Diseño de una planta de electrólisis de agua osmotizada utilizando aerogeneradores para la producción de hidrógeno verde mediante simulación en la Nueva Refinería Talara

Abstract

La presente investigación tuvo como finalidad diseñar una planta de producción de hidrógeno verde que permita abastecer la demanda de hidrógeno de la Nueva Refinería Talara, integrando tecnología de electrólisis tipo PEM con una fuente de energía renovable, como lo es un parque eólico. El estudio fue de tipo aplicado, con enfoque cuantitativo, y se desarrolló mediante simulación en los softwares Aspen HYSYS y Explorador Eólico. Para ello, se modeló el proceso de electrólisis con 410 módulos tipo PEM de 0,35 MW, capaces de generar una producción de 33 489 m³/h de hidrógeno (equivalente a 3 014,01 kg/h), con una pureza de 99,99 %, adecuada para el proceso de hidrotratamiento de la Nueva Refinería Talara. El suministro eléctrico se diseñó a partir de un parque eólico de 122 aerogeneradores Gamesa G128 de 5 MW, ubicado en Huancune (Tacna), donde se identificaron velocidades medias anuales de viento superiores a 8 m/s. El análisis permitió determinar una alta disponibilidad del recurso eólico, justificando su selección como fuente de energía primaria. La evaluación económica del sistema arrojó un Costo Nivelado de Hidrógeno (LCOH) de 4,219 USD/kg, valor competitivo frente a las proyecciones internacionales para el año 2030. Además, se estima que este valor disminuirá progresivamente debido a la creciente adopción y maduración de las tecnologías de electrólisis. En conjunto, los resultados evidencian la viabilidad técnica y económica del proyecto, posicionando a la Nueva Refinería Talara como una instalación pionera en la producción de hidrógeno verde en el Perú, en beneficio de la transición energética del país.