Effect of the Colombian Renewable Energy Law on the Levelized Cost of a Substitute Gaseous Fuel Produced from MSW Gasification

Efecto de la ley colombiana de energías renovables en el costo nivelado del combustible gaseoso sustituto producido a partir de la gasificación de RSU

Las tendencias de producción de residuos sólidos urbanos (RSU) en Colombia indican que para el año 2030 se podrían presentar emergencias sanitarias en las ciudades más grandes del país debido al fin de la vida útil de sus rellenos sanitarios. En este trabajo se evaluó desde el punto de vista económico la valorización energética de diferentes RSU mediante el proceso de gasificación por plasma updraft para producir syngas como combustible gaseoso sustituto. El estudio se realizó a partir de los resultados de un modelo implementado bajo un enfoque termoquímico utilizando Aspen Plus. La evaluación económica se realizó utilizando el costo nivelado de producción de syngas (LCOS), el cual se consideró como un indicador económico que considera los incentivos tributarios en el contexto de la normatividad colombiana de energías renovables (Ley 715 de 2014). La combinación entre las condiciones de operación (flujo de aire y temperatura del plasma) permitió encontrar la máxima eficiencia mediante un análisis de sensibilidad. La eficiencia máxima osciló entre 79,22 y 83,46%, resaltando la flexibilidad del proceso de gasificación por plasma para tratar RSU. El menor coste nivelado de producción de gas de síntesis alcanzado con incentivos fiscales varió entre 13,19 y 22,95 ¢US$/kWh. Por lo tanto, se propuso una tasa de eliminación de residuos para hacer viables estos proyectos, que debe oscilar entre 11,25 y 23,56 ¢US$/kWh (123-259 US$/t).

INTRODUCCIÓN

En la última década, el aumento global del consumo de energía primaria ha sido de entre 1,5 y 2,2% anual, donde la participación de los combustibles fósiles fue del -85% de los 1 3511 Mtep consumidos en 2017 (British Petroleum, 2018 ; Agencia Internacional de Energía, 2018 ). En Colombia, el mix energético primario está compuesto por petróleo (39,1%), gas natural (20%), carbón (9,4%), hidráulica (30,4%) y energías renovables (1,0%). ( Petróleo británico, 2018 ); mientras que el mix eléctrico está compuesto por hidráulica (63,9%), gas natural (26,3%), carbón (4,8%), y cogeneración y otros (5,1%) ( Unidad de Planeación Minero-Energética, 2015). Actualmente, el país enfrenta varios desafíos como mantener un ritmo de crecimiento económico bajo criterios de sostenibilidad y preservación ambiental, lo que implica garantizar el suministro de energía con menores impactos ambientales. Por lo tanto, la vida útil finita de los recursos energéticos fósiles como el petróleo, el gas natural y el carbón, que representan el 68,6% del mix energético colombiano y tienen una relación reservas/producción local de 5,4, 10,8 y 55 años, respectivamente (British Petroleum, 2018), requiere exploración para incrementar las reservas de recursos energéticos de petróleo y gas natural, así como el desarrollo e implementación de tecnologías de energía renovable ( Unidad de Planeación Minero-Energética, 2015 ).