DISEÑO DE LA INFRAESTRUCTURA DE TRANSPORTE DE HIDRÓGENO VERDE PARA DESCARBONIZAR UNA INSTALACIÓN INDUSTRIAL DE PRODUCCIÓN DE ACERO

Abstract

El sector siderúrgico se encuentra entre uno de los principales responsables de las emisiones de gases de efecto invernadero a nivel global, lo que genera una necesidad urgente de implantar tecnologías de descarbonización viables. En el presente Trabajo Fin de Grado se aborda la viabilidad técnica, ambiental y económica de integrar hidrógeno verde como vector energético alternativo en los procesos industriales de elevada demanda térmica, tomándose como escenario de estudio la acería de ArcelorMittal en Marsella. La importancia de este trabajo radica directamente en la urgencia de cumplir con los objetivos climáticos europeos impuestos para los próximos años, transformando una industria mayormente dependiente de combustibles fósiles a través de infraestructuras de transporte eficientes. El objetivo principal de la investigación consiste en diseñar y justificar técnicamente una infraestructura de transporte que conecte la planta industrial con el corredor troncal europeo de hidrógeno H2Med, evaluando su impacto tanto operativo como ambiental. Los principales logros alcanzados incluyen el diseño y validación de la conducción fija. Tras un análisis comparativo frente al transporte por carretera, se determina que una tubería dedicada de hidrógeno constituye la única alternativa logística viable para garantizar la continuidad y seguridad del suministro a gran escala. Mediante los cálculos de dinámica de fluidos y la aplicación de diferentes manuales técnicos, se determina que un diámetro nominal de 4 pulgadas (4,5 pulgadas el diámetro exterior) es la opción óptima para la conducción proyectada (21.672.000 kg H2/año), asegurando un margen operativo adecuado, reduciendo las pérdidas de carga y absorbiendo futuras fluctuaciones de la demanda industrial sin incurrir en un gran sobredimensionamiento de la instalación. Finalmente, las conclusiones del estudio determinan la viabilidad técnica y el elevado potencial ambiental del proyecto, estimándose una reducción de 144.659 toneladas de CO2 equivalente al año gracias a la sustitución parcial del gas natural por hidrógeno verde suministrado (10 % del volumen del total de la mezcla). No obstante, el análisis financiero revela que la viabilidad económica del proyecto se encuentra fuertemente condicionada por los costes operativos asociados al precio de suministro del hidrógeno verde (86.362.920 €/año), situándose actualmente muy por encima de la alternativa de los combustibles fósiles. Se concluye que, si bien la infraestructura es robusta desde una perspectiva de ingeniería, su implantación definitiva a gran escala dependerá de la consolidación del mercado del hidrógeno verde, la evolución regulatoria y el abaratamiento de los costes de producción energética sumados a las ayudas otorgadas por los gobiernos europeos.