Dimensionamiento de planta de captura y almacenamiento de dióxido de carbono aplicado a la industria termoeléctrica

Abstract

En la presente memoria se desarrolla un estudio técnico para evaluar la aplicación de captura y almacenamiento de dióxido de carbono (CCS) en la industria termoeléctrica chilena. El trabajo incluye la selección de una planta termoeléctrica de acuerdo con sus emisiones, el diseño y dimensionamiento de la planta de captura y los costos de su captura y licuefacción. Este estudio se realiza con el propósito de contribuir a la mitigación de gases de efecto invernadero en el sector energético nacional, un paso clave para alcanzar los objetivos de carbono neutralidad establecidos por políticas nacionales e internacionales en la cuales Chile forma parte. La implementación de tecnologías CCS se consideran una herramienta clave para reducir las emisiones de la industria. Se selecciona la Central Termoeléctrica Cochrane como caso de estudio, basada en su capacidad instalada, emisiones anuales de dióxido de carbono y planificación operativa. Luego, mediante Aspen HYSYS V14 se simulan y dimensionan las etapas de captura y licuefacción de CO2, y mediante Aspen Exchanger Design & Rating para el diseño de los intercambiadores de calor. Además, se analizan los costos de capital y operativos para el cálculo del costo total por tonelada de dióxido de carbono capturado. Los resultados indican que la planta diseñada puede capturar hasta el 89% del CO2 emitido, con una pureza de 90%. El costo de captura se estima en 54,4 USD/ton, un valor competitivo dentro de los rangos reportados. Se identifica que los compresores y rehervidor utilizados son los principales costos del proceso, representando el 42% del costo total de los equipos y 25% del OPEX, respectivamente. La central térmica utilizada como caso de estudio es técnicamente viable y económicamente competitiva, alineándose con los objetivos de descarbonización nacional. Sin embargo, se recomienda optimizar las etapas con alta demanda energética e implementar tecnologías para recuperar el calor en el sistema, de esta forma, es posible disminuir el costo de captura.