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Equipos mineros impulsados por hidrógeno: Un desarrollo cada vez más cercano

Su uso permitiría a la industria reducir de manera relevante su huella de carbono. Proyecto impulsado por Corfo apunta a reacondicionar camiones mineros para que puedan funcionar con combustible dual: diésel-hidrógeno.

El hidrógeno verde resulta una alternativa de gran interés para la industria minera, por tratarse de un combustible que se produce a partir de las energías renovables, que presentan un relevante desarrollo en Chile.

Annika Schüttler, Project Leader Energy & Sustainability de la Cámara Chileno-Alemana de Comercio e Industria (Camchal), destaca que “por lo general, en los lugares en que se emplaza el proceso minero (en el país) se encuentran las condiciones ideales para la producción de hidrógeno, ya que cuentan con energía solar a bajo costo, agua e infraestructura. El hidrógeno alberga un gran potencial para reducir considerablemente la huella de carbono del sector minero”.

Similar visión posee Eduardo Bitran, presidente del Directorio del Club de Innovación, quien explica que “casi el 50% de la energía utilizada por el sector minero corresponde a combustibles fósiles, principalmente diésel. Estos combustibles se usan en el transporte de minerales y diversos equipos vinculados a las faenas en minería; todos estos equipos pueden utilizar H2”.

El especialista advierte que a partir de 2022 la Unión Europea establecerá impuestos en frontera para los insumos intensivos en uso de energía. “Esto probablemente afectará al acero, cobre, litio y otros minerales. Chile, en la medida que siga aumentando la participación de energías renovables y se sustituyan los combustibles fósiles en minería, tendría ventajas en los mercados en que se apliquen impuestos a las emisiones de CO2”, acota.

Junto con ello, destaca que “Chile, debido al potencial solar, tendrá el menor precio de hidrógeno verde de todos los países mineros. Esto le otorga una ventaja a la industria minera chilena para avanzar en descarbonización”.

Círculo virtuoso

Desde la industria, observan con detención las oportunidades de utilizar hidrógeno como combustible en los equipos mineros.

Rafael Guerra, gerente de Ventas de la División Minería de Liebherr Chile, comenta que los beneficios se relacionan con “que la tecnología logre una ventaja competitiva por un menor costo de tonelada transportada; mejorar la huella verde de los equipos, emitiendo menos CO2 por el reemplazo de los combustibles fósiles. En un aspecto más global, uno de los beneficios es generar demanda para el mercado de generación de hidrógeno, lo cual encadena otros círculos virtuosos en la industria y en la sociedad, ampliando el uso de este tipo de energía limpia”.

Esta mirada es complementada por Rodrigo Pineda, gerente de la División Energía de la Distribuidora Cummins Chile, quien alude a que “cada vez que se habla de utilizar hidrógeno en minería nos referimos a su versión verde, la que se genera a través de fuentes renovables libre de emisiones, como la solar o eólica”.

El ejecutivo agrega que “el potencial que tiene Chile de generar energía renovable a bajo costo nos hace pensar que a 2030 podríamos llegar a costos de producción de hidrógeno verde cercanos a US$2/Kg. Es más, algunas proyecciones hablan de US$1,5/Kg, lo que dejaría un escenario muy competitivo”.

Minería sustentable

El ministro de Minería Baldo Prokurica considera que uno de los desafíos que tiene el sector “es seguir avanzando hacia una actividad económica más verde, y ese es el camino que hemos estado incentivando desde que asumió el Presidente Sebastián Piñera. Hemos visto cómo esta industria ha incorporado inteligencia, innovación y nuevas tecnologías para hacer frente a la utilización de insumos críticos como, por ejemplo, en el caso del recurso hídrico, con la construcción de plantas desaladoras”. Mientras que, en el ámbito energético, “las empresas mineras han incorporado y licitado 13 TWh/año (13.000 Gwh/año) en energías renovables; incluso la Enami espera utilizar este tipo de energía para el 100% de sus plantas en 2021. A estas iniciativas, hoy se está sumando el uso del hidrógeno verde en el sector, que ayudaría a reducir el consumo de combustibles fósiles y que ha sido impulsado por el Ministerio de Energía”.

El secretario de Estado destaca que actualmente se está avanzando en un proyecto impulsado por Corfo para reacondicionar camiones mineros, con el objetivo que puedan funcionar con combustible dual (hidrógeno-diésel). “El uso del hidrógeno verde va en línea con la tendencia global de descarbonización, a la que Chile y su minería se están sumando”, asegura.

El proyecto lo llevan a cabo Csiro Chile, Engie y Mining3; apunta a desarrollar módulos de trenes de potencia híbridos para el sector minero, y así reemplazar los convencionales de diésel por unos compuestos por baterías de última tecnología y celdas de combustibles a hidrógeno.

Desde el equipo minero de Csiro Chile destacan que un camión CAEX consume alrededor de 4.000 litros de diésel al día, lo que representaría una reducción de emisiones de aproximadamente 3.000 toneladas de CO2 al año. “Lograr la electrificación del equipo minero a través de celdas de combustible de H2, elimina el 100% de esta emisión y aún más, si se consideran las emisiones producidas al enviar el diésel a la operación minera”, aseguran.

Junto con ello, estiman que el sistema eléctrico basado en celdas de combustibles de hidrógeno y batería reduzca los costos de operación en alrededor de un 5% a 2025, principalmente debido a la disminución en los costos directos y de oportunidad provocado por las paradas de mantención, generando una mayor disponibilidad del equipo y, por ende, una mayor productividad. “Estos estudios iniciales serán realizados en mayor detalle en el proyecto actual, estudiando el impacto de un camión a H2 en la operación completa de la mina, simulando flotas completas impulsadas por este combustible”, señalan.

En camino

Aun cuando existe gran potencial de producción de hidrógeno verde en Chile, Annika Schüttler menciona que “a la fecha estamos todavía en la fase exploratoria, donde se están realizando estudios de factibilidad para diferentes tipos de proyectos y aplicaciones. A nivel mundial, eso sí, se están efectuando iniciativas piloto para poder contar con un modelo de camión minero dual que funcione con hidrógeno y diésel. Sin embargo, apostar en concreto para cuándo Chile ya podría entrar a una producción masiva de hidrógeno, depende todavía de muchos factores”.

Respecto del avance que presentan estas tecnologías, Rafael Guerra, de Liebherr Chile, menciona que “existen dos vías de desarrollo. Por un lado, tecnología dual, la cual es una mezcla de hidrógeno y del petróleo que habitualmente ocupa el camión. Existen otras que consideran la utilización de celdas de hidrógeno. Los desafíos son múltiples, uno es la logística del hidrógeno a las faenas, su almacenamiento en esta y en el camión, el reposteo del hidrógeno en el caso de la tecnología dual, y lograr que el nuevo combustible alcance los rendimientos y la capacidad para los cuales fue diseñado el vehículo”.

Eduardo Bitran destaca que “en estos momentos se están desarrollando prototipos en Chile y en Sudáfrica con tecnología de celda de combustible para transporte de minerales, para camiones de 1.000 HP y camiones de 2.700 HP con tecnología dual. Al sustituir diésel se espera que no solo se reduzcan las emisiones de CO2, sino que también sea rentable privadamente y por tanto se reduzca el costo de producción”.

El presidente del Directorio del Club de Innovación agrega que “el proyecto de tecnología dual para camiones de 400 toneladas consume 3.500 litros de diésel diario, y según su programación, a 2022 deberían estar piloteando varios de estos vehículos en minas en el norte de Chile. Si funciona la tecnología dual se podría hacer retrofitting de cientos de camiones. La evaluación de unidades con tecnología de celda de combustible debería también realizarse hacia 2022”.

En tanto, desde el equipo minero de Csiro Chile mencionan que Anglo American se encuentra desarrollando un camión para una de sus minas de platino: Mogalakwena (Sudáfrica), a lo que se suma un camión prototipo desarrollado por la empresa china Weichai. “Esto es una señal de los esfuerzos internacionales para llegar a desarrollar soluciones reales para el corto/ mediano plazo. La factibilidad técnica de un tren de potencia de H2 es posible pensar que exista, debido a la madurez de las celdas de combustibles y baterías, pero el desafío para lograr una real penetración va en otros ámbitos, no solo en el desarrollo del tren de potencia, sino que por ejemplo en la revisión de la normativa vigente para la incorporación del hidrógeno a las faenas”, advierten.

Reactivación sostenible 

Pablo Terrazas, vicepresidente ejecutivo de Corfo, explica que están apoyando “la producción de hidrógeno verde desde sus inicios, dado su potencial y los efectos que podría generar en la economía de nuestro país. La minería, en este sentido, como uno de las principales industrias, tiene un gran rol que cumplir en el impulso de este nuevo sector, por lo que estamos contentos de seguir apoyando iniciativas innovadoras, como la adjudicada a Csiro Chile, Engie y Mining3, el tercer consorcio que apoyamos en esta materia”.

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