Investigan potencial del hidrógeno para descarbonizar demandas térmicas en Temuco y Padre Las Casas

Jueves 21 de abril de 2022.- Según el 2021 Air Quality Report (IQAir), de las 10 ciudades más contaminadas de Latinoamérica y El Caribe, Chile cuenta con al menos 7. La mayoría de ellas se ubica en la zona sur del país: Angol, Padre Las Casas, Coyhaique, Coronel, Temuco y Nacimiento.

En esas localidades -y, en general, en el centro sur del territorio nacional- el alto consumo de leña contribuye a elevar las emisiones de material particulado fino (MP 2,5), por lo que se buscan alternativas costo-efectivas que permitan reemplazar este combustible “tradicional” por otras fuentes de energía y calefacción más limpias.

Con el propósito de abordar este problema, el Centro de Transición Energética (CENTRA) de la Facultad de Ingeniería y Ciencias de la Universidad Adolfo Ibáñez (UAI) está desarrollando un proyecto que cuenta con financiamiento del Fondecyt.

Su objetivo es explorar la factibilidad del uso del hidrógeno verde (H2v) como vector energético para atender demandas térmicas —calefacción y agua caliente— de la población de dichas urbes. Para ello, se utilizará como caso de estudio de Temuco y Padre Las Casas, emplazamientos poblacionales con las tasas más altas de contaminación atmosférica por uso de leña.

La iniciativa, que se ejecutará entre 2022 y 2024, es liderada por Francisca Jalil, investigadora del CENTRA. “El objetivo es identificar alternativas tecnológicas y compatibles con la identidad socio-cultural de algunas comunidades, además de los costos de un eventual cambio y la aplicación de políticas acordes a ello”, afirma la experta.

En la misma línea, agrega que “siempre hay que insertarse en un contexto y considerar factores como el clima, la densidad de demandas, los recursos disponibles y el consumo de energía doméstico e industrial, además de elementos socioculturales”.

Para el desarrollo del proyecto se utilizarán modelos matemáticos de optimización aplicados al territorio nacional.

Cadenas de suministro

El hidrógeno verde emerge como una alternativa para descarbonizar las demandas térmicas en el país, por cuanto las condiciones geográficas de Chile podrían permitir su producción barata, vía electrólisis del agua alimentada por energía solar y eólica.

No obstante, según Francisca Jalil, aún falta evidencia científica acerca de cómo se implementaría una cadena de suministro de hidrógeno verde y sus implicancias económicas y medioambientales. "Estas redes se pueden desagregar en distintas componentes y varias posibles tecnologías para cada una de ellas. Dado el alto número de combinaciones posibles, es posible utilizar modelos de optimización de cadenas de suministro de hidrógeno, que son herramientas que permiten evaluar múltiples configuraciones simultáneamente, dependiendo de los recursos a nivel local y usos finales", puntualiza la profesional.

Añade que tampoco hay conocimiento suficiente “sobre modelos espacialmente explícitos que minimicen los costos de las cadenas de suministro de hidrógeno”; y que, al mismo tiempo, “incorporen explícitamente la infraestructura y tecnologías asociadas al uso de agua y puedan estimar las huellas hídricas y de carbono. Esto es crucial en un país como Chile, donde el hidrógeno verde podría ser producido en zonas de escasez hídrica”.

Respecto a la descarbonización de las demandas térmicas urbanas, Jalil sostiene que la literatura discute varias alternativas, como las redes de calor distrital, el cambio a combustibles bajos en carbono (como el hidrógeno) y la electrificación del calor por medio de bombas, entre otras: “Los modelos urbanos de energía permiten comparar estas alternativas y sus combinaciones, siendo capaces de representar las interrelaciones entre el suministro energético, la infraestructura de las redes, y las tecnologías de uso final, junto con sus costos e impactos ambientales”.

Sin embargo, advierte que a la fecha “no se ha encontrado en la literatura un modelo que pueda comparar sistemáticamente estos elementos a altas resoluciones espaciales, incluyendo explícitamente las redes e infraestructura de gas, biomasa, calor distrital, solar térmica e hidrógeno, y que considere los gases de efecto invernadero, contaminación de aire y huellas hídricas”.