Generación y Consumo de Energía M. En I. Jordan Pérez ... · PDF filede...

Análisis comparativo de tecnologías de captura de CO2 en la central dual Carboeléctrica

“Pdte. Plutarco Elías Calles”

Octubre 2013

M. En I. Jordan Pérez Sánchez UNAM UACM

Sede regional: Centro

Análisis comparativo de tecnologías de captura de CO2 en la central dual Carboeléctrica “Pdte. Plutarco Elías Calles”

Generación y Consumo de Energía

Obje%vo General

Comparar las tecnologías existentes en materia de captura de CO2 en operación comercial y analizar la fac%bilidad de su implementación en una central de carbón de la CFE.

1893-1912 1953-1972

Interés de estudio

Incremento Promedio global (°C)

http://warmingworld.newscientistapps.com/

Variación promedio de temperatura (°C) 1993-2012

19 kt

Interés de estudio

Emisiones anuales de

CO2 t

www.gapminder.com

663 kt

1 kt 30.5 kt

2.54 Mt

459 kt

5.4 Mt

Interés de estudio

•  Generación bruta por %po de tecnología Sector Eléctrico

Programa de Obras e Inversiones del Sector Eléctrico (POISE 2011)

29,142 GWh 44,616 GWh

≈53%

Interés de estudio

BP Statistical Review of World Energy 2010

•  Combus%bles y otras fuentes de energía para la generación eléctrica mundial, 2007-‐2025(TWh)

Consiste en la separación del dióxido de carbono presente en los gases emi%dos por algún proceso de combus%ón para después almacenarlos o inyectarlo en formaciones geológicas adecuadas y seguras para confinarlo por %empo indefinido. Consta de varias fases:

1. Captura, que consiste en la separación del CO2 (contenido en los gases de combus%ón) producidos en centrales térmicas y procesos industriales. 2. Transporte del CO2 capturado . 3. Almacenamiento del CO2 en el subsuelo/confinamiento.

¿Qué es la captura y almacenamiento de CO2?

Tecnologías de captura

Pre-‐combus%ón

Unidad de separación de Aire

Aire Aire

Combustible

Limpieza de gases

Oxí-‐combus%ón

Combustible

Aire

Unidad de separación de Aire Recirculación de gases

Post Combus%ón

Gas 100% CO2

Absorbedor

Separador

Gases de escape ≈10% CO2

Condensador ≈90% CO2

Amina Gastada

Recuperador

Enfriador de amina

Amina de repuesto

Enfriador de Gas

Recalentador

Filtro

155 kg/cm2

Vapor 3-6 kg/cm2

135 °C

P > 1 atm T: 40 °C

10 ppm SO2

Ubicación Presión (bar) 1.013

T. Ambiente (°C) 31.5

Humedad rela8va (%) 70

T. Bulbo húmedo (°C) 26.87

a.s.n.m. (msnm) 6.15

Total de 2,778 MW

Unidades Pdte. Plutarco Elías Calles

Generador Fabricante Inicio de operaciones Capacidad Estado actual

I MHI2 18 de noviembre de 1993 350 MW Ac%vo II MHI2 18 de noviembre de 1993 350 MW Ac%vo III MHI2 18 de noviembre de 1993 350 MW Ac%vo IV MHI2 18 de noviembre de 1993 350 MW Ac%vo V MHI2 18 de noviembre de 1993 350 MW Ac%vo VI MHI2 18 de noviembre de 1993 350 MW Ac%vo VII MHI4 febrero de 2010 678 MW Ac%vo

Replica Unidad 5 (350 MW)

THERMOFLEX Version 21.0 Revision 1 Jordan Unregistered Company

Sheet 1 1000 File = C:\Users\Jordan\Documents\Tesis Maestría\TESIS\MODELOS\BASE PETACALCO.tfx 02-07-2013 13:35:01

bar C kg/s kJ/kg

DATOS DE PRUEBAS 350,143 KW Potencia Bruta Régimen termico Bruto Calculado de Datos RTB= PCS*Gcomb/Pot 26701 KJ/kg *33.7 kg/s * 3600 s/h/350144 KW=9251 Flujo de Vapor: 298.7585 kg/s

Potencia Bruta 350144 kWPotencia Neta 328778 kWEficiencia (LHV) 39.12 %Régimen termico bruto(LHV) 9202 kJ/kWhConsumo de servicios Auxiliares 21366 kWFlujo de Combustible 33.7 kg/sFlujo de vapor de caldera 296.8 kg/s

Eimisiones de CO2 por MW-hr 854.2 Emisiones de CO2 anuales 2422624

19p Tm h

27p Tm h

28p Tm h

29p Tm h

30p Tm h

31p Tm h

36p Tm h

37p Tm h

2p Tm h

3p Tmh

4p Tm h

5p Tm h

7p Tm h

8p Tmh

9p Tm h

12p Tm h

13p Tm h

14p Tm h

15p Tm h

16p Tm h

18p Tm h

20p Tm h

24p Tmh

33p Tm h

34p Tmh

22p Tmh

42p Tmh

25p Tm h

44p Tm h

23p Tm h

43p Tm h

35p Tm h

40pTmh

38p Tm h

45p Tm h

G1

328104 kW

89101112

13

RH 1

14

15

1617

18

19

20

21 22 2324

25

29

30

31

1 3 4 5 6 7 342

27

2835

36 32

33

37

26

Validación de unidad 5

Variable Unidad Thermoflex Operación

Potencia bruta MW 350.144 350.143

Eficiencia bruta % 39.12 39.7

Régimen Térmico Bruto(PCI) kJ/kWh 9,202 9,251

Flujo de vapor principal t/s 296.8 291.8

Temperatura de vapor principal °C 538.2 538.2

Consumo principal de A. A. kg/s 2.968 2.984

Flujo de combus%ble kg/s 35.08 33.723

Propuestas para captura de CO2

P1: Extracción de Vapor de BP P2:Energía Solar P3:TG P4:Energía Solar + TG

Prop. 1 Extracción V. BP THERMOFLEX Version 21.0 Revision 1 sanborns Universidad Nacional Autonoma de Mexico - UNAM

Sheet 1 1910 File = C:\Users\sanborns\Desktop\MODELOS\Finales\PETACALCO BASE5-FUEL-Prom-Fuel Informe reportado-CO2 Capture- Intercambiador + Desulfurador de Agua de mar.tfx 03-29-2012 15:27:30

bar C kg/s kJ/kg

MODELO BASE 350,144 KW Potencia Bruta

Régimen Termico Bruto 9202 KJ/KWh RTB

Consumo de Auxiliares sin Captura 21.366 MWIncremento de Consumo Auxiliar 38.455 MW (59.821 MW - 21.366 MW)Se requiere un sistema que genere 261.36 MW Termicos para la regeneración de aminas y 38.455 MW Eléctricos.

Potencia Bruta 271687 kWPotencia Neta 211866 kWEficiencia Central (LHV) 30.36 %Régimen Térmico Bruto (LHV) 11859 kJ/kWhConsumo de Servicios Auxiliares 59821 kWEmisiones de la Central: CO2/h 29409 kg/hrEmisiones de la Central: CO2/MW-hr 108.2 Emisiones de la Centrals: CO2 anual 238215

CO2 Capture(Chemical Absorption)[38]: Heat input 261359 kWCO2 Capture(Chemical Absorption)[38]: Heating steam mass flow 164.6 kg/s

19186.5 211.6299.7 911.1

2711.68 93.23223.8 391.4

2811.45 133.7240.2 562.8

2911.22 157.5250.6 665

311.014 39.05

1529.3 163.6

361.021 31.5341.8 6.664

371.021 7735.08 25590

244.72 335.7296.8 3045

344.72 335.7269.4 3045

444.72 335.727.39 3045

542.59 529.1269.4 3510

720.67 425.514.15 3303

820.67 425.5255.2 3303

912.37 359255.2 3173

1212.37 3597.568 3173

1312.37 359247.7 3173

146.55 284.3

247.7 3028

156.55 284.3

10.39 3028

166.55 284.3

237.3 3028

183.29 212.6

16.47 2890.4

203.29 212.6

56.16 2890.4

240.87 97.83

8.001 2673.1

3344.75 221.627.39 951.6

3420.68 214.141.54 916.3

220.87 97.83

48.16 2673.142

0.4 75.8628.91 2566.7

250.112 48.0428.91 2416.5

440.4 75.86

19.24 2566.723

0.112 48.0528.91 201.2

430.112 19.9196.5 83.39

35182.8 253.4299.7 1102.4

40168.9 528.8296.8 3370

471.021 200.7372.6 187.1

511.013 35283.3 10.57

563.225 136164.6 2159.4

571.013 40

364 15.43

551.014 39.087753 163.7

501.034 29.0445.36 121.7

531.014 13645.36 2748.6

54151.7 49.0674.91 -195.4

301.014 29.04

1529.3 121.7

G1

266750 kW

45

45

59

59

89101112

13

RH 1

14

15

1617

18

19

20

21 22 2324

2529

30

31

1 3 4 5 6 7 342

27

2835

36 32

26

33

37

38

Abs

orbe

r

Str

ippe

r

CW CO2

Steam

40

41

4243

454647

48A

B

39

44

49

50

THERMOFLEX Version 21.0 Revision 1 sanborns Universidad Nacional Autonoma de Mexico - UNAM


bar C kg/s kJ/kg






19186.5 211.6299.7 911.1

2711.68 93.23223.8 391.4

2811.45 133.7240.2 562.8

2911.22 157.5250.6 665

311.014 39.05

1529.3 163.6

361.021 31.5341.8 6.664

371.021 7735.08 25590

244.72 335.7296.8 3045

344.72 335.7269.4 3045

444.72 335.727.39 3045

542.59 529.1269.4 3510

720.67 425.514.15 3303

820.67 425.5255.2 3303

912.37 359255.2 3173

1212.37 3597.568 3173

1312.37 359247.7 3173

146.55 284.3

247.7 3028

156.55 284.3

10.39 3028

166.55 284.3

237.3 3028

183.29 212.6

16.47 2890.4

203.29 212.6

56.16 2890.4

240.87 97.83

8.001 2673.1

3344.75 221.627.39 951.6

3420.68 214.141.54 916.3

220.87 97.83

48.16 2673.142

0.4 75.8628.91 2566.7

250.112 48.0428.91 2416.5

440.4 75.86

19.24 2566.723

0.112 48.0528.91 201.2

430.112 19.9196.5 83.39

35182.8 253.4299.7 1102.4

40168.9 528.8296.8 3370

471.021 200.7372.6 187.1

511.013 35283.3 10.57

563.225 136164.6 2159.4

571.013 40

364 15.43

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54151.7 49.0674.91 -195.4

301.014 29.04

1529.3 121.7

G1

266750 kW

45

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89101112

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RH 1

14

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21 22 2324

2529

30

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1 3 4 5 6 7 342

27

2835

36 32

26

33

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38

Abs

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Str

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CW CO2

Steam

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4243

454647

48A

B

39

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50



bar C kg/s kJ/kg






19186.5 211.6299.7 911.1

2711.68 93.23223.8 391.4

2811.45 133.7240.2 562.8

2911.22 157.5250.6 665

311.014 39.05

1529.3 163.6

361.021 31.5341.8 6.664

371.021 7735.08 25590

244.72 335.7296.8 3045

344.72 335.7269.4 3045

444.72 335.727.39 3045

542.59 529.1269.4 3510

720.67 425.514.15 3303

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1312.37 359247.7 3173

146.55 284.3

247.7 3028

156.55 284.3

10.39 3028

166.55 284.3

237.3 3028

183.29 212.6

16.47 2890.4

203.29 212.6

56.16 2890.4

240.87 97.83

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3344.75 221.627.39 951.6

3420.68 214.141.54 916.3

220.87 97.83

48.16 2673.142

0.4 75.8628.91 2566.7

250.112 48.0428.91 2416.5

440.4 75.86

19.24 2566.723

0.112 48.0528.91 201.2

430.112 19.9196.5 83.39

35182.8 253.4299.7 1102.4

40168.9 528.8296.8 3370

471.021 200.7372.6 187.1

511.013 35283.3 10.57

563.225 136164.6 2159.4

571.013 40

364 15.43

551.014 39.087753 163.7

501.034 29.0445.36 121.7

531.014 13645.36 2748.6

54151.7 49.0674.91 -195.4

301.014 29.04

1529.3 121.7

G1

266750 kW

45

45

59

59

89101112

13

RH 1

14

15

1617

18

19

20

21 22 2324

2529

30

31

1 3 4 5 6 7 342

27

2835

36 32

26

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Abs

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Str

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CW CO2

Steam

40

41

4243

454647

48A

B

39

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50

Prop. 1 Extracción V. BP

Sistema de Captura de CO2 con sistema de desulfuración de gases y atemperación de vapor de BP

78%

22%

Potencia Neta Servicios Auxiliares


Sheet 1 1910 File = C:\Users\sanborns\Desktop\MODELOS\Finales\PETACALCO BASE6-FUEL-Prom-Fuel Informe reportado-CO2 Capture-Solar.tfx 04-16-2012 14:11:03

bar C kg/s kJ/kg

350,143 KW Potencia Bruta


Consumo de Auxiliares sin Captura 21.366 MWIncremento de Consumo Auxiliar 34.793 MWSe requiere un sistema que genere 261.36 MW Termicos para la regeneración de aminas y 34.793 MW Eléctricos. Mediante un campo solar o una Turbina de Gas

Gross power 350144 kWNet power 286890 kWGross electric efficiency(LHV) 28.88 %Gross heat rate(LHV) 12464 kJ/kWhPlant auxiliary 63254 kWFuel Source[30]: Mass flow (gross) 33.7 kg/s

Plant Emissions: CO2 by MW-hr 83.99 Plant Emissions: CO2 per year 238214


19186.5 211.6299.7 911.1

2711.68 93.23223.8 391.4

2811.45 133.7240.2 562.8

2911.22 157.5250.6 665

311.014 39.05

10747 163.6

361.021 31.5341.8 6.664

371.021 7735.08 25590

244.72 335.7296.8 3045

344.72 335.7269.4 3045

444.72 335.727.39 3045

542.59 529.1269.4 3510

720.67 425.514.15 3303

820.67 425.5255.2 3303

912.37 359255.2 3173

1212.37 3597.568 3173

1312.37 359247.7 3173

146.55 284.3

247.7 3028

156.55 284.3

10.39 3028

166.55 284.3

237.3 3028

183.29 212.6

16.47 2890.4

203.29 212.6

220.8 2890.4

240.87 97.83

8.047 2673.1

3344.75 221.627.39 951.6

3420.68 214.141.54 916.3

220.87 97.83

212.8 2673.142

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440.4 75.86

9.582 2566.723

0.112 48.05203.2 201.2

430.112 47.58206.1 199.2

35182.8 253.4299.7 1102.4

40168.9 528.8296.8 3370

471.021 200.7372.6 187.1

511.013 35283.3 10.57

581.013 29.02121.6 121.7

533.447 138.3121.6 2731.3

571.014 25.96

22664 164.3

451.013 40

364 15.43591.038 204.5372.6 191.3

521.014 99.98121.6 582

54151.7 49.0674.91 -195.4

301.014 29.04

10747 121.7

G1

328104 kW

59

59

89101112

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RH 1

14

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1617

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21 22 2324

2529

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1 3 4 5 6 7 342

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36 32

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41

4243

4547

39

44

46

48

49

Prop. 2 Calentador Solar


Sheet 1 1910 File = C:\Users\sanborns\Desktop\MODELOS\Finales\PETACALCO BASE6-FUEL-Prom-Fuel Informe reportado-CO2 Capture-Solar.tfx 04-16-2012 14:11:03

bar C kg/s kJ/kg

350,143 KW Potencia Bruta


Consumo de Auxiliares sin Captura 21.366 MWIncremento de Consumo Auxiliar 34.793 MWSe requiere un sistema que genere 261.36 MW Termicos para la regeneración de aminas y 34.793 MW Eléctricos. Mediante un campo solar o una Turbina de Gas

Gross power 350144 kWNet power 286890 kWGross electric efficiency(LHV) 28.88 %Gross heat rate(LHV) 12464 kJ/kWhPlant auxiliary 63254 kWFuel Source[30]: Mass flow (gross) 33.7 kg/s

Plant Emissions: CO2 by MW-hr 83.99 Plant Emissions: CO2 per year 238214


19186.5 211.6299.7 911.1

2711.68 93.23223.8 391.4

2811.45 133.7240.2 562.8

2911.22 157.5250.6 665

311.014 39.05

10747 163.6

361.021 31.5341.8 6.664

371.021 7735.08 25590

244.72 335.7296.8 3045

344.72 335.7269.4 3045

444.72 335.727.39 3045

542.59 529.1269.4 3510

720.67 425.514.15 3303

820.67 425.5255.2 3303

912.37 359255.2 3173

1212.37 3597.568 3173

1312.37 359247.7 3173

146.55 284.3

247.7 3028

156.55 284.3

10.39 3028

166.55 284.3

237.3 3028

183.29 212.6

16.47 2890.4

203.29 212.6

220.8 2890.4

240.87 97.83

8.047 2673.1

3344.75 221.627.39 951.6

3420.68 214.141.54 916.3

220.87 97.83

212.8 2673.142

0.4 75.86203.2 2566.7

250.112 48.04203.2 2416.5

440.4 75.86

9.582 2566.723

0.112 48.05203.2 201.2

430.112 47.58206.1 199.2

35182.8 253.4299.7 1102.4

40168.9 528.8296.8 3370

471.021 200.7372.6 187.1

511.013 35283.3 10.57

581.013 29.02121.6 121.7

533.447 138.3121.6 2731.3

571.014 25.96

22664 164.3

451.013 40

364 15.43591.038 204.5372.6 191.3

521.014 99.98121.6 582

54151.7 49.0674.91 -195.4

301.014 29.04

10747 121.7

G1

328104 kW

59

59

89101112

13

RH 1

14

15

1617

18

19

20

21 22 2324

2529

30

31

1 3 4 5 6 7 342

27

2835

36 32

26

3337

38

Ab

so

rber

Str

ippe

rCW CO2

Steam

40

41

4243

4547

39

44

46

48

49

Prop. 2 Calentador Solar

Sistema de Captura de CO2 con sistema de desulfuración de gases y calentador solar.

82%

18%


THERMOFLEX Version 22.0 Instituto de Ingenieria Univ ersidad Nacional Autonoma de Mexico - UNAM

Sheet 1 1910 File = C:\Users\HAv inaJ\Desktop\Nuev a carpeta (2)6rdan\22 PETACALCO BASE6-FUEL-Prom-Fuel CO2 Capture-TG5Corregido 18 Feb.tf x 02-20-2013 13:17:43

bar C kg/s kJ/kg

Potencia Bruta 582708 kWPotencia Neta 492137 kWEficiencia Central (LHV) 38.47 %Régimen Térmico Neto (LHV) 9358 kJ/kWhConsumo de Servicios Auxiliares 90571 kWRégimen Térmico Neto (LHV) 11080 kJ/kWhEmisiones de la Central: CO2/h 41106 kg/hrEmisiones de la Central: CO2/MW-hr 70.54 Emisiones de la Central: CO2/a 332959 CO2 Capture(Chemical Absorption)[38]: Heat input 371058 kW

19186.5 211.6299.7 911.1

2711.68 93.23223.8 391.4

2811.45 133.7240.2 562.8

2911.22 157.5250.6 665

311.014 39.05

10747 163.6

361.021 31.5341.8 6.664

371.021 7735.08 25590

244.72 335.7296.8 3045

344.72 335.7269.4 3045

444.72 335.727.39 3045

542.59 529.1269.4 3510

720.67 425.514.15 3303

820.67 425.5255.2 3303

912.37 359255.2 3173

1212.37 3597.568 3173

1312.37 359247.7 3173

146.55 284.3

247.7 3028

156.55 284.3

10.39 3028

166.55 284.3

237.3 3028

183.29 212.6

16.47 2890.4

203.29 212.6

220.8 2890.4

240.87 97.83

8.047 2673.1

3344.75 221.627.39 951.6

3420.68 214.141.54 916.3

220.87 97.83

212.8 2673.1 420.4 75.86

203.2 2566.7

250.112 48.04203.2 2416.5

440.4 75.86

9.582 2566.723

0.112 48.05203.2 201.2

430.112 47.58206.1 199.2

35182.8 253.4299.7 1102.4

40168.9 528.8296.8 3370

471.021 200.7372.6 187.1

503.447 120.5174.4 505.8

561.013 15.02174.4 63.08

581.046 618555.4 667.7

591.041 141.1555.4 124.463

3.447 138.3172.6 2731.3

661.014 25.59

44612 162.8

511.013 35787.1 10.5

571.013 40906.2 15.59

521.014 99.98172.6 582

551.014 39.08

11441 163.7 54151.7 49.06106.4 -195.4

301.014 29.04

10747 121.7

G1

328104 kW

G3

232564 kW64

64

60

60

89101112

13

RH 1

14

15

1617

18

19

20

21 22 2324

2529

30

31

1 3 4 5 6 7 342

27

2835

36 32

26

33

37

38

Abs

orbe

r

Str

ippe

r

CW CO2

Steam

40

41

4243

39

44

Mtsb 501 G

45 46

4748

4950

51

52

53

54

Prop. 3 Abastecida por TG

THERMOFLEX Version 22.0 Instituto de Ingenieria Univ ersidad Nacional Autonoma de Mexico - UNAM

Sheet 1 1910 File = C:\Users\HAv inaJ\Desktop\Nuev a carpeta (2)6rdan\22 PETACALCO BASE6-FUEL-Prom-Fuel CO2 Capture-TG5Corregido 18 Feb.tf x 02-20-2013 13:17:43

bar C kg/s kJ/kg

Potencia Bruta 582708 kWPotencia Neta 492137 kWEficiencia Central (LHV) 38.47 %Régimen Térmico Neto (LHV) 9358 kJ/kWhConsumo de Servicios Auxiliares 90571 kWRégimen Térmico Neto (LHV) 11080 kJ/kWhEmisiones de la Central: CO2/h 41106 kg/hrEmisiones de la Central: CO2/MW-hr 70.54 Emisiones de la Central: CO2/a 332959 CO2 Capture(Chemical Absorption)[38]: Heat input 371058 kW

19186.5 211.6299.7 911.1

2711.68 93.23223.8 391.4

2811.45 133.7240.2 562.8

2911.22 157.5250.6 665

311.014 39.05

10747 163.6

361.021 31.5341.8 6.664

371.021 7735.08 25590

244.72 335.7296.8 3045

344.72 335.7269.4 3045

444.72 335.727.39 3045

542.59 529.1269.4 3510

720.67 425.514.15 3303

820.67 425.5255.2 3303

912.37 359255.2 3173

1212.37 3597.568 3173

1312.37 359247.7 3173

146.55 284.3

247.7 3028

156.55 284.3

10.39 3028

166.55 284.3

237.3 3028

183.29 212.6

16.47 2890.4

203.29 212.6

220.8 2890.4

240.87 97.83

8.047 2673.1

3344.75 221.627.39 951.6

3420.68 214.141.54 916.3

220.87 97.83

212.8 2673.1 420.4 75.86

203.2 2566.7

250.112 48.04203.2 2416.5

440.4 75.86

9.582 2566.723

0.112 48.05203.2 201.2

430.112 47.58206.1 199.2

35182.8 253.4299.7 1102.4

40168.9 528.8296.8 3370

471.021 200.7372.6 187.1

503.447 120.5174.4 505.8

561.013 15.02174.4 63.08

581.046 618555.4 667.7

591.041 141.1555.4 124.463

3.447 138.3172.6 2731.3

661.014 25.59

44612 162.8

511.013 35787.1 10.5

571.013 40906.2 15.59

521.014 99.98172.6 582

551.014 39.08

11441 163.7 54151.7 49.06106.4 -195.4

301.014 29.04

10747 121.7

G1

328104 kW

G3

232564 kW64

64

60

60

89101112

13

RH 1

14

15

1617

18

19

20

21 22 2324

2529

30

31

1 3 4 5 6 7 342

27

2835

36 32

26

33

37

38

Abs

orbe

r

Str

ippe

r

CW CO2

Steam

40

41

4243

39

44

Mtsb 501 G

45 46

4748

4950

51

52

53

54

Prop. 3 Abastecido por TG

84%

16%


THERMOFLEX Version 22.0 Jordan Comision Federal de Electricidad

Sheet 1 1000 File = C:\Users\Jordan\Documents\Tesis Maestría\TESIS\MODELOS\22\22 PETACALCO BASE6-FUEL-Prom-Fuel CO2 Capture-TG-CC+Solar7 Corregido 18 Feb.tf x 02-20-2013 19:31:26

bar C kg/s kJ/kg

Potencia Bruta 660828 kWPotencia Neta 569183 kWEficiencia del Ciclo 33.88 %Régimen Térmico Bruto(LHV) 10626 kJ/kWhConsumo de Servicios Auxiliares 91646 kWRégimen Térmico Neto (LHV) 12336 kJ/kWhEmisiones de la Central: CO2/h 40892 kg/hrEmisiones de la Central CO2/a 331226 Emisiones de la Central: CO2/MWh 61.88 CO2 Capture(Chemical Absorption)[38]: Heat input 368929 kW

19186.5 211.6299.7 911.1

2711.68 93.23223.8 391.4

2811.45 133.7240.2 562.8

2911.22 157.5250.6 665

311.014 39.0510747 163.6

361.021 31.5341.8 6.664

371.021 7735.08 25590

244.72 335.7296.8 3045

344.72 335.7269.4 3045

444.72 335.727.39 3045

542.59 529.1269.4 3510

720.67 425.514.15 3303

820.67 425.5255.2 3303

912.37 359255.2 3173

1212.37 3597.568 3173

1312.37 359247.7 3173

146.55 284.3

247.7 3028

156.55 284.3

10.39 3028

166.55 284.3

237.3 3028

183.29 212.6

16.47 2890.4

203.29 212.6

220.8 2890.4

240.87 97.83

8.047 2673.1

3344.75 221.627.39 951.6

3420.68 214.141.54 916.3

220.87 97.83

212.8 2673.1 420.4 75.86

203.2 2566.7

250.112 48.04203.2 2416.5

440.4 75.86

9.582 2566.723

0.112 48.05203.2 201.2

430.112 47.58206.1 199.2

35182.8 253.4299.7 1102.4

40168.9 528.8296.8 3370

471.021 200.7372.6 187.1

581.048 622.9536.7 674.1

651.046 512.4536.7 542.4

6610.55 182.297.26 2779.1

6710.34 51097.26 3500

680.112 48.0497.26 2586.7

690.112 48.0597.26 201.2

568.257 47.8798.23 201.1

741.013 40887.6 15.58

761.014 25.8743940 163.9

501.041 185536.7 172.1

5910.76 47.9198.23 201.5

773.447 140171.3 2735.1

521.014 99.98171.3 582

551.014 39.0811361 163.7

54151.7 49.06105.7 -195.4

301.014 29.0410747 121.7

5310.55 177.298.23 751

731.014 29.025540 121.7

711.014 39.045540 163.5

G1

328104 kW

G4

87339 kW

G3

223346 kW

60

60

57

57

89101112

13

RH 1

14

15

1617

18

19

20

21 2223

24

2529

30

31

1 3 4 5 6 7 342

27

2835

36 32

26

33

37

38

Ab

sorb

er

Str

ipp

er

CW CO2

Steam

40

41

4243

39

44

Mtsb 501 G

45

48

49

50

51

52

53

54

55

5657

47

5859

60

61

62

63

4664 65

Prop. 4 TG + Solar



bar C kg/s kJ/kg

581.048 622.9536.7 674.1

651.046 512.4536.7 542.4

6610.55 182.297.26 2779.1

6710.34 51097.26 3500

680.112 48.0497.26 2586.7

690.112 48.0597.26 201.2

708.257 48.297.26 202.5

568.257 47.8798.23 201.1

501.041 185536.7 172.1

5910.76 47.9198.23 201.5

521.014 99.98171.3 582

551.014 39.0811361 163.7 54

151.7 49.06105.7 -195.4

301.014 29.0410747 121.7

5310.55 177.298.23 751

731.014 29.025540 121.7

711.014 39.045540 163.5

G4

87339 kW

G3

223346 kW

57

44

Mtsb 501 G

45

48

50

51

52

53

54

55

5657

47

58 59

63



bar C kg/s kJ/kg

Potencia Bruta 660828 kWPotencia Neta 569183 kWEficiencia del Ciclo 33.88 %Régimen Térmico Bruto(LHV) 10626 kJ/kWhConsumo de Servicios Auxiliares 91646 kWRégimen Térmico Neto (LHV) 12336 kJ/kWhEmisiones de la Central: CO2/h 40892 kg/hrEmisiones de la Central CO2/a 331226 Emisiones de la Central: CO2/MWh 61.88 CO2 Capture(Chemical Absorption)[38]: Heat input 368929 kW

19186.5 211.6299.7 911.1

2711.68 93.23223.8 391.4

2811.45 133.7240.2 562.8

2911.22 157.5250.6 665

311.014 39.0510747 163.6

361.021 31.5341.8 6.664

371.021 7735.08 25590

244.72 335.7296.8 3045

344.72 335.7269.4 3045

444.72 335.727.39 3045

542.59 529.1269.4 3510

720.67 425.514.15 3303

820.67 425.5255.2 3303

912.37 359255.2 3173

1212.37 3597.568 3173

1312.37 359247.7 3173

146.55 284.3

247.7 3028

156.55 284.3

10.39 3028

166.55 284.3

237.3 3028

183.29 212.6

16.47 2890.4

203.29 212.6

220.8 2890.4

240.87 97.83

8.047 2673.1

3344.75 221.627.39 951.6

3420.68 214.141.54 916.3

220.87 97.83

212.8 2673.1 420.4 75.86

203.2 2566.7

250.112 48.04203.2 2416.5

440.4 75.86

9.582 2566.723

0.112 48.05203.2 201.2

430.112 47.58206.1 199.2

35182.8 253.4299.7 1102.4

40168.9 528.8296.8 3370

471.021 200.7372.6 187.1

581.048 622.9536.7 674.1

651.046 512.4536.7 542.4

6610.55 182.297.26 2779.1

6710.34 51097.26 3500

680.112 48.0497.26 2586.7

690.112 48.0597.26 201.2

568.257 47.8798.23 201.1

741.013 40887.6 15.58

761.014 25.8743940 163.9

501.041 185536.7 172.1

5910.76 47.9198.23 201.5

773.447 140171.3 2735.1

521.014 99.98171.3 582

551.014 39.0811361 163.7

54151.7 49.06105.7 -195.4

301.014 29.0410747 121.7

5310.55 177.298.23 751

731.014 29.025540 121.7

711.014 39.045540 163.5

G1

328104 kW

G4

87339 kW

G3

223346 kW

60

60

57

57

89101112

13

RH 1

14

15

1617

18

19

20

21 2223

24

2529

30

31

1 3 4 5 6 7 342

27

2835

36 32

26

33

37

38

Ab

sorb

er

Str

ipp

er

CW CO2

Steam

40

41

4243

39

44

Mtsb 501 G

45

48

49

50

51

52

53

54

55

5657

47

5859

60

61

62

63

4664 65

Prop. 4 TG + Solar

86%

14%


Resumen de Propuestas

Parámetro Unidades Base Propuesta 1 Propuesta 2 Propuesta 3 Propuesta 4 Potencia Bruta kW 350,144.0 271,687.0 350,144.0 582,708.0 671,953.0

Eficiencia de la planta % 39.1 30.4 28.9 38.5 34.2 Régimen Térmico Bruto

(PCI) kJ/kWh 9,202.0 11,859.0 12,464.0 9,358.0 10,529.0

Régimen Térmico Neto (PCI) kJ/kWh 9,800.0 15,208.0 15,212.0 11,080.0 12,209.0 Potencia Neta kW 328,778.0 211,866.0 286,890.0 492,137.0 579,505.0

Servicios Auxiliares kW 21,366.0 59,821.0 63,254.0 90,571.0 92,449.0

Emisiones Totales t/a 2,422,624.

0 238,215.0 238,214.0 334,660.0 333,001.0

Emisiones CO2/MWh kg/

MWh(Brutos) 854.2 108.2 84.0 69.9 61.2

Incremento de S. Aux. kW NA 38,455.0 41,888.0 69,205.0 71,083.0 Consumo térmico kWth NA 261,359.0 261,359.0 371,058.0 368,929.0

Consumo de Solvente t/d NA 3.681 3.681 4.767 4.746

[1] NA: No aplica o no existe información.

Almacenamiento

•  Zonas de Inclusión y Exclusión para CAC. CO2 storage Site Atlas for Mexico, Moises Dávila

Análisis Económico de P3

Costo unitario de equipos principales.

Costo de externalidades

Descripción MMUSD Turbina de Gas 60.8

Sistema de Captura de CO2 300.17 Sistema de Desulfuración 74.4

Sub total 435.2 Total (17%) 509.4

Emisión USD/t

CO2 4 SO2 244 NOx 144


•  Parámetros técnicos para la U5 de C. T. Pdte. Plutarco Elías Calles.

Descripción Sin

Proyecto

Con

Proyecto

Potencia bruta (MW) 350 232.7

Factor de planta sin proyecto 0.8 0.8

Eficiencia sin proyecto 0.39 0.385

Régimen térmico neto kJ/kWh 9,800.0 11,080.0

Poder calorífico superior (BTU/ton) 25511 25511

Horas en el año 8760 8760


Supuestos económico-‐financieros Valor

Tipo de cambio $/dól 12.4

Tasa de descuento real anual 10%

Inflación anual (EUA): 1.88%

Tasa nominal 12.07

Moneda de 2013

Precio de transferencia a transmisión Variable

Costo total de inversión(MMUSD2013) 509.4

Tasa de descuento real mensual 0.79%

Tasa de descuento nominal anual 12.06%

Vida ú%l del proyecto 20

Resultados de Análisis Económico

Trema 12.00% VPN en 2013

(USD) -‐$95,481,508 AE (USD/año) -‐$12,782,948 B/C 0.81 TIR 9.05% PR (años) 9.47

Análisis de Sensibilidad

VARIABLE CASO BASE TRANSFERENCIA GAS NATURAL CARBÓN

`+20 -‐20 -‐30% `+30 -‐40% `+40

Trema 12.00% 12% 12% 12% 12% 12% 12%

VPN 2013 -‐$95,481,508 $126,412,174 -‐$317,375,190 $122,223,208 -‐$313,186,224 -‐$90,045,798 -‐$100,917,217

AE -‐$12,782,948 $16,923,908 -‐$42,489,803 $16,363,094 -‐$41,928,990 -‐$12,055,222 -‐$13,510,674

B/C 0.81 1.25 0.38 1.24 0.39 0.82 0.80

TIR 9.0% 15.51% -‐0.45% 15.33% -‐0.96% 9.22% 8.87%

Apalancamiento

VARIABLE CASO BASE APALANCAMIENTO 20.0% 40.0% 60.0% 80.0% 92.5%

Trema 12.00% 12% 12% 12% 12% 12% VPN en 2013 -‐$95,481,508 -‐$74,812,194 -‐$54,142,880 -‐$33,541,626 -‐$12,872,312 $46,009

AE -‐$12,782,948 -‐$10,015,765 -‐$7,248,583 -‐$4,490,512 -‐$1,723,329 $6,160 B/C 0.81 0.82 0.82 0.84 0.87 1.00 TIR 9.0% 9.43% 9.91% 10.51% 11.32% 12.00% PR -‐ 9.5 9.70 9.98 10.27 10.56 10.74

Conclusiones y recomendaciones

•  Si se quiere rever%r el calentamiento global el ser humano %ene que pagar el $, llámese el $/kw en la factura, subsidios estatales.

•  Para los precios actuales de bonos de carbono, este proyecto no da los indicadores mínimos necesarios tales como TIR y B/C, pero en 3 años se es%ma que el precio aumente a 8.2 USD/t, en donde con estos números serán más fac%bles estos proyectos.

Conclusiones y recomendaciones

•  Las tecnologías de post-‐combus%ón están madurando muy rápidamente y en el corto plazo podrían disminuir los costos de equipos principales del CAC y de recursos propios del proceso tales como aminas.

Recomendaciones

•  Generar estudios más completos que evalúen las externalidades de centrales carboeléctricas y subproductos como Yeso.

•  Futuros trabajos en donde se incluya cogeneración / Recuperación mejorada de petróleo.

GRACIAS POR SU ATENCIÓN

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