Estudio de factibilidad para la producción de hidrógeno como estrategia de eficiencia energética para el aprovechamiento del gas quemado en mecheros de la Amazonía de Ecuador - Berrú Saverio, Kevin Steeven (2025)
CONDICIONAMIENTO DE PUBLICACIONDE PROYECTO. La continua quema del gas asociado en los mecheros de la Amazonía de Ecuador no solo causa afectaciones socioambientales y pérdidas económicas, sino que, sobre todo, desperdicia un valioso recurso energético. El presente proyecto propone una solución frente a esta problemática, evaluando la factibilidad de utilizar este subproducto desechado de la industria petrolera como materia prima para el proceso de reformado de metano con vapor para producir hidrógeno, un vector limpio y crucial para la transición hacia un futuro energético sostenible. El análisis realizado de las condiciones actuales de operación reveló que existen 302 mecheros en el país, los cuales en total queman anualmente al menos 20 000 MMscf de gas asociado, generando emisiones estimadas de 52.2 - 111.4 MTon/año CO2 y 1.5 - 2.3 kTon/año de BC. Además, el análisis de la composición del gas, basado en una muestra representativa de los campos petroleros con mayor producción y sus respectivas cromatografías, determinó un alto contenido de metano del 41.79%. Para la producción de hidrógeno a partir del gas asociado, se evaluaron diversas tecnologías existentes en la actualidad. El análisis realizado permitió seleccionar al método de reformado de metano con vapor (SMR), debido principalmente a su eficiencia y madurez tecnológica. La simulación del proceso que se llevó a cabo en el software Aspen HYSYS y comprendió de las etapas de pretratamiento, reformado, desplazamiento agua-gas, y purificación, permitió obtener una producción de 27 Ton/h de H2 puro, a partir de 90 Ton/h de gas asociado (18 Ton/h de CH4) y 689 Ton/h de vapor de agua. Adicional, mediante la implementación de la captura de carbono permitió mejorar la eficiencia del proceso, logrando capturar 1.7 MTon/año (189 Ton/h) de CO2. La evaluación económica permitió estimar un CAPEX de 950.97 MMUSD y un OPEX de 144.76 MMUSD/año, determinando a partir de ellos, un costo de producción de 0.81 USD$/kgH2. Adicional, para estimar los ingresos del proyecto se consideraron las potenciales ventas del hidrógeno durante los 20 años de tiempo de vida del proyecto. Teniendo en cuenta que en la actualidad no existe un mercado establecido para la compraventa de hidrógeno, se determinó un retorno de la inversión de 1 año para precios de 10 y 6 $/kgH2, 2 años para 3 $/kgH2, y 12 años para 1 $/kgH2.