Evaluación técnica y económica de plantas de gasificación integradas en ciclos combinados (IGCC) alimentadas con carbón antracita del Alto Chicama para su implementación en Perú

Abstract

Actualmente, nuestro país cuenta con una matriz energética basada en el empleo de recursos hídricos y gas natural, casi en partes iguales. Sin embargo, Perú cuenta con una gran diversidad de potenciales fuentes de energía además de las mencionadas. Entre ellas tenemos cantidades importantes de carbón, ubicadas principalmente en el norte, el cual actualmente no es muy usado para la producción de electricidad. El presente trabajo propone aprovechar el carbón como recurso energético con bajas emisiones a través de la tecnología de gasificación, la cual usa oxígeno y vapor de agua para convertir al carbón en una mezcla de gases llamada syngas, que se usará como combustible para alimentar un ciclo combinado. Este ciclo combinado ha sido integrado al proceso de gasificación para aprovechar la energía térmica del syngas, aumentando la eficiencia del ciclo. Se ha realizado el diseño conceptual de plantas de diferente número de niveles de presión del ciclo de vapor, después de lo cual se evaluaron técnica y económicamente. También se evaluaron las emisiones al medio ambiente. En todos los casos se han obtenido eficiencias mayores al 40%, llegando a acercarse al 50% en algunos escenarios.

Currently, our country has an energy matrix based on the use of water resources and natural gas, almost in equal parts. However, Peru has a great diversity of potential energy sources in addition to the specific ones. Among them, we have significant amounts of coal, located mainly in the north, which currently is not widely used for electricity production. This work proposes to use coal as an energy resource with low emissions through gasification technology, the use of oxygen and steam to convert coal into a gas mixture called syngas, which can be used as fuel to feed a combined cycle. This combined cycle has been integrated with the gasification process to use the thermal energy of the syngas, increasing cycle efficiency. The conceptual design of plants with different number of pressure levels of the steam cycle has been carried out, after which a technical-economical evaluation was done. Emissions to the environment were also evaluated. In all cases, efficiencies greater than 40% have been obtained, reaching close to 50% in some cases.