Maestría en Energías Renovables

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Examinando Maestría en Energías Renovables por Director "Lache Muñoz, Andrea"

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    Acceso Abierto
    Prefactibilidad de una planta de amoníaco alimentado por una planta solar fotovoltaica
    (2023-10-23) González Lara, Nicolás Esteban; Velasco Peña, Jhoan Camilo; Lache Muñoz, Andrea; Gómez Galindo, María Fernanda
    El amoníaco ha sido un producto básico esencial a escala global, con el 85% de toda la producción, utilizado en la elaboración de fertilizantes, como la urea y el nitrato de amonio. Según la Agencia Internacional de Energía Renovable (IRENA), en 2020 se produjeron anualmente aproximadamente 183.000 toneladas de amoníaco, y casi todo se generó a partir de combustibles fósiles, como el gas natural (72%), el carbón (22%), la nafta y el fuel pesado (6%). Generando emisiones de hasta 0,5 gigatoneladas de dióxido de carbono, equivalente alrededor del 15-20% de las emisiones totales del sector químico y al 1% de las emisiones globales de gases de efecto invernadero. En 2021, Colombia importó 67.556 toneladas métricas de amoníaco y exportó 14.512 toneladas métricas, según datos de The observatory of economic complexity. En este contexto, el presente estudio presenta una prefactibilidad para la producción de amoníaco a partir de hidrógeno verde producido por electrólisis del agua, empleando energía eléctrica de un sistema solar fotovoltaico. El estudio estaría delimitado a una instalación en el altiplano cundiboyacense. En el desarrollo del estudio teórico, inicialmente se delimitó un área disponible que estaría ubicada en zona rural del municipio de Duitama (Boyacá) para la implementación de una instalación solar fotovoltaica que genere la energía eléctrica necesaria para producir amoníaco. Teniendo seleccionados los equipos para la generación de energía eléctrica, se procedió a seleccionar los equipos para la producción de hidrógeno, luego se dimensionó el sistema de separación de nitrógeno del aire y posteriormente se dimensionó el sistema para la producción de amoníaco a partir del hidrógeno y el nitrógeno, proceso conocido como “Haber-Bosch”. Finalmente, después de evaluar las cantidades de hidrógeno y amoníaco, se estimaron costos de referencia de todos los equipos y se procedió a hacer un análisis financiero que incluyó el cálculo del LCOE, LCOH y LCOA, incluyendo estudios de proyecciones de ingresos porcantidad de amoníaco producido anualmente, considerando degradaciones anuales en el rendimiento de la planta. Completado el estudio se pudo establecer la viabilidad técnica de la producción de amoníaco a partir de hidrógeno verde. Con relación a la viabilidad económica, los precios actuales de las diferentes tecnologías hacen que el CAPEX y OPEX de este tipo de alternativas no sean competitivos con los costos actuales de producción de amoníaco, puesto que como se estableció, el retorno de la inversión es de 51 años.