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Concepto para la produccion de hidrogeno verde en espana

The paper proposes a concept and a plan to produce Green Hydrogen in big quantities in Spain thus creating many jobs and a sustainable increase of the BIP. The plan yields to 50 H2 production plants distributed all over Spain in the year 2030

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Concepto para la produccion de hidrogeno verde en espana

  1. 1. Proposito para producir Hidrógeno Verde en España 21 de Septiembre 2020 Autores: Dr. Wolfgang Kreitmair, MBA y el equipo de 4i Consultores
  2. 2. Como Objetivo para 2030 suponemos: • Producción de 1.681.000t Hidrógeno Verde (~ 56 GWh, 17% del objetivo de la Unión Europea para 2030). • 50 fábricas de producción de hidrógeno verde distribuido en todo España. • Cada fábrica produce 112t de hidrógeno verde usando energía de un parque de placas solares (51.100m²) y 12l/sec de agua de un pozo profundo (1000-2000m) de geotermia. • 7000 Puestos de trabajo para la construcción de las fábricas y montaje de las instalaciónes en 2022-2030. • 100 Puestos de trabajo a partir de 2023. • Total de 300 puestos de trabajo a partir de 2024. • Total de 600 puestos de trabajo a partir de 2025. • Total de 5.000 puestos de trabajo permanente a partir de 2030. • Ventas de Hidrógeno Verde: 5.600 millones € (~ 0,5% del Producto interior bruto de 2017) a base de un precio de hidrógeno de 3,33 €/kg (~ 0,1 €/kWh).
  3. 3. Esbozo de cada una de las 50 fábricas de H2 (Pagina 1/2) BG CA Elec 1 Elec 2 Elec 3 Parque Placas Solares CD1 CD2 CD3 Almacén de Contenedores Tub 60bar, 300mm Tub60bar,300mm Parque de Baterías Oficinas etc. BG: Bombas/Geotermia CA: Cisternas de Agua Elec: Electrolizadores CD: Centro de Distribución Tub: Tuberia <50km Nave Industrial
  4. 4. Detalles técnicos al respecto de cada una de las 50 fábricas (1/3) • BG (Bombas/Geotermia) • Para procesos electro-quimicos la temperatura elevada facilita el proceso y reduce las necesidades electricas, por eso el uso de agua de acuíferos profundos de 1000 m hasta 2000 m con una temperatura entre 60° C y 80° C tiene beneficios en ahorros de energía en la producción de hidrógeno además de ser la fuente de agua más ecologica/verde; • Las bombas tienen que extraer 12 l/sec del pozo, que es una cantidad moderada para pozos geotermicos; • CA (Cisterna de Agua) • El agua tiene que ser filtrado (en general) y almacenado en una cisterna subterranea para mantener la temperatura. Esta cisterna sirve como amortiguador entre las bombas y los electrolizadores. Una cisterna de 250 m³ parece ser la adecuada para esta función. • ELEC (Electrolizadores) • La tecnología de electrolizadores más ecológica es la PEM sin hacer alcalina el agua; es un poco más cara pero tiene más futuro que la tecnología alcalina; por eso proponemos el uso de este tipo de electrolizadores. • Los electrolizadores tienen que tener una capacidad de 24 MW en total y tienen que producir 8 t hidrógeno por hora (como ejemplo se puede usar 4 electrolizadores SILYZER 300 de SIEMENS.).
  5. 5. Detalles técnicos al respecto de cada una de las 50 fábricas (2/3) • Parque de Baterías • Un parque de baterías de iones de Litio subterraneo mantiene la electricidad de la fábrica durante 4 horas cuando el parque de placas solares no produce electricidad. • Parque de Placas Solares • La fábrica tiene una necesidad de 36.000 kWh diariamente que se podrían producir en España (sol de 1800 kWh/año por m²) con placas solares. Por eso y por la carga diaria de las baterías hay que instalar un parque de placas solares de 51.100 m². • La conexión eléctrica con la fábrica se realiza preferentemente con cables subterraneos. • Nave Industrial (Oficinas, Taller y Almacen) • La fábrica dispone de un personal de 100 trabajadores (gerentes, ingenieros, técnicos, etc.) y por eso necesita espacio de oficinas. Reparaciónes pequeñas y ciertas procesos de mantenimiento se pueden ejecutar en el propio taller. En el almacén se puede mantener componentes de uso/cambio a corto plazo para reducir tiempos de suspensiónes de la fabrica. No obstante, se recomienda buenos contratos de mantenimiento con los proveedores.
  6. 6. Detalles técnicos al respecto de cada una de las 50 fábricas (3/3) • CD (Centro de Distribución) • Se recomienda 2 o 3 centros de distribución por fábrica: un CD dentro del terreno de la fábrica (cerca de los electrolizadores) como primer amortiguador del hidrógeno producido, y uno o dos en una distancia de hasta 40 km de la fábrica. • Los Centros de Distribución estan conectados entre ellos con tubería de 300mm manteniendo una presión de 60 bar de transporte del hidrógeno. Esta caracteristica de la tubería garantiza el transporte de toda la producción al CD que tenga la demanda respectiva. • El almacenamiento del gas se realiza en Cisternas de tamaño suficiente para que en conjunto puedan mantener la producción de un día. (112 t de hidrógeno a 300 bar). • Cada CD tiene los compresores suficientes y la planta envasadora para rellenar los contenedores especiales de 700bar, bombas para cargar los camiones de cisternas de gas, y tuberías de 100 mm de 100 bar (hasta un total de 10km) para conectarse con hidrogeneras grandes y/o fábricas con uso importante de hidrógeno.
  7. 7. Esbozo de cada una de las 50 fábricas de H2 (Pagina 2/2) Centro de Distribución CD CG 300bar Cont Cont Cont C700 bar C700 bar Hidrogenera 3 Hidrogenera 4 ContCont ContCont Hidrogenera 1 Hidrogenera 2 Fábrica CG: Cisterna de gas Cont: Contenedor 700bar, 400kg C700: Cisterna de gas 700bar >2t 700bar, 400kg 700bar, 400kg 700bar, 400kg 300bar, 2000kg 700bar, 400kg 700bar, 400kg 700bar, 400kg 700bar, 400kg < 1200kg/día < 1200kg/día > 1200 kg/día > 1200 kg/día (< 300 coches/día) (< 300 coches/día) (> 300 coches/día) (> 300 coches/día) Tub 60bar, 300 mm
  8. 8. Transporte del Hidrógeno producido en las fábricas a partir de 2023 Hay 4 diferentes tipos de transporte de hidrgeno que se recomiende usar: • Con tubería de 300 mm a 60 bar conectando la fábrica con Centros de Distribucción (CD). • Con tubería de 100 mm a 100 bar para conectar ususarios como hidrogeneras grandes (que carguen más que 300 coches con hidrogeno/día) y fábricas petroleras o fábricas de fertilizantes. • Con camiones 40t de cisterna de gas 300 bar transportando 2000 kg de hidrógeno para alimentar hidrogeneras pequeñas (que carguen < 300 coches/día con hidrógeno) con cisternas de hidrógeno. Los camiones se cargan en los Centros de Distribucción. • Con camiones 40t para transportar hasta 5 contenedores especiales de hidrógeno(700 bar, 400 kg hidrógeno)* para alimentar hidrogeneras pequeñas sin cisternas de hidrógeno. La alimentacción de estas hidrogeneras se hace por cambio de contenedores vacios con contenedores cargados en uno de los Centros de Distribución. Este tipo de transporte necesita poco infraestructura en los sitios de uso y puede ser la manera de distribucción en general durante los primeros años. * Detalles técnicas y diseño de los contenedores especiales disponible
  9. 9. Plan de inversiones hasta 2030 • Inversión inicial de 1.200 millones € para construir 6 fabricas (200 millones € para cada fabrica). • Inversion de Empresas privadas de 1.200 millones € en el año 2024 (fábricas de 7 a 12). • Salida a Bolsa (7.600 millones € de inversión) en el año 2025 (fábricas de 13 a 50). • En el año 2030 los inversiores iniciales tendrian un 12% de la empresa.
  10. 10. Cuenta anual de pérdidas y ganancias de cada una de las 50 fábricas Ventas 112.000.000 € Personal (6.000.000 €) Mantenimiento (20.000.000 €) Margen bruto 86.000.000 € Gastos de Explotación (500.000 €) Resultado operativo (EBITDA) 85.500.000 € Amortizaciones y depreciaciones (10 años) (19.648.913 €) Resultados de explotación (EBIT) 65.851.087 € Impuestos sobre beneficios (30%) (19.755.326 €) Resultado neto del ejercicio: 46.595.761 €
  11. 11. Plan de execución detallado del proyecto 2021 – 2030 (1/3) • Fin de 2020: Decisión de realizar el proyecto de producción de hidrógeno segun nuestro plan • 2021 Planificación de la primera fábrica (selección del sitio, pedir licencias, compras de terrenos, planear y contratar componentes, la construcción, etc.) • 2022 Inicio de la construccion para fábrica 1. Control y seguimiento de la construcción de la fábrica 1. Consensuar con la Unión Europea el transporte mediante camiones de presioón 300bar. Planificación de las fábricas 2 y 3. • 2023 Inauguración de fábrica 1. Inicio de la construccion para fábricas 2 y 3. Control y seguimiento de la construcción de la fábrica 2 y 3. Negociaciones con posibles inversores (venture capital, empresas de producción y distribución de gas y petroleo, empresas interesadas en la tecnología de hidrogeno, etc.); Planificación de las fábricas 4 – 6.
  12. 12. Plan más detallado del proyecto 2021 – 2030 (2/3) • 2024 Inauguración de las fábricas 2 y 3. Inicio de la construccion para fábricas 4, 5 y 6. Control y seguimiento de la construcción de las fábricas 4, 5 y 6. Contratos con los inversores sobre la financiación de las fábricas 6-12. Preparación del „Going public“ (Salida a Bolsa). Planificación de las fábricas 7-12. • 2025 Inauguración de las fábricas 4, 5, y 6. Inicio de la construccion para fábricas 7-12. Control y seguimiento de la construcción de las fábricas 7-12. Salida a Bolsa, Garantía de financiación de fábricas 13-50;. Planificación de las fábricas 13-23. • 2026 Inauguración de las fábricas 7-12. Inicio de la construccion para fábricas 13-23. Control y seguimiento de la construcción de las fábricas 13-23. Planificación de las fábricas 24-34.
  13. 13. Plan más detallado del proyecto 2021 – 2030 (3/3) • 2027 Inauguración de las fábricas 13-23. Inicio de la construccion para fábricas 24-34. Control y seguimiento de la construcción de las fábricas 24-34. Planificación de las fábricas 34-44. • 2028 Inauguración de las fábricas 24-34. Inicio de la construccion para fábricas 34-44. Control y seguimiento de la construcción de las fábricas 34-44. Planificación de las fábricas 34-44. • 2029 Inauguración de las fábricas 34-44. Inicio de la construccion para fabricás 45-50. Control y seguimiento de la construcción de las fábricas 45-50. • 2030 Inauguración de las fábricas 45-50.
  14. 14. Inversiones para las Hidrogeneras a base de Gasolineras existentes (no forman parte de este proyecto) • Para Hidrógeneras pequeñas (< 300 coches / día) • Construcción del deposito de contenedores y tubería de conexión 100.000 € • 4 Contenedores para 1600 kg H2 (700 bar) 200.000 € • 2 Surtidores de H2 (700 bar o menos) 20.000 € • 1 Carretilla elevadora para cargar/descargar y mover los contenedores (6t) 50.000 € Importe total: 370.000€ • Para Hidrógeneras grandes (> 300 coches / día) • Construcción del deposito, tubería de conexión y cisterna 700 bar 500.000 € • Compresores de 100 bar a 700 bar 300.000 € • 5 Surtidores de H2 (700 bar o menos) 50.000 € • Tubería 100mm (100bar) para conectar al DC (300€/m), p.e. 10km 3.000.000 € Importe total: 3.850.000 €

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