Evaluación Tecno-Económica de Plantas de Energía IGCC Utilizando Tecnología de Cambio de Gas para Minimizar la Penalización Energética de la Captura de CO
Autores: Szima, Szabolcs; Arnaiz del Pozo, Carlos; Cloete, Schalk; Fogarasi, Szabolcs; Jiménez Álvaro, Ángel; Cormos, Ana-Maria; Cormos, Calin-Cristian; Amini, Shahriar
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Evaluación Tecno-Económica de Plantas de Energía IGCC Utilizando Tecnología de Cambio de Gas para Minimizar la Penalización Energética de la Captura de CO
Categoría
Ciencias Medioambientales
Subcategoría
Desarrollo sostenible
Palabras clave
Rentable
Captura y almacenamiento de CO
CAC
Penalización energética
Alta eficiencia
Ciclos combinados de gasificación integrada
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 31
Citaciones: Sin citaciones
La captura y almacenamiento de CO (CAC) rentable es fundamental para el rápido esfuerzo de descarbonización global recomendado por la ciencia climática. El aumento en el costo nivelado de electricidad (LCOE) de las plantas con CAC está asociado principalmente a la gran penalización energética involucrada en la captura de CO. Este estudio evalúa, por lo tanto, tres conceptos de CAC de alta eficiencia basados en ciclos combinados de gasificación integrada (CCGI): (1) combustión por cambio de gas (CCG), (2) CCG con adición de gas natural (CCG-AN) para aumentar la temperatura de entrada de la turbina, y (3) producción de oxígeno en pre-combustión (POPC) que reemplaza la unidad de separación de aire (USA) con reactores de producción de oxígeno por cambio de gas (POCG) más eficientes. En comparación con un referente de carbón pulverizado supercrítico, estas opciones devolvieron costos de evitación de CO de 37.8, 22.4 y 37.5 EUR/ton (incluyendo transporte y almacenamiento de CO), respectivamente. Así, a pesar del mayor costo de combustible y las emisiones asociadas con la adición de gas natural, la configuración CCG-AN surgió como la solución más prometedora. Esta ventaja se mantiene incluso a precios de CO de 100 EUR/ton, después de lo cual se puede utilizar la combustión de hidrógeno para evitar mayores escalaciones de costos de CO. El caso CCG-AN también muestra menor sensibilidad a parámetros económicos inciertos como la tasa de descuento y el factor de capacidad, supera otros referentes de energía limpia, ofrece beneficios de flexibilidad para equilibrar la energía eólica y solar, y puede lograr ganancias de rendimiento significativas mediante el uso de tecnología de turbinas de gas más avanzada. Basado en todas estas ideas, la configuración CCG-AN se identifica como una solución prometedora para un desarrollo futuro.
Descripción
La captura y almacenamiento de CO (CAC) rentable es fundamental para el rápido esfuerzo de descarbonización global recomendado por la ciencia climática. El aumento en el costo nivelado de electricidad (LCOE) de las plantas con CAC está asociado principalmente a la gran penalización energética involucrada en la captura de CO. Este estudio evalúa, por lo tanto, tres conceptos de CAC de alta eficiencia basados en ciclos combinados de gasificación integrada (CCGI): (1) combustión por cambio de gas (CCG), (2) CCG con adición de gas natural (CCG-AN) para aumentar la temperatura de entrada de la turbina, y (3) producción de oxígeno en pre-combustión (POPC) que reemplaza la unidad de separación de aire (USA) con reactores de producción de oxígeno por cambio de gas (POCG) más eficientes. En comparación con un referente de carbón pulverizado supercrítico, estas opciones devolvieron costos de evitación de CO de 37.8, 22.4 y 37.5 EUR/ton (incluyendo transporte y almacenamiento de CO), respectivamente. Así, a pesar del mayor costo de combustible y las emisiones asociadas con la adición de gas natural, la configuración CCG-AN surgió como la solución más prometedora. Esta ventaja se mantiene incluso a precios de CO de 100 EUR/ton, después de lo cual se puede utilizar la combustión de hidrógeno para evitar mayores escalaciones de costos de CO. El caso CCG-AN también muestra menor sensibilidad a parámetros económicos inciertos como la tasa de descuento y el factor de capacidad, supera otros referentes de energía limpia, ofrece beneficios de flexibilidad para equilibrar la energía eólica y solar, y puede lograr ganancias de rendimiento significativas mediante el uso de tecnología de turbinas de gas más avanzada. Basado en todas estas ideas, la configuración CCG-AN se identifica como una solución prometedora para un desarrollo futuro.