Aprovechamiento de la exergía física del GNL

Abstract

Dentro del ámbito de los combustibles gaseosos, la importación de gas natural en España en forma de GNL (gas natural licuado) supuso en 2008 el 72% de la importación total de este combustible. Para su inyección en la red de transporte dicho GNL debe ser regasificado. En la actualidad España tienen en su territorio tantas plantas de regasificación como todo el conjunto restante de la Unión Europea, vertiendo la exergía física disponible neta del GNL al mar en el proceso de regasificación por medio de los gasificadores ORV (Open Rack Vaporizers) utilizados en la actualidad. Dicha exergía física disponible tiene su origen en la temperatura que ha de alcanzar el gas natural para ser licuado y transportado en buques metaneros.
Como alternativas al desaprovechamiento de la exergía física disponible neta del GNL, con el único efecto de disminuir ligeramente la temperatura del agua del mar, se proponen en esta tesis una serie de procesos que la aprovechan. Para establecer dichos procesos de aprovechamiento se ha cuantificado en primer lugar la exergía física disponible neta en función de un rango de composiciones de GNL que engloba la composición del GNL descargado en las plantas en España. Para evaluar la integración de la misma en distintos procesos, se ha utilizado la termoeconomía, al buscar la viabilidad termodinámica y la optimización del coste del producto en su utilización.
Para la realización del análisis termoeconómico de los distintos procesos se ha desarrollado una nueva aplicación informática que toma como punto de partida los resultados de las simulaciones realizadas. Adicionalmente para la visualización de los resultados obtenidos se han desarrollado dos nuevas representaciones gráficas basadas en los costes exergéticos y termoeconómicos obtenidos.
Los principales procesos en los que se puede aprovechar la exergía debida al frío del GNL se han dividido en tres tipos en función de la integración realizada. En algunos casos se ha partido de procesos ya existentes, integrándolos con el GNL de forma que se reduzca el coste del producto final obtenido mediante los mismos (ciclo combinado, captura y compresión de CO2, planta de separación de aire). En otros casos se han diseñado nuevos procesos que permiten el aprovechamiento integral de la exergía del GNL (cogeneración de energía eléctrica mediante el aprovechamiento del BOG y mediante ciclos de baja temperatura).