Análisis técnico-económico de obtención de hidrocarburos mediante RWGS y Fischer-Tropsch

Abstract

La determinación y preocupación mundial sobre los efectos de las emisiones de gases de efecto invernadero ha provocado una necesidad de cooperación a nivel global en cuestión de pocos años con el objetivo de mitigar el inevitable cambio climático al que está sucumbiendo el planeta. La Unión Europea es el tercer mayor emisor de gases de efecto invernadero a nivel mundial, por detrás de China y de Estados Unidos. Esta situación ha hecho que la Unión Europea haya determinado que las emisiones de gases de efecto invernadero han de ser, como máximo, del 55% para el año 2030 en comparación a 1990. Posteriormente, la neutralidad climática, es decir, la reducción del 100%, ha de ser alcanzada para 2050 y de esta forma evitar los cambios irreversibles en el clima y, por ende, en la vida de todos. Acuerdos internacionales como el Protocolo de Kioto y el Acuerdo de París marcan las necesidades y los niveles necesarios a alcanzar por parte de la Unión Europea. Debida esta situación, una serie de medidas legislativas y políticas inciden especialmente en la eficiencia energética, las energías renovables y otras formas de energía no dependientes de los combustibles fósiles convencionales. Estas medidas están orientadas en gran parte a la automovilística y métodos de transporte utilizados a nivel mundial, premiando la utilización de otras formas de suministrar la energía necesaria a los vehículos. Dado este contexto sociopolítico, es necesaria la innovación científica por parte de todos los campos. Es por esta razón que este proyecto pretende la evaluación técnico-económica de la obtención de hidrocarburos de una forma sostenible y neutra para el medio a partir de materias primas no convencionales. Con este objetivo se partirá de hidrógeno y dióxido de carbono obtenidos de forma limpia, obtenidos mediante electrólisis y captación de dióxido de carbono respetivamente. Se llevará a cabo un proceso que consistirá en las reacciones de metanación, Reverse Water Gas Shift (RWGS) y, finalmente, Fischer-Tropsch para la obtención de hidrocarburos. Esta evaluación consistirá en una simulación a escala industrial donde se valorarán diferentes parámetros y casos para llegar a una conclusión sobre su eficiencia, la rentabilidad económica y el desarrollo que este proyecto podría aportar con las tecnologías conocidas en el ámbito científico actual. La innovación que se requiere mejorará la calidad de vida de esta y de futuras generaciones, aportando una mayor prosperidad climática y económica, generando una situación favorable para el crecimiento de las naciones involucradas.

Global determination and concern about the effects of greenhouse gas emissions has led to a need for global cooperation in a matter of a few years to mitigate the inevitable climate change to which the planet is succumbing. The European Union is the third largest emitter of greenhouse gases in the world, behind China and the United States. This situation has led the European Union to determine that greenhouse gas emissions should be a maximum of 55% by 2030 compared to 1990. Subsequently, climate neutrality, i.e. a 100% reduction, is to be achieved by 2050 in order to avoid irreversible changes in the climate and, therefore, in everyone's lives. International agreements such as the Kyoto Protocol and the Paris Agreement set out the needs and levels to be achieved by the European Union. In view of this situation, a series of legislative and political measures have a special focus on energy efficiency, renewable energies and other forms of energy that are not dependent on conventional fossil fuels. These measures are largely oriented towards the automobile and transportation methods used worldwide, rewarding the use of other forms of supplying the necessary energy to vehicles. Given this socio-political context, scientific innovation is necessary in all fields. It is for this reason that this project aims at the technical-economic evaluation of obtaining hydrocarbons in a sustainable and environmentally neutral way from non-conventional raw materials. With this objective, the starting point will be hydrogen and carbon dioxide obtained in a clean way, obtained by means of electrolysis and carbon dioxide capture, respectively. A process consisting of methanation, Reverse Water Gas Shift (RWGS) and finally Fischer-Tropsch reactions will be carried out to obtain hydrocarbons. This evaluation will consist of an industrial scale simulation where different parameters and cases will be evaluated to reach a conclusion about its efficiency, economic profitability and the development that this project could bring with the known technologies in the current scientific field. The innovation required will improve the quality of life of this and future generations, bringing greater climatic and economic prosperity, generating a favorable situation for the growth of the nations involved.