PROGRAMA TECNOLÓGICO: Desarrollo de sistema de combustión dual hidrógeno-diésel para camiones de extracción mineros Fernando Hentzschel M. Director de Desarrollo Tecnológico 15 de Junio de 2017
Vision 2025 Chile: principal proveedor de litio y cobre de baja emisión para la industria de autos eléctricos Principal productor mundial de Litio Principal productor mundial de cobre de baja emisión Abastecimiento seguro de Carbonato e Hidróxido de Litio grado batería Otros productos de litio con valor agregado Abastecimiento de electricidad con energía solar continua (mix PV/CSP) a precio promedio de 50 USD/MWh Sustitución de combustibles fósiles por Hidrógeno y otros combustibles sintéticos con enfoque de Economía Circular
Contexto Energético Minero El suministro eléctrico para la minería tiene una hoja de ruta para la reducción de sus emisiones con base en energías renovables. Sin embargo, en el ámbito del uso de combustibles para el transporte, tiene aún un gran desafío tecnológico, dada utilizan camiones de extracción de alto tonelaje (CAEX). El consumo energético total en la minería del cobre aumentó de 86.234 a 163.063 Terajoules en el periodo 2001 2015, incrementando en 89%. Los combustibles aumentan en un 100% y la electricidad en un 80%, en tanto la producción de cobre fino aumentó un 21,6%. Dentro del mix de combustibles usados en la minería del cobre, el más importante es el diésel. Es así como en el año 2001 representaba un 63% del total de energía como combustibles utilizada y en el año 2015, el 88%.
Alternativas Tecnologicas Fuente: Hydrogen Council 2017, en Hydrogenics, Conferencia Internacional: Hidrógeno con Energías Renovables, nuevas oportunidades para Chile
Desarrollo Mundial de H2ICE Existen múltiples experiencias respecto de la factibilidad del uso de hidrógeno como combustible directo en motores duales diésel-h2. Se identificaron 101 patentes en los últimos 10 años. 68 empresas, universidades y centros de I+D a nivel mundial que desarrollan la tecnología El abastecimiento de combustible a precio fijo es un cambio de paradigma y reducción de: costos financieros, costos por seguros de estabilización de precio y incertidumbre en flujos de caja, huella de carbono del producto final. 1 kg H2 = 3 lts de Diesel eq = 9 kg CO2 eq aprox
Meta: Precio de H2 competitivo con diésel Baja incertidumbre: Según costo producción (PPA fijo) Tendencia a la baja: Maduración tecnológica H2 y solar Independencia de mercados internacionales Competitividad diésel 2025: [1,64 ; 2,36 ; 4,48] US$/khH2 En principio el Precio por kg de H 2 competitivo con diésel, según la proyección de precios hasta el 2025 esta entre: 2,2 2,6 USD/kgH 2 Fuente: Elaboración Propia
Programa Tecnológico de CORFO El objetivo general del Programa es la industrialización de soluciones tecnológicas que viabilicen la transformación de la operación convencional de los camiones de extracción (CAEX) basada en diésel, hacia una operación basada en combustión interna dual de mezclas de Hidrógeno (H2) y diésel, mediante la adopción, adaptación y/o desarrollo tecnológico, con especial atención al desarrollo de capacidades en Chile. El Desafío de Adaptación de motores a combustión dual H2-Diésel a camiones de Extracción: Prototipaje a escala CAEX Industrial Protocolos de seguridad Pilotaje en condiciones de operación real Empaquetamiento tecnológico Estrategia de implementación y adopción Infraestructura de Producción H2 En vecindades de la Faena Infraestructura de Transporte En la Faena Abastecimiento y uso Final
Alcance del Programa Acotarse a la reconversión de la operación, hacia una operación basada en una combustión interna dual de mezclas de hidrógeno y diésel. Quedan fuera del alcance de esta convocatoria las iniciativas de desarrollo de nuevas tecnologías de generación, distribución y almacenamiento de hidrógeno (H2) fuera del camión. Se deben considerar sólo aquellos desarrollos tecnológicos que puedan ser adaptados en el mediano plazo (3 a 5 años), a fin de que puedan comercializarse en un plazo máximo de 7 años. Debe incluir una estrategia de transferencia tecnológica que asegure la captura de valor para Chile, incluyendo la opción de integración y/o fabricación local, de forma parcial o total, de los productos tecnológicos que resulten del programa; esto con el fin de generar nuevas inversiones, el desarrollo de capacidades tecnológicas y proveedores asociados.
Objetivos específicos Fomentar una dinámica asociativa entre OEMs de camiones de extracción con empresas mineras, proveedoras tecnológicas y centros tecnológicos o universidades nacionales y/o internacionales. Demostrar la viabilidad técnica y económica de soluciones tecnológicas de H2ICE. Desarrollar una estrategia de fortalecimiento de proveedores locales para la industrialización de las soluciones. Desarrollar una estrategia de difusión que contribuya a un mejor entendimiento de las oportunidades de esta economía del H2 y a su aceptación entre los diversos actores involucrados y principales grupos de interés. Implementar un modelo de gestión y operación del programa con las mejores prácticas para consorcios asociativos
Resultados mínimos esperados Resultados verificables Indicador Medio de verificación Año 1 Año 2 Año 3 Año 4 Año 5 Consorcio entre OEMs de camiones mineros y empresas mineras, proveedoras tecnológicas, universidades y/o centros de investigación, con gobernanza operativa. % avance conformación consorcio Acuerdo de constitución y acta de constitución de la gobernanza. 100% (mes 6) Protocolos de ensayos y certificación de resultados, así como protocolos de seguridad para el abastecimiento y uso de H 2 en faenas mineras % avance protocolos Informe aprobado por la gobernanza del programa, con validación de la autoridad competente. 100% Pruebas de concepto y laboratorio ejecutadas según parámetros y factores críticos para el desempeño % de avance pruebas preliminares Informe de resultados validado por la gobernanza. 100% Prototipo(s) Industrial (es) para la certificación de rendimientos CAEX en régimen Industrial, listos para operar. % avance prototipo Prototipo construido y validado por la minera donde se hará la prueba. 100% Prueba piloto para la verificación del desempeño de la tecnología de adaptación en motores bajo condiciones de operación real Plan de Transferencia Tecnológica para el escalamiento industrial y explotación comercial de las soluciones resultado del programa. Plan de Transferencia Tecnológica con foco en la captura de valor local, para la integración y/o fabricación local de componentes. % de avance prueba piloto % de avance del Plan N de Casos de negocio Informe de resultados, validado por la gobernanza. Plan validado por la gobernanza/ Acuerdos firmados Casos de negocio con prefactibilidad/ con decisión de inversión. 100% 50% Plan Preliminar 100% Plan Definitivo 5 Casos de negocio con prefactibilidad 3 Casos con decisión de inversión
Diseño, validación a escala laboratorio y prueba piloto con certificación bajo condiciones de operación real. Estrategia de Transferencia Tecnológica y explotación de resultados Resultados mínimos esperados Conformación del Consorcio entre OEMs de camiones mineros y empresas mineras, proveedoras tecnológicas, universidades y/o centros de investigación Plan de Transferencia Tecnológica para el escalamiento industrial y explotación comercial de las soluciones resultado del programa. Protocolos de ensayos y certificación de resultados, y de seguridad. Prototipo(s) Industrial (es) para la certificación de rendimientos CAEX Plan de Transferencia Tecnológica con foco en la captura de valor local, para la integración y/o fabricación local de componentes. Prueba piloto para la verificación del desempeño de la tecnología
Cofinanciamientos Corfo cofinanciará hasta el 50% del costo total del Programa, con tope de hasta $4.000.000.000 Naturaleza Aporte Aporte mínimo de las entidades participantes (incluye aportes pecuniarios y no pecuniarios) Aporte pecuniario mínimo de las entidades participantes Porcentaje Al menos un 50% del costo total del Programa. Al menos un 30% del costo total del Programa.
Actores Claves OEMs de Camiones Mineros Empresas Mineras Gestor Tecnológico Proveedores Tecnológicio Centros de I+D Proveedores de Hidrógeno
Gracias! @corfo