Evaluación Tecno-Económica de las Vías de Electrificación e Hidrógeno para la Integración Óptima de la Energía Solar en la Industria del Vidrio
Autores: Miserocchi, Lorenzo; Franco, Alessandro
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Evaluación Tecno-Económica de las Vías de Electrificación e Hidrógeno para la Integración Óptima de la Energía Solar en la Industria del Vidrio
Categoría
Energía
Subcategoría
Energía solar
Palabras clave
Energía solar
Almacenamiento de baterías
Integración de hidrógeno
Objetivos de descarbonización
Adopción de energías renovables
Industria del vidrio
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 20
Citaciones: Sin citaciones
La electrificación directa y la utilización de hidrógeno representan dos vías clave para descarbonizar la industria del vidrio, siendo su efectividad sujeta a un diseño adecuado de los hornos y a la disponibilidad de energía renovable. Este estudio presenta una evaluación tecnoeconómica para la integración óptima de energía solar en un horno de vidrio de contenedor de oxifuel representativo de 300 t/d con un consumo específico de energía de 4.35 GJ/t. Se desarrolla una formulación de programación lineal entera mixta para evaluar los costos específicos de fusión, las emisiones de carbono y las tasas de autoconsumo y autoproducción de energía renovable en tres escenarios: acoplamiento solar directo, almacenamiento en baterías y una infraestructura basada en hidrógeno. El almacenamiento en baterías logra las mayores reducciones en los costos específicos de fusión y emisiones, mientras que la integración de hidrógeno minimiza la exportación de electricidad a la red. Al incorporar consideraciones de inversión de capital, el estudio cuantifica las primas de costo y los requisitos de capacidad bajo diferentes objetivos de descarbonización. Una combinación de 30 MW de planta solar y 9 MW de impulso eléctrico permite lograr alrededor del 30% de reducción de carbono, aumentando los costos totales en un 25%. Objetivos de descarbonización más profundos requieren sistemas más avanzados, siendo las baterías una solución rentable. Estos hallazgos ofrecen información crítica sobre los compromisos económicos y ambientales, así como las limitaciones técnicas asociadas con la adopción de energía renovable en la industria del vidrio, proporcionando una base para la planificación estratégica de energía y descarbonización.
Descripción
La electrificación directa y la utilización de hidrógeno representan dos vías clave para descarbonizar la industria del vidrio, siendo su efectividad sujeta a un diseño adecuado de los hornos y a la disponibilidad de energía renovable. Este estudio presenta una evaluación tecnoeconómica para la integración óptima de energía solar en un horno de vidrio de contenedor de oxifuel representativo de 300 t/d con un consumo específico de energía de 4.35 GJ/t. Se desarrolla una formulación de programación lineal entera mixta para evaluar los costos específicos de fusión, las emisiones de carbono y las tasas de autoconsumo y autoproducción de energía renovable en tres escenarios: acoplamiento solar directo, almacenamiento en baterías y una infraestructura basada en hidrógeno. El almacenamiento en baterías logra las mayores reducciones en los costos específicos de fusión y emisiones, mientras que la integración de hidrógeno minimiza la exportación de electricidad a la red. Al incorporar consideraciones de inversión de capital, el estudio cuantifica las primas de costo y los requisitos de capacidad bajo diferentes objetivos de descarbonización. Una combinación de 30 MW de planta solar y 9 MW de impulso eléctrico permite lograr alrededor del 30% de reducción de carbono, aumentando los costos totales en un 25%. Objetivos de descarbonización más profundos requieren sistemas más avanzados, siendo las baterías una solución rentable. Estos hallazgos ofrecen información crítica sobre los compromisos económicos y ambientales, así como las limitaciones técnicas asociadas con la adopción de energía renovable en la industria del vidrio, proporcionando una base para la planificación estratégica de energía y descarbonización.