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1Implantando los Diez PrincipiosV Jornada Casos de Implantacin
GICC en Espaa. Tecnologa limpia de uso del carbn. H2 y CO2
2NDICE
INTRODUCCIN ELCOGAS
DESCRIPCIN PLANTA GICC DE PUERTOLLANO Descripcin del Proceso Composicin del combustible y del gas de sntesis
LA TECNOLOGA GICC Comparacin de emisiones de distintas Tecnologas Ventajas y Desventajas
EL FUTURO DE LA TECNOLOGA GICC
3INTRODUCCIN
ELCOGAS
Compaa europea constituida en abril de 1992 para llevar a
cabo el proyecto, la construccin, la puesta en
marcha y operacin de una central GICC de 335 MWISO, localizada en Puertollano
(Espaa)
4INTRODUCCINAccionistas y distribucin del capital
EDF INTERNATIONAL
31,4%
ENEL4,3%
Autocartera0,2%
SIEMENS2,5%
Krupp Koppers GMBH0,04%
Hidrocantbrico4,3%
Electricidade de Portugal
4,3%ENDESA
GENERACIN 40,9%
Babcock Wilcox
Espaola0,1%
Iberdrola Generacin
12,0%
5Apoyo de la Comisin Europa
Creacin del ProgramaThermie para
garantizar la disponibilidad de una electricidad limpia
usando carbn
Desarrollo tecnolgico
Nuevas alternativas para la generacin de energa limpia
y eficiente a partir del carbn.
Demanda medioambiental
La creciente preocupacin social por el impacto ambiental que generaban las plantas clsicas de obtencin de energa a partir del carbn
Lmites de emisin ms restrictivos
Razones estratgicas a nivel nacional
Incorporacin del proyecto de Puertollano al Plan Energtico Nacional 1991 - 2000:
. Diversificacin de las fuentes primarias de energa
. Contribucin al desarrollo tecnolgico
. Aumentar el empleo en Puertollano
PROGRAMA THERMIE : La oportunidad de ELCOGAS
INTRODUCCIN
6DESCRIPCIN PLANTA GICC DE PUERTOLLANO
Descripcin del proceso
CALDERA AP
GASIFICADOR
CALDERA MPFILTRACIN
LAVADOCON
AGUA
SEPARAC.AZUFRE
RECUPERACINAZUFRE
CALDERARECUPERACIN
CALOR
PREPARACIN CARBN
CARBNCOQUE
PETRLEO CALIZA
GAS
CRUDO
GASCLAUSGAS DE ENFRIAMIENTO
CENIZAAGUA A
TRATAMIENTO
GASDE COLA
AZUFRE
AIREO2
GASLIMPIO
PLANTA DE FRACCIONAMIENTO DE AIRE (ASU)
AIRE COMPRIMIDO
N2 RESIDUAL
N2 O2ESCORIA
TURBINADE GAS
200 MWISO
GASES DE COMBUSTIN CALIENTES
VAPOR MP
VAPOR AP
VAPOR
TURBINA DE VAPOR135 MWISO
GASES A CHIMENEA
TORRE DE REFRIGERACINCONDENSADOR
7DESCRIPCIN PLANTA GICC DE PUERTOLLANO
Principales Datos de Diseo
Diseo
338HCN (ppmv)0.00060.17COS (%)0.00061.01H2S (%)1.031.02Ar (%)12.510.50N2 (%)3.873.70CO2(%)22.0822.33H2 (%)60.5161.25CO (%)
GAS LIMPIO
GAS CRUDO
Diseo
338HCN (ppmv)0.00060.17COS (%)0.00061.01H2S (%)1.031.02Ar (%)12.510.50N2 (%)3.873.70CO2(%)22.0822.33H2 (%)60.5161.25CO (%)
GAS LIMPIO
GAS CRUDO
3.215.500.93S (%p)31.99
0.021.903.1182.210.267.00
COQUE
22.5513.10PCI (MJ/kg)
3.326.62O (%p)1.360.81N (%p)2.802.48H (%p)59.2136.27C (%p)20.6841.10Cenizas (%p)9.4011.8Humedad (%p)
MEZCLACARBN
3.215.500.93S (%p)31.99
0.021.903.1182.210.267.00
COQUE
22.5513.10PCI (MJ/kg)
3.326.62O (%p)1.360.81N (%p)2.802.48H (%p)59.2136.27C (%p)20.6841.10Cenizas (%p)9.4011.8Humedad (%p)
MEZCLACARBN
Combustible
Potencia-emisiones
Gas de sntesis
7.50.02Particulas1500.40NOx
250.07SO2
mg/Nm3 (6% Oxgeno)g/kWhEMISIONES
7.50.02Particulas1500.40NOx
250.07SO2
mg/Nm3 (6% Oxgeno)g/kWhEMISIONES
Potencia elctrica: Bruta: 317.7 MWNeta: 287.7 MW
Eficiencia: Bruta: 42.12%Neta: 42.22 %
8Factor GICC Lecho fluido atmosfrico PC subcrtica
Eficiencia Neta (% PCI) 39,2 43,1 36,0 36,0 42
852
2,50
2,30
852
1,40
0,80
PC supercrtica
Emisin CO2(kg/MWh) 712 783 774
Emisin SO2 (kg/MWh) 0,07 0,14 2,15
Emisin NOx(kg/MWh) 0,05 0,40 1,10
LA TECNOLOGA GICC (Gasificacin Integrada en Ciclo Combinado) Comparacin de Emisiones
TECNOLOGAS DE GENERACIN ELCTRICA A PARTIR DE CARBN
9TECNOLOGA GICC. Ventajas (1)
9 Alta eficiencia. Mayor que otras tecnologas de generacin de energa a partir de carbn, y gran potencial de mejora: neta 42% 50%
9 Carbn (diversidad de cualidades)
9 Combustibles alternativos (pet-coke, RSU, biomasa, etc.)
9 Disponibilidad de combustible secundario en el ciclo combinado
Fiabilidad en el suministro de energa9 Flexibilidad de producto Electricidad, H2, CO2, metanol, NH3,
gasolinas, etc
9 Alimentacin flexible
Menor riesgo: Produccin acorde con mercados
10
9 Medioambiente:
Menores emisiones de CO2 que otras plantas basadas en carbn. Mejor potencial para plantas de cero emisiones Bajas emisiones de gases cidos (SO2, NOx) y partculas. Similar o mejor que los ciclos combinados con gas natural Menores residuos. La escoria, ceniza, azufre y sales son subproductos Menor consumo de agua que otras plantas basadas en carbn. No se producen dioxinas/furanos cuando se utilizan combustibles orgnicos Mejor mtodo para eliminar emisiones de Hg
TECNOLOGA GICC. Ventajas (2)
11
9 Economa: Combustible muy competitivo con gas natural. Coste variable del KWh con carbn es actualmente un tercio del producido con gas natural Menor coste de captura de CO2 (precombustin) Los residuos son productos comerciales.
9 Sostenibilidad: Reservas de carbn para ms de 200 aos y con mejor distribucin Admite casi cualquier combustible con suficiente contenido en carbono
TECNOLOGA GICC. Ventajas (3)
12
TECNOLOGA GICC. Desventajas (1)
8 Tecnologa en estado de demostracin8 Las cuatro grandes plantas basadas en carbn (USA & EU) informan de disponibilidades GICC entre 60 and 75% (> 90 % si se considera el combustible auxiliar)
8 Principales causas de indisponibilidad relacionadas con la falta de madurez:
8 Diseo de sistemas auxiliares: Manejo de slidos, corrosin en paradas, filtros cermicos, materiales y procedimientos adecuados
8 Comportamiento de turbinas ltima generacin con gas sinttico y otros
13
TECNOLOGA GICC. Desventajas (2)
8Principales causas de indisponibilidad relacionadas con la falta de madurez (cont.):
8Excesiva integracin entre unidades. Alta dependencia y retrasos en arranques
8 Procesos ms complejos que otras plantas elctricas de carbn. Se requiere aprendizaje. GICC existentes operados por compaas petroqumicas con residuos de refineras informan de disponibilidades superiores a 92% (Complejidad de procesos similar a los de la industria qumica, varios trenes en paralelo, manejo de slidos ms fcil)
8 Alto coste de inversin8 Los costes de inversin de plantas existentes entre 1,500 y 2,000 /KW
14
Esquema de la instalacin de Planta Piloto
CICLO
COMBINADO
CARBN + COQUE
GASIFICACIN
GasBruto SISTEMA
FILTRACIN
Gas Limpio
PURIFICACINY DESULFURACIN
Gas de carbn2% del flujo
total 22.6 bar137.6C
60.42 %CO22.01% H2
DEPURACINHIDRGENO(UNIDAD
PSA) H2
99,99%
Gas CombustibleVapor MP REACTOR SHIFT (HT+LT)
CO+H2O CO 2 +H 2
Gas enriquecido en H250,5% H239,0% CO21,9% CO
CO2SH2
SEPARACIN CO2 Y AZUFRE(COLUMNA ABSORCIN)
H2 BRUTO77,4% H26,5% CO22,9% CO
FUTURO DE LA TECNOLOGA GICC
15
El carbn es un recurso abundante y econmico para la produccinde Hidrgeno en Centrales GICC
Mediante la tecnologa de gasificacin con captura de CO2, es posibleproducir Hidrgeno libre de emisiones contaminantes
COMPARACIN DE COSTES DE PRODUCCIN DE H2
Fuente: IEA 2003
(/GJ H2 , ao 2020)
38,0 60,6 H2 de energa solar fotovoltaica
21,8 28,3H2 de energa termosolar
13,7 18,6 H2 de energa elica
12,1 16,2H2 de energa nuclear
8,1 14,5H2 de biomasa (gasificacin)
6,5 8,9H2 de carbn - GICC con captura de CO2
5,6 - 8,9H2 de gas natural con captura de CO2
Utilizacin de la Tecnologa GICC en Coproduccin de H2 y Electricidad.
Potencial de la Tecnologa GICC en la Economa del H2. Costes de Produccin
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Implantando los Diez PrincipiosV Jornada Casos de Implantacin
GICC en Espaa. Tecnologa limpia de uso del carbn. H2 y CO2
www.elcogas.es
NDICEINTRODUCCIN