Incorporación de hidrógeno al gas natural en un sistema de cogeneración con turbina de gas diseñado para suministrar energía a comunidades conectadas mediante redes urbanas de calor

Abstract

El ámbito urbano es el mayor consumidor de energía, contribuyendo con el 70% de las emisiones de dióxido de carbono, mientras que el sector eléctrico conlleva grandes pérdidas energéticas y económicas. Para subsanar ambas problemáticas se cuenta con sistemas de eficiencia energética, como las redes urbanas de calor y la cogeneración, las cuales incrementan su eficiencia cuando trabajan en conjunto. Sin embargo, el principal combustible empleado en la cogeneración es el gas natural, por lo que, alineados con el Acuerdo de París, se debe buscar nuevas alternativas libres de emisiones. Aquí ingresa el rol del hidrógeno, un combustible limpio y con alto potencial energético; no obstante, su producción es limitada y tiene un precio poco competitivo. El objetivo del presente trabajo de investigación es evaluar la viabilidad técnica, ambiental y económica de la incorporación de hidrógeno al gas natural en un sistema de cogeneración con turbina de gas diseñado para suministrar energía eléctrica y agua caliente sanitaria a comunidades conectadas mediante redes urbanas de calor. Para ello, se desarrolla un modelo matemático que simula la operación de la cogeneración, permitiendo determinar qué porcentaje de hidrógeno es la opción más viable en la actualidad y en escenarios futuros.