Análisis de la capacidad de generación de energía eléctrica de los RSU de Medellín y viabilidad económica de la implementación de una planta WTE de los RSU estudiados

El aprovechamiento de residuos sólidos urbanos (RSU) como fuente de generación de electricidad es una alternativa para el manejo de basuras que se encuentra en crecimiento desde 1960 a nivel mundial, las plantas que utilizan los RSU con este fin se conocen como Waste to Energy (WTE). Debido al aumento de basuras, la reducción de espacios para verterlas, el aumento en los gases de efecto invernadero (GEI) producidas por éstas y el crecimiento de demanda energética hace que se deban generar otras opciones para el aprovechamiento de estas y a su vez suplir las crecientes necesidades energéticas. En este trabajo se analizó la capacidad de generación de energía eléctrica con los RSU de la ciudad de Medellín y la viabilidad económica de implementar una Planta Waste to Energy (WTE) con dichos residuos. Se caracterizaron los RSU de Medellín en porcentajes de materia orgánica, plástico, tela, vidrio, etc, luego los porcentajes de carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno, azufre y cenizas de cada elemento a la hora de su incineración, posterior a esto se calculó el valor en kg de base seca de cada elemento en los materiales que componen los RSU. Después de tener el valor del combustible seco se realiza el cálculo del poder calorífico inferior (PCI) por medio de las ecuaciones de Dulong. Posteriormente se precede al análisis del ciclo de vapor con el ciclo termodinámico Rankine regenerativo en donde se explica cada una de las etapas para transformar el agua en vapor y la energía de este vapor convertirla en energía mecánica que por medio del movimiento de una turbina conectada a un generador produce energía eléctrica. Con los cálculos anteriores se propuso una pequeña central de generación de 8 MW la cual requiere 82,220.49 toneladas de RSU al año , debido a que las centrales con una capacidad instalada menor a 20 MW no se despachan centralmente, teniendo la ventaja de ser plantas que pueden vender contratos a precio de bolsa sin convocatoria o con convocatoria y hacer contratos directamente a generadores o comercializadores que atienden usuarios no regulados, los cálculos fueron validados en el software RETScreen Expert. Luego del análisis técnico se realizó la viabilidad económica de la planta WTE por medio del software RETScreen Expert, debido a la poca información de precios de plantas WTE en Latinoamérica se analizaron 3 escenarios de inversión con el objetivo de tomar diferentes referencias los cuales fueron inversión mínima, inversión promedio e inversión máxima. Desde la componente técnica los RSU del municipio de Medellín son suficientes para la generación de electricidad, para la producción de 8 MW sólo se utilizarían el 10.72% de los RSU, en cuanto al análisis económico en el escenario mínimo de inversión se obtuvo un VPN positivo de 3,333,909 USD una TIR de 13.1 %, relación beneficio-costo de 1.5 y un periodo de retorno de 11 años, siendo el proyecto viable en este escenario. En el escenario de inversión promedio se obtuvo un VPN de - 10,463,695 USD, una TIR de 4.6 %, relación beneficio-costo 0.19 y un periodo de retorno de 19 años, siendo el proyecto inviable en este escenario. En el escenario de inversión máxima se obtuvo un VPN de - 24,972,371 USD, una TIR de 0.99 %, relación beneficio-costo -0.35 y un periodo de retorno de 24 años, siendo el proyecto inviable en este escenario.

• Autores: Agudelo Montoya, Adriana Patricia; Flórez Gutiérrez, Andrés Felipe
• Tipo de recurso: Tesis
• Fecha de publicación: 2023
• Institución: Corporación Universitaria Minuto De Dios - Uniminuto
• Repositorio: Repositorio institucional UNIMINUTO
• Idioma: spa
• OAI Identifier: oai:repository.uniminuto.edu:10656/17822
• Acceso en línea: https://repository.uniminuto.edu/handle/10656/17822; https:// repository.uniminuto.edu
• Palabra clave: Planta Waste to Energy (WTE); residuos sólidos Urbanos (RSU); Poder calorífico inferior (PCI); ciclo Rankine regenerativo; generación de electricidad; pequeña central de generación; viabilidad económica; Waste to Energy Plant (WTE); municipal solid waste (MSW); Lower Calorific Value (LCV); regenerative Rankine cycle; electricity generation; small power plant; economic feasibility; RESIDUOS SOLIDOS; ESTUDIOS DE FACTIBILIDAD; GENERACION DE ENERGIA
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