Almacenamiento y conversión de energía renovable: economías cero carbono neto

Resumen

Una economía con emisiones netas de carbono iguales a cero requiere alternativas a los hidrocarburos de origen fósil para la generación de energía eléctrica, combustibles y productos químicos. En esta charla se analiza el uso de energía proveniente de fuentes renovables no programables con este objetivo, en el marco de los denominados sistemas _Power-to-X_ (P2X). En la primera parte se estudia la utilización de baterías _behind the meter_ como estrategia para reducir el desbalance entre generación y demanda de energía eléctrica mediante esquemas de tarifas diferenciales. El análisis se centra en la relación entre las estrategias de carga y descarga de las baterías y su degradación asociada a reacciones químicas irreversibles. Se presentan distintos problemas de optimización que permiten evaluar el beneficio de instalar estos sistemas a nivel de usuarios particulares, considerando diferentes esquemas de precios de la energía según hora, día o estación. La segunda parte de la charla aborda la producción de hidrógeno verde, definido como aquel obtenido por electrólisis del agua utilizando electricidad de origen renovable, y su potencial uso como combustible o insumo para la industria química. Se presentan problemas de diseño óptimo de procesos orientados a determinar la capacidad de producción y las tecnologías más adecuadas para aprovechar las fuentes renovables disponibles. Finalmente, se discute brevemente la producción de productos químicos en sistemas P2X, con especial énfasis en avances recientes que permiten la reducción de CO₂ en reactores electrocatalíticos. Estos desarrollos resultan especialmente prometedores, ya que, a diferencia de otras estrategias de captura de carbono, generan productos con valor comercial.

Mini biografía

Ana Inés Torres es Ingeniera Química por la Facultad de Ingeniería de la Universidad de la República y Doctora en Ingeniería Química por la Universidad de Minnesota (CEMS-UMN, Estados Unidos). Se desempeñó como investigadora en el Departamento de Ingeniería Química del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) y como investigadora y docente del Instituto de Ingeniería Química de la Facultad de Ingeniería de la UdelaR. Actualmente es docente e investigadora del Departamento de Ingeniería Química de la Universidad Carnegie Mellon (CMU, Estados Unidos) e integra el Center for Advanced Process Decision-making (CAPD-CMU). Su investigación se desarrolla en el área de Ingeniería de Sistemas de Procesos, donde aplica herramientas matemáticas al diseño de procesos sostenibles.