Estudio de viabilidad para la implementación de un proceso de electrólisis con energía nuclear para la producción de hidrógeno. Trabajo de grado
En la dinámica actual de transición energética y descarbonización, el hidrógeno se destaca como un vector energético con un potencial significativo para reducir la dependencia de combustibles fósiles, especialmente en sectores industriales como la producción y refinación de petróleo y gas. El reform...
- Autores:
-
Vallejo Loaiza, Mariana
- Tipo de recurso:
- Trabajo de grado de pregrado
- Fecha de publicación:
- 2025
- Institución:
- Universidad de Antioquia
- Repositorio:
- Repositorio UdeA
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En la dinámica actual de transición energética y descarbonización, el hidrógeno se destaca como un vector energético con un potencial significativo para reducir la dependencia de combustibles fósiles, especialmente en sectores industriales como la producción y refinación de petróleo y gas. El reformado de metano con vapor de agua representa en la actualidad el método más usado para la producción de hidrógeno industrial, sin embargo, presenta altas emisiones de dióxido de carbono (CO2). En este contexto, la electrólisis de agua, lograda a partir de electricidad obtenida, a su vez, de energía nuclear, ha ganado atención como un método para producir hidrógeno limpio. Los reactores nucleares modulares pequeños (SMRn), ofrecen una solución prometedora para sustituir los procesos convencionales de producción de hidrógeno, con capacidad para proporcionar un suministro de energía constante y de bajas emisiones. Los SMRn pueden integrarse con sistemas de electrólisis para producir hidrógeno de forma más sostenible. En este estudio se evalúa la viabilidad de utilizar un SMRn para la producción de hidrógeno en Colombia, comparando su eficiencia, costos, beneficios ambientales y económicos frente a otros métodos de producción de hidrógeno basados en combustibles fósiles. |
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Isaza Merino, Cesar AugustoVallejo Loaiza, Mariana2025-07-09T16:46:25Z2025https://hdl.handle.net/10495/46706En la dinámica actual de transición energética y descarbonización, el hidrógeno se destaca como un vector energético con un potencial significativo para reducir la dependencia de combustibles fósiles, especialmente en sectores industriales como la producción y refinación de petróleo y gas. El reformado de metano con vapor de agua representa en la actualidad el método más usado para la producción de hidrógeno industrial, sin embargo, presenta altas emisiones de dióxido de carbono (CO2). En este contexto, la electrólisis de agua, lograda a partir de electricidad obtenida, a su vez, de energía nuclear, ha ganado atención como un método para producir hidrógeno limpio. Los reactores nucleares modulares pequeños (SMRn), ofrecen una solución prometedora para sustituir los procesos convencionales de producción de hidrógeno, con capacidad para proporcionar un suministro de energía constante y de bajas emisiones. Los SMRn pueden integrarse con sistemas de electrólisis para producir hidrógeno de forma más sostenible. En este estudio se evalúa la viabilidad de utilizar un SMRn para la producción de hidrógeno en Colombia, comparando su eficiencia, costos, beneficios ambientales y económicos frente a otros métodos de producción de hidrógeno basados en combustibles fósiles.In the current dynamics of energy transition and decarbonization, hydrogen stands out as an energy vector with significant potential to reduce dependence on fossil fuels, especially in industrial sectors such as oil and gas production and refining. Steam methane reforming is currently the most widely used method for industrial hydrogen production; however, it is associated with high carbon dioxide (CO2) emissions. In this scenario, water electrolysis, powered by electricity generated from nuclear energy, has gained attention as a method for clean hydrogen production. Small Modular Reactors (SMRn) offer a promising alternative to replace conventional hydrogen production processes, providing a reliable and ability to provide a constant and low-emission energy supply. SMRn can be integrated with electrolysis systems to produce hydrogen more sustainably. This study evaluates the feasibility of using an SMRn for hydrogen production in Colombia, comparing its efficiency, costs, and environmental and economic benefits against other fossil fuel-based hydrogen production methods.Resumen ........................................................................................................................................... 8 Abstract ............................................................................................................................................ 9 Introducción ................................................................................................................................... 10 1. Objetivos .................................................................................................................................... 12 2. Marco teórico ............................................................................................................................. 13 3. Metodología ............................................................................................................................... 17 4. Resultados .................................................................................................................................. 19 5. Conclusiones generales .............................................................................................................. 51 6. Refencias bibliográficas ............................................................................................................. 53PregradoIngeniero Mecánico55 páginasapplication/pdfspaUniversidad de AntioquiaIngeniería MecánicaMedellín, ColombiaFacultad de IngenieríaCampus Medellín - Ciudad Universitariahttp://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/info:eu-repo/semantics/openAccessCC0 1.0 Universalhttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2Estudio de viabilidad para la implementación de un proceso de electrólisis con energía nuclear para la producción de hidrógeno. Trabajo de gradoTrabajo de grado - Pregradohttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1fhttp://purl.org/redcol/resource_type/TPTexthttp://purl.org/coar/version/c_b1a7d7d4d402bcceinfo:eu-repo/semantics/bachelorThesisinfo:eu-repo/semantics/draftFrederick George, J., Paul Müller, V., Winkler, J., & Ragwit, M. (2022). Is blue hydrogen a bridging technology? - The limits of a CO2 price and the role of state-induced price components for green hydrogen production in Germany. EnergyPolicy, 167(113072). https://doi.org/10.1016/j.enpol.2022.113072.Pans Castillo, M. Á. (2014). PRODUCCIÓN DE H2 CON CAPTURA DE CO2 POR REFORMADO DE CH4 INTEGRADO CON UN SISTEMA CHEMICAL-LOOPING COMBUSTION [Trabajo de grado, UNIVERSIDAD DE ZARAGOZA]. https://digital.csic.es/handle/10261/96254Ali Khan, M. H., Daiyan, R., Neal, P., Haque, N., MacGill, I., & Amal, R. (2021). A framework for assessing economics of blue hydrogen production from steam methane reforming using carbon capture storage & utilisation. International Journal of Hydrogen Energy, 46(44), 22685–22706. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2021.04.104Ministerio de Minas y Energía. (s.f.). Hoja de Ruta para el hidrógeno en Colombia. Minenergia. https://www.minenergia.gov.co/es/micrositios/enlace-ruta-hidrogeno/Soltani, R., Rosen, M., & Dincer, I. (2014). Assessment of CO2 capture options from various points in steam methane reforming for hydrogen production. International Journal of Hydrogen Energy, 39(35), 20266–20275. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2014.09.161.INTERNATIONAL ATOMIC ENERGY AGENCY, Hydrogen Production Using Nuclear Energy, IAEA Nuclear Energy Series No. NP-T-4.2, IAEA, Vienna (2012). https://www.iaea.org/publications/8855/hydrogen-production-using-nuclear-energyMartínez Berges, I. (2010). OPTIMIZACIÓN ENERGÉTICA DEL PROCESO DE REFORMADO DE METANO CON CAPTURA IN SITU DE CO2 [Tesis de maestría, Universidad de Zaragoza]. https://zaguan.unizar.es/record/4913/files/TAZ-TFM-2010-016_ANE.pdfDewita, E., Prassanti, R., Widana, K. S., & Susilo, Y. S. B. (2021). Cost Analysis of Nuclear Hydrogen Production Using IAEA-HEEP 4 Software. Journal of Physics: Conference Series, 2048. https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1742-6596/2048/1/012005Maroto-Valer, M. M. (2010). 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