Análisis exergético y exergoeconómico del ciclo Allam. Producción de electricidad con cero emisiones

Abstract

El cambio climático supone una amenaza real para la humanidad, constituyendo las emisiones de gases de efecto invernadero (GEI) procedentes de la quema de combustibles fósiles uno de los principales culpables del mismo. La Captura y Almacenamiento de Carbono (CAC) es un compendio de tecnologías y medidas enfocadas a disminuir las emisiones atmosféricas de uno de estos gases, el dióxido de carbono (CO2), limitando así el impacto medioambiental de dichos combustibles. Dentro de este corpúsculo de tecnologías, una de las opciones más prometedoras en años recientes ha sido la oxicombustión, alrededor de la cual han aparecido novedosas configuraciones y ciclos termodinámicos. Este trabajo evaluará el ciclo Allam, una interesante propuesta enmarcada en este ámbito que utiliza dióxido de carbono en estado supercrítico como fluido de trabajo, desde una perspectiva termoeconómica; dicho análisis se desarrollará en tres partes: exergético, económico y exergoeconómico. La aplicación de estos métodos exergéticos de evaluación permiten una mejor caracterización de las ineficiencias en el funcionamiento de la planta y una priorización en los cambios de diseño a llevar a cabo con el objeto de incrementar la eficiencia de la misma, a la vez que optimizando los costes de inversión y funcionamiento. Se observa en los resultados obtenidos un incremento en el coste de la electricidad (122.04 €/MWh) frente al caso de una central base de referencia de ciclo combinado (CC) y una eficiencia eléctrica neta algo inferior (53.94%), aunque considerablemente elevada si es comparada con otras alternativas de CAC.