El análisis de costos muestra el potencial de electrólisis fuera de la red solar de Australia y Chile

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Científicos de la Universidad de Nueva Gales del Sur (UNSW) de Australia han examinado los factores que determinan los costos de la electrólisis de hidrógeno alimentada por energía solar y han descubierto que el combustible podría generarse en un puerto de Queensland por un promedio de 3,93 dólares por kilogramo.

Los investigadores modelaron los costos utilizando algoritmos ‘Monte Carlo’ típicamente desplegados para evaluar resultados impredecibles influenciados por variables aleatorias, reduciendo los procesos complejos a un conjunto de eventos e interacciones básicas.

El artículo “Techno-economic Analysis of Hydrogen Electrolysis from Off-Grid Stand-Alone Photovoltaics Incorporating Uncertainty Analysis”, publicado en Cell Reports Physical Science, expone cómo los científicos trataron de determinar el costo nivelado del hidrógeno (LCOH) considerando también los datos meteorológicos históricos en lugares específicos.

Si bien el aprovechamiento de la energía solar fuera de la red limita la capacidad de producción de un electrolizador, los investigadores dijeron que «evita el gasto, a menudo considerable, de una conexión a la red y la exposición al riesgo de retrasos tanto en la conexión física como en el proceso de aprobación».

El grupo UNSW utilizó el puerto de Townsville en Queensland como caso base antes de examinar los costos de generación en otros lugares de Australia. El tamaño del sistema, el costo de capital y la eficiencia del electrolizador se destacaron como los factores más importantes para reducir el costo de la electrólisis fuera de la red y alimentada con energía solar.

Los investigadores encontraron que el hidrógeno verde fuera de la red de Townsville podría ser generado por US$2.89-4.67/kg, asumiendo un gasto de capital del electrolizador de US$840/kW, una eficiencia de conversión de 61 kWh/kg, un factor de capacidad del proyecto de 24% y un costo nivelado de la energía solar de US$0.0298-0.0412/kWh.

«En un escenario australiano, los resultados resaltan la viabilidad potencial de la electrólisis fotovoltaica autónoma [fuera de la red] para cumplir con los valores objetivo de LCOH del NHR [documento de estrategia industrial de la hoja de ruta del hidrógeno nacional] de Australia [de] entre [US]3,26 dólares/kg y [US]3,98 dólares/kg», dijeron los investigadores.

Los costos de capital del electrolizador y la planta solar modelada tuvieron poca influencia en el costo nivelado del hidrógeno, de acuerdo con los investigadores. Sin embargo, la combinación de tales costos en un ‘parámetro de costo de capital total’, podría llevar a una variación del 20% en el costo del hidrógeno.

El grupo afirma que, si los electrolizadores siguen el mismo ritmo de aprendizaje que la tecnología fotovoltaica, donde se han producido caídas de costes de alrededor del 18% últimamente, «podríamos esperar una gran reducción en el coste de capital de los electrolizadores a medida que la industria crece y se implementan proyectos a mayor escala».

Teniendo en cuenta esta caída de los costos de la tecnología, los investigadores predijeron que el costo de la electrólisis de hidrógeno solar fuera de la red podría caer a 2,89-4,67 dólares en algún momento, y Australia y Chile son los principales lugares para tener en cuenta esta cifra. «Es posible bajar aún más que esto con los escenarios propuestos que se acercan a los US2,50 dólares/kg, momento en el que el hidrógeno verde empieza a ser competitivo con la producción de combustible fósil», declaró el grupo.

El grupo de la Universidad de Nueva Gales del Sur también consideró las predicciones hechas por otros investigadores sobre los costos de electrolizadores y sistemas fotovoltaicos. Según estas estimaciones, el hidrógeno verde sin conexión a la red podría costar tan poco como US$2.20/kg para el 2030.

«Una forma crucial en la que podríamos disminuir aún más los costos sería utilizar catalizadores baratos basados en metales de transición en electrolizadores,» dijo el coautor de la investigación Rahman Daiyan. «No solo son más baratos, sino que pueden incluso superar a los catalizadores actualmente en uso comercial».

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