación de energía renovable, pasando por el proceso de electrólisis, el cual genera el hidrógeno verde, y pasando por un proceso de síntesis entre el hidrógeno y dióxido de carbono capturado con el que se logran distintos tipos de combustibles sintéticos. Todo este proceso, añadiendo la distribución del combustible, formar parte del llamado análisis Well-to-Tank, mientras que lo relacionado a los sistemas de movilidad consiste en el análisis Tank-to-Wheel. Solapando ambos análisis, se denomina a toda la elaboración como un análisis Well-to-Wheel. El análisis Well-to-Wheel permite hacer una comparación entre los diferentes combustibles sintéticos y el hidrógeno verde con relación a costes económicos y de eficiencia energética. Los costes de la electricidad renovable dependerán de la ubicación y de la tecnología renovable (solar fotovoltaica, parque híbrido entre solar y eólica o eólica marina). Los costes y eficiencia del proceso de electrólisis los marcarán el propio coste de la electricidad, necesaria para el proceso, y la tecnología del electrolizador, analizando los electrolizadores alcalino, PEM y SOEC. En cuanto a lo relacionado a la síntesis dependerá del propio proceso, diferenciado según el combustible que se desee producir, el coste de la captura del CO2 y todo lo heredado del proceso de electrólisis. Los costes y eficiencia de distribución dependen de las propiedades del combustible. En los sistemas de movilidad se hace un análisis comparativo entre las opciones viables o potencialmente viables de cada sistema, descartando las opciones que se consideran que no se pueden implantar. Todo este proceso analítico se hace en base a escenarios encontrados en la literatura. Unos escenarios son más optimistas que otros, por ello, los resultados obtenidos tratan de estimaciones, mostrando todo el abanico de posibilidades y en ningún momento queriendo realizar una predicción, manteniendo siempre como objetivo el ya mencionado de tener una visión de la posible situación futura de este mercado.
- Producción de hidrógeno verde: comparativa de la viabilidad técnica y económica de energía eólica onshore y offshore.(Servicio de publicaciones. Universidad de Navarra, 2022-09) Cerezo-Araujo, F. J.(Fermín Juan)El hidrógeno verde o nuevo petróleo verde, que proviene de recursos casi infinitos como la electricidad de fuentes eólicas y solares, se convierte, desde ahora, en la respuesta sistemática al caos energético, en línea con el nuevo modelo energético mundial descarbonizado. Es la respuesta simple y evidente a las expectativas de muchos consumidores: una energía casi infinita, limpia, descarbonizada, sin residuos, disponible en todo momento, que se pueda producir en cualquier lugar en el que haya sol y/o viento y agua, que no dependa de los ciclos de las materias primas ni de los riesgos geopolíticos y que, muy pronto, alcanzará unos precios imbatibles. Sin embargo, a día de hoy, los precios de las tecnologías y de las infraestructuras necesarias para el óptimo funcionamiento de las plantas productoras de hidrógeno verde resultan muy elevados y en la mayoría de ocasiones dependientes de ayudas financieras externas. A consecuencia, el precio final del hidrógeno verde es demasiado costoso frente a su homónimo hidrógeno gris y por tanto no llega a ser competente. En este documento se ha diseñado y dimensionado una planta generadora de hidrógeno verde y estudiado la diferencia de dos alternativas de abastecimiento energético eólico: onshore y offshore. Conociendo los costes asociados a cada uno de los diferentes tipos de parques eólicos he estimado el precio de la electricidad resultante, así como el precio final del hidrógeno verde para un electrolizador de 2,15 MW. Por último, gracias a un análisis de sensibilidad realizado, se demuestran los principales responsables de los altos costes del hidrógeno verde, la importancia de las financiaciones externas y la diferencia con las economías de escala. Aspectos vitales para que en los próximos años el hidrógeno verde sea una realidad y eclosione como protagonista del mix energético mundial.