Una estrategia de optimización para gestionar el excedente de electricidad a través de vías P2G

Resumen

Ontario depende mucho de la energía nuclear y renovable, ya que más del 85% de su electricidad se suministra a partir de fuentes que no se basan en carbono. Debido a la intermitencia e inflexibilidad de los generadores, el excedente de electricidad (SBG, por sus siglas en inglés) se genera cuando el suministro es mayor a la demanda. El objetivo del presente escrito es desarrollar un modelo matemático para el sistema energético "de energía a gas" (P2G) al convertir SBG en hidrógeno para que lo utilicen los usuarios finales. Los cuatro usuarios finales que se incluyeron en el estudio pertenecen al sector de gas natural renovable (GNR), el sector de gas natural enriquecido con hidrógeno (GNEH), el sector de movilidad y el sector industrial. Se consideraron dos escenarios para el modelo: el Escenario 1, donde se tomó en cuenta una vía única para la implementación y el Escenario 2, donde las cuatro vías se integraron en un sistema para una entrega combinada. El objetivo de este modelo es minimizar el costo total y maximizar la compensación de emisiones con una vida útil de 20 años. El modelado y la optimización se llevaron a cabo en Python mediante un enfoque basado en la programación lineal de enteros mixta (PLEM). Los resultados del Escenario 1 mostraron que reemplazar la materia prima de la industria por hidrógeno es más rentable que otros sectores. Los resultados del Escenario 2 revelaron que el sistema puede reducir 470.595 toneladas de CO2 por año, que es el 95% de la compensación máxima alcanzable, y utilizar el 57% del excedente de electricidad.