Análisis energético, exergético, económico (3E) en configuración de ciclo de vapor con triple regeneración, utilizado para una planta de incineración de residuos con producción eléctrica

Abstract

El objetivo de este estudio es desarrollar un análisis energético, exergético y económico de una planta de incineración directa de residuos RSU que opera mediante un ciclo de vapor de triple regeneración y produce energía eléctrica. La investigación se desarrolló de la siguiente manera: como caso de estudio, se evaluaron las características físico-químicas de los residuos generados en la ciudad de Bucaramanga/Colombia, y se determinó la capacidad energética de los residuos (LHV, 8.786 kJ/kg) se evaluó la configuración de triple regeneración con parámetros de vapor de 40 bar y 380°C, que produce 88.3 GWh de energía eléctrica al año. Al mismo tiempo, se llevó a cabo una evaluación de la exergía, que identificó una destrucción de exergía de 55,7 MW, de los cuales el 90,5% se produce en la caldera de residuos datos utilizados en la evaluación económica que arrojaron resultados inviables a nivel económico para el escenario sin los beneficios de la ley, con un valor presente neto VPN de $-6.634.332 USD, tasa interna de retorno (TIR) de 9.18% y un costo nivelado de electricidad LCOE de $189.33 USD/MWh. Por otro lado, el escenario que evaluó los incentivos de la ley 1715 del 2014, presenta una viabilidad económica con un periodo de recuperación de 11 años, un VPN $ 40.232.650 USD, tasa interna de retorno (TIR) de 15.78% y un LCOE $175.197. se realizaron análisis de sensibilidad para obtener los límites de VAN y TIR de cada escenario evidenciando que las variables más significativas para la viabilidad económica son; el precio de venta de la energía eléctrica, la tarifa de eliminación de RSU y el porcentaje del préstamo para inversión inicial.