Análisis de la Integración del Hidrógeno en Sistemas Híbridos de Energía Renovable en el marco de Escenarios Energéticos
Analysis of Hydrogen Integration in Hybrid Renewable Energy Systems under Energy Scenarios
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Resumen
El hidrógeno como vector energético puede brindar energía en aplicaciones desde baja hasta gran escala y aporta al impulso de las energías renovables como alternativas de emisiones bajas en carbono. Este trabajo presenta una revisión de literatura sobre los sistemas híbridos de hidrógeno verde. Se encontró que un 23% de los artículos realizan revisiones de diferentes metodologías y comparaciones de tecnologías de hidrógeno, el 15% presentan análisis técnicos, económicos y ambientales de sistemas y proyectos basados en hidrógeno. El 53% de los artículos revisados se concentran metodologías de inteligencia artificial y uso de programas computacionales comerciales para el dimensionamiento, gestión de la energía y optimización de estos modelos sobre los sistemas híbridos de energía renovable con un alto enfoque en sistemas aislados de la red eléctrica. El potencial de modelos de simulación por desarrollar en este tema es bastante amplio por la descarbonización que aporta el hidrógeno. Los modelos deben contemplar aspectos adicionales de toda la cadena de valor del hidrógeno para tener una visión íntegra de su desarrollo en Colombia, tendiendo en cuenta las oportunidades de desarrollo en el marco de diferentes escenarios energéticos.
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Referencias (VER)
Abdin, Z., Zafaranloo, A., Rafiee, A., Mérida, W., Lipiński, W. y Khalilpour, K.R. (2020) “Hydrogen as an energy vector”, Renewable and Sustainable Energy Reviews, 120(December 2019). Disponible en: https://doi.org/10.1016/j.rser.2019.109620.
Ahadi, A. y Liang, X. (2017) “A stand-alone hybrid renewable energy system assessment using cost optimization method”, Proceedings of the IEEE International Conference on Industrial Technology, pp. 376–381. Disponible en: https://doi.org/10.1109/ICIT.2017.7913260.
Ammari, C., Belatrache, D., Touhami, B. y Makhloufi, S. (2021) “Sizing, optimization, control and energy management of hybrid renewable energy system- a review”, Energy and Built Environment [Preprint]. Disponible en: https://doi.org/10.1016/j.enbenv.2021.04.002.
Carvajal, H., Babativa, J.H. y Alonso, J.A. (2010) “Estudio sobre producción de H2 con hidroelectricidad para una economía de hidrógeno en Colombia”, Ingeniería Y Competitividad, 12(1), pp. 31–42. Disponible en: https://doi.org/10.25100/iyc.v12i1.2700.
HassanzadehFard, H., Tooryan, F., Collins, E.R., Jin, S. y Ramezani, B. (2020) “Design and optimum energy management of a hybrid renewable energy system based on efficient various hydrogen production”, International Journal of Hydrogen Energy, 45(55), pp. 30113–30128. Disponible en: https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2020.08.040.
IEA (2019) The Future of Hydrogen. Disponible en: https://doi.org/10.1787/1e0514c4-en.
IEA (2022) Global Hydrogen Review 2022, Global Hydrogen Review 2022. Disponible en: https://doi.org/10.1787/39351842-en.
IRENA (2020a) Green Hydrogen Cost Reduction: Scaling up Electrolysers to Meet the 1.50C Climate Goal. Disponible en: https://www.irena.org/-/media/Files/IRENA/Agency/Publication/2020/Dec/IRENA_Green_hydrogen_cost_2020.pdf.
IRENA (2020b) “Reaching zero with renewables: Eliminating CO2 emissions from industry and transport in line with the 1.50C climate goal”, p. 216. Disponible en: https://www.irena.org/publications/2020/Sep/Reaching-Zero-with-Renewables.
Kalinci, Y., Hepbasli, A. y Dincer, I. (2015) “Techno-economic analysis of a stand-alone hybrid renewable energy system with hydrogen production and storage options”, International Journal of Hydrogen Energy, 40(24), pp. 7652–7664. Disponible en: https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2014.10.147.
Khalid, F., Dincer, I. y Rosen, M.A. (2016) “Analysis and assessment of an integrated hydrogen energy system”, International Journal of Hydrogen Energy, 41(19), pp. 7960–7967. Disponible en: https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2015.12.221.
Khan, F.A., Pal, N. y Saeed, S.H. (2018) “Review of solar photovoltaic and wind hybrid energy systems for sizing strategies optimization techniques and cost analysis methodologies”, Renewable and Sustainable Energy Reviews, 92, pp. 937–947. Disponible en: https://doi.org/10.1016/j.rser.2018.04.107.
Kovač, A., Paranos, M. y Marciuš, D. (2021) “Hydrogen in energy transition: A review”, International Journal of Hydrogen Energy, 46(16), pp. 10016–10035. Disponible en: https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2020.11.256.
Mayyas, A., Wei, M. y Levis, G. (2020) “Hydrogen as a long-term, large-scale energy storage solution when coupled with renewable energy sources or grids with dynamic electricity pricing schemes”, International Journal of Hydrogen Energy, 45(33), pp. 16311–16325. Disponible en: https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2020.04.163.
McKinsey & Company y Hydrogen Council (2021) Hydrogen Insights.
Mills, A, Al-Hallaj, S. (2004) “Simulation of hydrogen-based hybrid systems using Hybrid2”, International Journal of Hydrogen Energy, 29(10), pp. 991–999. Disponible en: https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2004.01.004.
Ministerio de Minas y Energía (2021) Hoja de ruta del hidrógeno en Colombia.
Naciones Unidas (2015) Acuerdo de París.
National Renewable Energy Laboratory - NREL (2018) “H2A: Hydrogen analysis production models”. Disponible en: https://www.nrel.gov/hydrogen/h2a-production-models.html.
Nicita, A., Maggio, G., Andaloro, A.P.F. y Squadrito, G. (2020) “Green hydrogen as feedstock: Financial analysis of a photovoltaic-powered electrolysis plant”, International Journal of Hydrogen Energy, 45(20), pp. 11395–11408. Disponible en: https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2020.02.062.
Nordin, N.D. y Rahman, H.A. (2019) “Comparison of optimum design, sizing, and economic analysis of standalone photovoltaic/battery without and with hydrogen production systems”, Renewable Energy, 141, pp. 107–123. Disponible en: https://doi.org/10.1016/j.renene.2019.03.090.
Ortega, S., Ángel, E. y Jaramillo, A. (2022) Escenarios Energéticos - Seis posibilidades para la transición en Colombia.
Posso, F., Espinoza, J.L., Sánchez, J. y Zalamea, J. (2015) “Hydrogen from hydropower in Ecuador: Use and impacts in the transport sector”, International Journal of Hydrogen Energy, 40(45), pp. 15432–15447. Disponible en: https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2015.08.109.
Posso, F. y Zambrano, J. (2014) “Estimation of electrolytic hydrogen production potential in Venezuela from renewable energies”, International Journal of Hydrogen Energy, 39(23), pp. 11846–11853. Disponible en: https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2014.06.033.
Riveros-Godoy, G.A., Cavaleiro, C. y Silva, E. (2012) “Analysis of electrolytic hydrogen production models and distribution modes for public urban transport: study case in Foz do Iguacu, Brazil”, International Journal of Energy Research, (37), pp. 1142–1150. Disponible en: https://doi.org/10.1002/er.
Schwartz, P. (1996) The art of the long view: Planning for the future in an uncertain world. Ed. Currency.
Squadrito, G., Nicita, A. y Maggio, G. (2021) “A size-dependent financial evaluation of green hydrogen-oxygen co-production”, Renewable Energy, 163, pp. 2165–2177. Disponible en: https://doi.org/10.1016/j.renene.2020.10.115.
Valente, A., Iribarren, D., Dufour, J. y Spazzafumo, G. (2015) “Life-cycle performance of hydrogen as an energy management solution in hydropower plants: A case study in Central Italy”, International Journal of Hydrogen Energy, 40(46), pp. 16660–16672. Disponible en: https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2015.09.104.
Vivas, F.J., De las Heras, A., Segura, F. y Andújar, J.M. (2018) “A review of energy management strategies for renewable hybrid energy systems with hydrogen backup”, Renewable and Sustainable Energy Reviews, 82(April 2016), pp. 126–155. Disponible en: https://doi.org/10.1016/j.rser.2017.09.014.
Widera, B. (2020) “Renewable hydrogen implementations for combined energy storage, transportation and stationary applications”, Thermal Science and Engineering Progress, 16(September 2019), p. 100460. Disponible en: https://doi.org/10.1016/j.tsep.2019.100460.
Xiao, P., Hu, W., Xu, X., Liu, W., Huang, Q. y Chen, Z. (2020) “Optimal operation of a wind-electrolytic hydrogen storage system in the electricity/hydrogen markets”, International Journal of Hydrogen Energy, 45(46), pp. 24412–24423. Disponible en: https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2020.06.302.
Yamamoto, H., Fujioka, H. y Okano, K. (2021) “Cost analysis of stable electric and hydrogen energy supplies derived from 100% variable renewable resources systems”, Renewable Energy, 178, pp. 1165–1173. Disponible en: https://doi.org/10.1016/j.renene.2021.06.061.