Tesis Magíster
Evaluación técnico y económica de la aplicación de la tecnología de la gasificación del carbón y biomasa utilizando energía solar en una central termoeléctrica de pequeña escala
Technical and economic evaluation of the application of the gasification technology of the carbon and biomass using solar energy in a small scale thermoelectric power plant
Fecha
2018Autor
Toledo, Mario
Plaza, Norma
UNIVERSIDAD TECNICA FEDERICO SANTA MARIA
Institución
Resumen
El presente trabajo tiene como objetivo realizar una evaluación técnica y económica de la tecnología de gasificación de carbón y biomasa utilizando energía solar concentrada para la producción de energía eléctrica en una central de pequeña escala. Se considera el proceso de co-combustión de la mezcla de gas de síntesis producido con carbón o biomasa en la caldera de la central termoeléctrica, según corresponda. Se definen los conceptos generales asociados a la gasificación convencional y a la gasificación solar, identificando el conocimiento y las experiencias que se han realizado a nivel nacional e internacional en este tipo de tecnologías. Para los casos de estudio se seleccionan dos centrales termoeléctricas, una de carbón y otra de biomasa, en consideración de las condiciones de radiación solar y potencia instalada. Para el análisis de la gasificación solar de carbón se selecciona la Unidad 13 de la Central Termoeléctrica ubicada en Tocopilla, en la región de Antofagasta, y para la gasificación solar de biomasa la Central Termoeléctrica ubicada en Mostazal, en la región del Libertador General Bernardo O’Higgins. Para la evaluación técnica de cada una de las centrales se dimensionan plantas solares para tres escenarios, que consideran un aporte energético del gas de síntesis del 5, 10 y 20% en el proceso de co-combustión en la caldera. En base a estos aportes energéticos se propone el diseño de campos de concentración solar con la definición de la cantidad de heliostatos y área respectiva. Para el análisis económico se utiliza la metodología de evaluación privada de proyectos determinando ingresos, costos, impuestos, indicadores y análisis de riesgo. Además, se realiza una evaluación ambiental y social del proyecto. Las evaluaciones económicas de los escenarios rentables corresponden a un aporte energético del 5% y 10% para la central termoeléctrica de carbón, obteniendo rentabilidades de 10,7 MM US$ y 5,5 MM US$ respectivamente y para el caso de la central termoeléctrica de biomasa, todos los escenarios presentan rentabilidades negativas. Finalmente, al realizar el análisis de riesgo se puede observar que el proyecto elegido, cuya rentabilidad es de 10,7 MM US$ obtendría resultados positivos con un 90% de probabilidad. Sin embargo, se debe tener presente que el nivel de desarrollo de la tecnología de gasificación solar se encuentra a nivel experimental y no ha alcanzado la madures que le permita en estos momentos un desarrollo industrial.