5 Aplicación del modelo de cálculo

Transcripción

1 5 5.1 Introducción Una vez definido el modelo de cálculo, en este capítulo se describe la aplicación práctica del mismo. Para ello, se seleccionan cada uno de los datos de partida necesarios, y se incluyen en el modelo de cálculo desarrollado. En este capítulo, se detallan tanto la selección de los datos como la aplicación de los modelo de pirólisis distribuida y centralizada a los mismos. 5.2 Selección de datos de partida El primer paso para la aplicación del modelo es la selección de los datos de partida definidos en el capítulo 4.2. La selección de estos datos se ha llevado a cabo a través de búsqueda bibliográfica y a partir de hipótesis basadas en la experiencia en los procesos de pirólisis, gasificación y síntesis Procesos Los datos de partida necesarios en relación con las plantas de pirólisis y gasificación se describen en el capítulo Los datos seleccionados para cada uno de los procesos se definen en las siguientes tablas: Tabla 1: Datos de partida para la planta de pirólisis [ 9 ] PIRÓLISIS Unidades Capex (TCI 0p ) 72,15 M Costes variables de operación (Cv 0p ) Vida útil (Vu 0p ) Capacidad (W 0p ) Factor de escala (n p ) 0,7 Rendimiento (η p ) Tiempo de operación (t p ) 0 /año 20 años 500 MW biomasa 0,371 t bioslurry/t biomasa seca horas/año 29

2 Tabla 2: Datos de partida para la planta de gasificación [10][11] GASIFICACIÓN Y SÍNTESIS Unidades Capex (TCI 0g ) 426,05 M Costes variables de operación (Cv 0g ) Vida útil (Vu 0g ) Capacidad (W 0g ) Factor de escala (n g ) 0,70 Rendimiento (η g ) Tiempo de operación (t g ) 1,22 M /año 20 años 165,17 MW bioslurry 0,50 t bioetanol/t bioslurry horas/año Biomasa Los datos de partida que es necesario definir para la aplicación del modelo en relación a la biomasa se describen en el capítulo Para el objeto de este análisis, el tipo de biomasa seleccionado ha sido madera, el listado de datos necesarios se definen en las siguientes tablas: Tabla 3: Datos de partida correspondientes a la disponibilidad de biomasa [5] BIOMASA DISPONIBLE Unidades Dens idad de biomas a (d) 12,36 tdm/ha año P orcentaje de la tierra plantada (p) 60 % P orcentaje de biomasa disponible (a) 20 % Tabla 4: Costes asociados a la biomasa [12] COSTES ASOCIADOS A LA BIOMASA Unidades Coste de la biomasa en el punto de recogida (Cmp) 27,60 /t Coste del transporte en camión Coste fijo (A bc ) 19,00 /t Coste variable (B bc ) 0,15 /t km Coeficiente (m) 1,50 Coste del transporte en tren Coste fijo (A bt ) 46,00 /t Coste variable (B bt ) Coeficiente (m) 1,50 0,14 /t km 30

3 Tabla 5. Composición de la biomasa [13] COMPOSICIÓN DE LA BIOMASA Unidades Humedad 30,00 % Composición (wt %, seca) Carbono 50,93 % Hidrógeno 6,09 % Oxígeno 41,93 % Nitrógeno 0,17 % Azufre 0,00 % Cloro 0,00 % Ceniza 0,92 % Bioslurry Los datos de partida necesarios en relación al bioslurry (capítulo 4.2.3) se describen en las siguientes tablas: Tabla 6: Características del bioslurry [2] P oder calorífico inferior (P CI) C ARAC TERÍSTIC AS DEL BISLURRY Unidades 18 MJ /kg Coste del transporte en camión Coste fijo (A oc ) Coste variable (B oc ) Tabla 7: Costes asociados al bioslurry [12] 6,00 /t Unidades 0,13 /t km Coeficiente (m) 1,50 Coste del transporte en tren Coste fijo (A ot ) 13,00 /t Coste variable (B ot ) C OSTES ASOC IADOS AL BIOSLURRY Coeficiente (m) 1,50 0,01 /t km 31

4 5.2.4 Concepto de pirólisis distribuida Tabla 8: Datos de partida de transporte para el concepto de pirólisis distribuida TRANSPORTE Unidades Transporte de biomasa Camión 100,00 % Tren 0,00 % Transporte de biooil Camión 60,00 % Tren 40,00 % Concepto de pirólisis centralizada Tabla 9: Datos de partida de transporte para el concepto de pirólisis centralizada TRANSPORTE Unidades Transporte de biomasa Camión 100,00 % Tren 0,00 % 5.3 Modelo de pirólisis distribuida Optimización del tamaño de la planta de pirólisis El modelo calcula en primer lugar los costes asociados a la planta de pirólisis de referencia. El cálculo de los costes totales, CT, se obtienen a partir de los términos de la ecuación (1): CF 0p : Coste de contribución de biomasa ( /t bioslurry). Este término se calcula a partir de la ecuación (2) y es independiente de la capacidad de referencia: CF p 96,71 / t biolurry 32

5 CP 0p : Coste de operación de la planta de pirólisis ( /ton bioslurry) Coste variable de operación (Cv 0p ) (M /año): Este coste es un dato de entrada del proceso para la planta de pirólisis de referencia por lo que el coste se toma de Tabla 1. El valor igual a cero se estima debido a que la planta de pirólisis se supone autosuficiente. Cv 0 p 0 M / año Costes fijos (Cf 0p ) (M /año): Para el cálculo de los costes fijos, se obtiene el capex de la planta de pirólisis de referencia de los datos de entrada (Tabla 1): TCI op 72,15 M El coste fijo calculado a partir de la ecuación (5): Cf 0 p 7,21 M / año Amortización (Re 0p ) (M /año): El coste de amortización se calculará a partir de la ecuación (6), siendo la vida útil de la planta la definida en los datos de entrada en la Tabla 1 : Re p 0 3,61 M / año Tasa de retorno de la inversión (ROI 0p ) (M /año): Definida en la ecuación (7): ROI p 0 1,44 M / año 33

6 La necesidad anual de biomasa seca de la planta (tdm/año) se calcula con la ecuación (8), siendo la capacidad de la planta (W 0 ) y el tiempo de operación (t) los definidos como datos de entrada en la Tabla 1. El PCI de la biomasa se obtiene mediante la ecuación (9) a partir de la composición definida en la Tabla 5. Q p ,31 tdm / año PCI 20,22MJ / kg Finalmente, el coste de operación, CP 0p ( /t bioslurry) asociado a la planta de referencia se obtiene a partir de la ecuación (10): CP p 0 53,04 / t bioslurry CD 0p : Coste de transporte de biomasa a la planta de pirólisis ( /t bioslurry). El coste de transporte de la biomasa para una planta de pirólisis de referencia se calcula a partir de los siguiente parámetros: Área total necesaria para obtener la biomasa necesaria para la capacidad de referencia (ecuación (12): 2 A 4.202,91 km La densidad de biomasa (tdm/ha año), porcentaje de tierra plantada (%) y el porcentaje de tierra disponible (%) se obtienen de los datos de entrada para la biomasa definidos en la Tabla 3. Radio máximo calculado a partir de la ecuación (13): R max 36,59 km 34

7 La distancia recorrida (D 0p ) calculada a partir de la ecuación (14) y un factor de tortuosidad de 1,5: D 0 36,59 km Finalmente, el coste de transporte de biomasa a una planta de pirólisis de referencia, CD 0p ( /t bioslurry) se obtiene a partir de la ecuación (15): CD 0 p 66 / t bioslurry Los costes de transporte de la biomasa se obtienen de los datos de partida definidos en la Tabla 4, los porcentajes de camión y tren se han definido en la Tabla 8 y el rendimiento másico de la planta de pirólisis en la Tabla 1. El CT 0p se obtiene mediante la aplicación de la ecuación (1): CT 0 p 215,76 / t bioslurry Una vez calculado el coste total de referencia, se optimiza gráficamente en función de los tamaños de la planta de pirólisis. Se selecciona un rango de tamaños de planta de pirólisis de MW y se utiliza la función Excel: Tabla de datos de los Análisis Y si" obteniendo una tabla que presenta los siguientes resultados: 35

8 Tabla 10: Resultados optimización tamaño planta de pirólisis MW biomass CT /ton bioslurry CF /ton bioslurry CP /ton bioslurry CD /ton bioslurry ,84 96,71 95,67 3, ,26 96,71 93,71 3, ,85 96,71 91,91 4, ,59 96,71 90,26 4, ,47 96,71 88,72 5, ,47 96,71 87,29 5, ,58 96,71 85,96 5, ,78 96,71 84,71 6, ,06 96,71 83,54 6, ,42 96,71 82,43 7, ,86 96,71 81,39 7, ,36 96,71 80,40 8, ,92 96,71 79,45 8, ,53 96,71 78,56 9, ,20 96,71 77,71 9, ,91 96,71 76,89 10, ,67 96,71 76,12 10, ,47 96,71 75,37 11, ,32 96,71 74,66 11, ,19 96,71 73,97 12, ,11 96,71 73,31 13, ,05 96,71 72,68 13, ,03 96,71 72,06 14, ,04 96,71 71,47 14, ,08 96,71 70,90 15, ,14 96,71 70,35 16, ,23 96,71 69,82 16, ,35 96,71 69,31 17, ,49 96,71 68,81 17, ,65 96,71 68,32 18,61 De la tabla se determina el CT mínimo y por tanto el tamaño óptimo de planta asociado: CT p mín 183,03 / t bioslurry W p opt 180 MWbiomasa 36

9 Se representa en la Gráfica 1 el coste de operación de la planta de pirólisis y el coste de transporte de la biomasa. Se observa la evolución descendente del coste de operación afectado por la economía de escala mediante el exponente de escalado seleccionado (n p ) y el coste de transporte que por el contrario aumenta de una forma más acusada con el tamaño de la planta en relación al coeficiente seleccionado (m). /t bioslurry MW CD CP Gráfica 1: Resultados optimización planta de pirólisis Por último, se calcula la distribución de costes asociados al tamaño óptimo obtenido para la planta de pirólisis (180 MW). CF p opt: Coste de contribución de biomasa ( /t bioslurry) (ecuación (2)): CF p opt 96,71 / t biolurry CP p opt: Coste de operación de la planta de pirólisis ( /ton bioslurry) Coste variable de operación (Cv p opt) (M /año): Se obtiene a partir del Cv 0p de la planta de referencia aplicando la ecuación (3): Cv p opt 0 M / año 37

10 Costes fijos (Cf p opt) (M /año): El cálculo de los costes fijos se realiza aplicando la ecuación (4), siendo el TCI 0p, Q 0p y n p los definidos en la Tabla 1. TCI p opt 35,29 M El coste fijo calculado a partir de la ecuación (5): Cf P opt 3,53 M / año Amortización (Re p opt) (M /año) (ecuación (6)): Re p opt 1,76 M / año Tasa de retorno de la inversión (ROI p opt) (M /año) (ecuación (7)): ROI p opt 0,71 M / año La necesidad anual de biomasa seca de la planta de pirólisis (tdm/año) a partir de la ecuación (8) calculando el PCI de la biomasa a partir de la ecuación (9). Q p opt ,95 tdm / año PCI 20,22MJ / kg Finalmente, el coste de operación, CP p opt ( /t bioslurry) resulta (ecuación (10)): CP p opt 72,06 / t bioslurry 38

11 CD p opt: Coste de transporte de la biomasa a la planta de pirólisis ( /t bioslurry). El coste de transporte a partir de biomasa se calcula mediante la ecuación (11), siendo CD 0 el coste calculado para la planta de referencia. Los términos W 0 y m se obtienen de los datos de partida definidos en las Tabla 1y Tabla 4. CD p opt 14,26 / t bioslurry Optimización del número de plantas de pirólisis Una vez calculado el tamaño óptimo de la planta de pirólisis, éste se mantiene constante para todas las plantas de pirólisis y se optimizará el número de plantas distribuidas que proporcionarán bioslurry a la planta centralizada de gasificación, con el fin de minimizar el coste total por tonelada de bioetanol. El primer lugar se calcula los costes totales asociados a una planta de capacidad lo más cercana posible a la de referencia teniendo en cuenta el número entero de plantas de pirólisis necesario para cubrir dicha capacidad de referencia. El número de plantas de pirólisis asociado a la capacidad de referencia se obtiene mediante la expresión: Wg 0 Np Entero ( ) ( 24 ) Wg 1pp Siendo, Wg 0 Capacidad de referencia para la planta de gasificación definida como dato de partida en la Tabla 2(MW bioslurry ) Wg 1pp Capacidad de un planta de gasificación asociada a 1 sola planta de pirólisis de la capacidad óptima (MW bioslurry ) 39

12 El cálculo del término Wg 1pp se obtiene mediante la expresión: B1pp PCIbs 1000 Wg 1pp ( 25 ) t 3600 g Siendo, B 1pp Bioslurry producido por cada planta de pirólisis (t bioslurry/año) PCI bs Poder calorífico inferior del bioslurry (MJ/kg bioslurry) t g Tiempo de operación de la planta de gasificación (horas/año) El bioslurry consumido se puede obtener mediante la ecuación (16), siendo N1. Aplicando estas expresiones se obtiene para la capacidad de referencia de la planta de gasificación definida en los datos de entrada en la Tabla 2 un número de plantas de pirólisis de: N 2 Los costes asociados a una planta de gasificación alimentada por este número de plantas de pirólisis de obtiene a partir de los términos de la ecuación (1): CF g : Coste de contribución al coste del bioslurry ( /t bioetanol). Este coste permanece fijo durante la optimización y se calcula a partir de la ecuación (2). Siendo, Cmp ( /t bioslurry) Coste del bioslurry obtenido en el apartado η g (t bioethanol/t bioslurry) Rendimiento másico de la planta gasificación definida en la Tabla 2 CF g 366 / t bioe tan ol 40

13 CP g : Coste de operación de la planta de gasificación ( /t bioetanol): Coste variable de operación (Cv g ) (M /año) (ecuación (3)): Cv g 0,88 M / año Siendo, Wg N Wg1pp ( 26 ) Los términos asociados a la planta de referencia se definen como datos de entrada en la Tabla 2. Costes fijos (Cf g ) (M /año). Calculado el capex mediante la ecuación (4), el coste fijo se calcula a partir de la ecuación (5) y los datos definidos en la Tabla 2 TCI g 338,53 M Cf g 33,85 M / año Amortización (Re g ) (M /año): A partir de la ecuación (6) y la vida útil de la planta definida en Tabla 2: Re g 16,9 M / año Tasa de retorno de la inversión (ROI g ) (M /año) (ecuación (7)): ROI g 6,77 M / año El consumo anual de bioslurry de la planta de gasificación (t/año) se obtiene mediante la ecuación (16): B ,7 t bioslurry / año 41

14 Finalmente, el coste de operación, CP g ( /t bioetanol), se obtiene a partir de la ecuación (17): CP g 701,92 / t bioethanol CD g : Coste de transporte del bioslurry ( /t bioetanol) a partir de: Área total necesaria para obtener la biomasa necesaria (ecuación (18)) a partir de los datos de biomasa definidos en Tabla 3. 2 A 3.026,1 km El radio máximo alrededor de la planta (ecuación (13)). R max 31,04 km Distancia recorrida (ecuación (14)): D 31,04 km El coste de transporte de bioslurry se obtiene mediante la ecuación (19) y los datos de partida definidos en la Tabla 7 y Tabla 8. CD g 22,88 / t bioethanol Por último, el coste total, CT, se obtiene a partir de la ecuación (1): CT g 1090,87 / t bioethanol Una vez calculado el coste total, se optimiza gráficamente en función del número de plantas de pirólisis. 42

15 Se selecciona un rango de número de plantas de pirólisis entre y se utiliza la función Excel: Tabla de datos de los Análisis Y si" obteniendo una tabla que presenta los siguientes resultados: 43

16 Tabla 11 Resultados optimización número plantas de pirólisis Number of CT CF CP CD pirolysis plant /ton bioethanol /ton bioethanol /ton bioethanol /ton bioethanol ,55 366,07 146,02 97, ,54 366,07 145,93 97, ,54 366,07 145,84 97, ,54 366,07 145,75 97, ,54 366,07 145,66 97, ,54 366,07 145,58 97, ,54 366,07 145,49 97, ,54 366,07 145,40 98, ,54 366,07 145,32 98, ,54 366,07 145,23 98, ,54 366,07 145,14 98, ,54 366,07 145,06 98, ,54 366,07 144,97 98, ,54 366,07 144,88 98, ,54 366,07 144,80 98, ,54 366,07 144,71 98, ,54 366,07 144,63 98, ,54 366,07 144,54 98, ,54 366,07 144,46 99, ,54 366,07 144,38 99, ,55 366,07 144,29 99, ,55 366,07 144,21 99, ,55 366,07 144,12 99, ,55 366,07 144,04 99, ,55 366,07 143,96 99, ,55 366,07 143,87 99, ,56 366,07 143,79 99, ,56 366,07 143,71 99, ,56 366,07 143,63 99, ,56 366,07 143,55 99, ,57 366,07 143,46 100, ,57 366,07 143,38 100, ,57 366,07 143,30 100, ,58 366,07 143,22 100, ,58 366,07 143,14 100, ,58 366,07 143,06 100, ,59 366,07 142,98 100, ,59 366,07 142,90 100, ,59 366,07 142,82 100, ,60 366,07 142,74 100, ,60 366,07 142,66 100, ,60 366,07 142,58 100,96 44

17 De la tabla anterior se identifica el CT mínimo y por tanto el número de plantas de pirólisis asociadas: CT g mín 609,54 / t bioe tan ol N p opt 468 Se representa en la Gráfica 2 el coste de operación de la planta de gasificación y el coste de transporte del bioslurry desde las plantas de pirólisis hasta la planta de gasificación en función del número de plantas de pirólisis. Se observa la evolución descendente del coste de operación afectado por la economía de escala mediante el exponente de escalado seleccionado (n p ) y el coste de transporte que por el contrario aumenta con el tamaño de la planta en relación al coeficiente seleccionado (m) , , ,5 /t bioslurry ,0 144,5 CD CP , , ,4482,62 82,8 82,9883,1683,3483,52 83,7 83,8884,0684,2484,42 84,6 84,7884,9685,1485,32 85,5 85,6885,8686,04 MW 143,0 Gráfica 2: Resultados optimización número de plantas de pirólisis Por último, se calcula la distribución de costes asociados al tamaño óptimo de la planta de gasificación obtenido tras la optimización. 45

18 CF g opt: Coste de contribución de bioslurry ( /t bioetanol) (ecuación (2). CF g opt 366 / t bioethanol CP g opt: Coste de operación de la planta de gasificación ( /t bioetanol): Coste variable de operación (Cv g opt) (M /año) (ecuación (3)): Cv g 206,05 M / año Siendo, a partir de la ecuación (26): W g opt ,23 MWbioslurry Costes fijos (Cf g opt) (M /año). Calculado el capex mediante la ecuación (4), el coste fijo se calcula a partir de la ecuación (5) y los datos definidos en la Tabla 2 TCI g opt ,76 M Cf g opt 1.541,88 M / año Amortización (Re g opt) (M /año): A partir de la ecuación (6) y la vida útil de la planta definida en Tabla 2 Re g opt 770,94 M / año Tasa de retorno de la inversión (ROI) (M /año) (ecuación (7)): ROI g opt 308,38 M / año 46

19 El consumo anual de bioslurry de la planta (t/año) se obtiene mediante la ecuación (16). B ,64 t bioslurry / año El coste de operación, CP g opt ( /t bioetanol) (ecuación (17)): CP g 145,14 / t bioethanol CD g opt: Coste de transporte del bioslurry ( /t bioetanol) a partir de: Área total necesaria para obtener la biomasa necesaria (ecuación (18)) 2 A ,74 km El radio máximo alrededor de la planta (ecuación (13)). R max 474,88 km Distancia recorrida (ecuación (14)): D 474,88 km El coste de transporte de bioslurry (ecuación (19)): CD g 98,33 / t bioethanol 47

20 5.4 Modelo de pirólisis centralizada Optimización planta pirólisis y gasificación centralizada El modelo calcula en primer lugar los costes asociados a la planta de pirólisis y gasificación de referencia. El cálculo de los costes totales, CT p+g, se obtienen a partir de los términos de la fórmula ecuación (1): CF p+g : Coste de contribución de biomasa ( /t bioethanol). Este término se calcula a partir de la ecuación (20). El coste de la biomasa se obtiene de los datos de partida definidos en la Tabla 4 y los datos de rendimiento másico de la planta de pirólisis y gasificación de la Tabla 1 y Tabla 2 respectivamente. CF + g p 193,42 / t bioethanol CP 0p+g : Coste de operación de la planta ( /ton bioetanol).se calculan para la planta de pirólisis y gasificación de referencia los siguiente parámetros: Coste variable de operación (Cv 0p+g ) (M /año). Se obtienen de los datos de partida definidos en la Tabla 1 y Tabla 2 Cv 0 p 0 M / año Cv 0 g 1,22 M / año Costes fijos (Cf 0p+g ) (M /año): Para el cálculo de los costes fijos, se toma el capex definido en la Tabla 1 y Tabla 2 y se aplica la ecuación (5). TCI 0 p 72,15 M Cf 0 p 7,21 M / año TCI 0 g 426,05 M Cf 0 g 42,60 / año 48

21 Amortización (Re 0p+g ) (M /año) (ecuación (6). La vida útil de las plantas se obtienen de la Tabla 1 y Tabla 2: Re p 0 3,61 M / año Re 0 g 21,30 M / año Tasa de retorno de la inversión (ROI 0p+g ) (M /año) (ecuación (7)): ROI p ROI g 0 0 1,44 M / año 8,52 M / año Necesidad anual de biomasa seca de la planta (tdm/año) (ecuación (8)), calculado el poder calorífico inferior de la biomasa (ecuación (9)) a partir de la composición de la biomasa definida en los datos de entrada (Tabla 5): Q 0 p + g ,31 tdm / año PCI 20,22MJ / kg Bioslurry total consumido por la planta de gasificación (ecuación (21)): B 0 p + g ,92 tdm / año Finalmente, el coste de operación, CP 0p+g ( /t etanol), se obtiene a partir de la ecuación (22)): CP 0 p + g 743,12 / t bioethanol CD 0p+g : Coste de transporte de biomasa ( /t bioetanol). Se define siguiendo los siguientes pasos: 49

22 Cálculo del área total necesaria para obtener la biomasa necesaria para la capacidad de referencia (ecuación (12)). 2 A 4202,91 km La densidad de biomasa (tdm/ha año), porcentaje de tierra plantada (%) y el porcentaje de tierra disponible (%) se obtienen de los datos de entrada para la biomasa definidos en la Tabla 3. Radio máximo calculado a partir de la ecuación (13): R max 36,59 km La distancia recorrida (D 0 ) calculada a partir de la ecuación (14) y un factor de tortuosidad de 1,5: D 0 36,59 km Finalmente, el coste de transporte de biomasa de referencia, CD 0p+g ( /t bioslurry) que se obtiene a partir de la ecuación (23): CD 0 p + g 132,01 / t bioethanol Los costes de transporte de la biomasa se obtienen de los datos de partida definidos en la Tabla 4, los porcentajes de camión y tren se han definido en la Tabla 9. El CT (p+g)0 se obtiene mediante la aplicación de la ecuación (1): CT 0 p + g 1068,56 / t bioethanol 50

23 Una vez calculado el coste total de referencia para la planta de pirólisis y gasificación centralizada, se optimiza gráficamente en función de los tamaños de planta. Se selecciona un rango de tamaños de planta de MWbiomasa y se utiliza la función Excel: Tabla de datos de los Análisis Y si" obteniendo una tabla que presenta los siguientes resultados: 51

24 Tabla 12 Resultados optimización tamaño de planta pirólisis, gasificación y síntesis MW biomass CT: /ton CF: /ton CP: /ton CD: /ton bioethanol bioethanol bioethanol bioethanol ,01 193, ,78 11, ,92 193, ,81 21, ,71 193,42 974,89 33, ,54 193,42 912,45 46, ,22 193,42 864,44 61, ,59 193,42 825,85 77, ,72 193,42 793,84 94, ,78 193,42 766,65 112, ,56 193,42 743,12 132, ,19 193,42 722,47 152, ,09 193,42 704,13 173, ,77 193,42 687,67 195, ,89 193,42 672,79 218, ,16 193,42 659,22 242, ,38 193,42 646,78 267, ,34 193,42 635,32 292, ,92 193,42 624,70 318, ,97 193,42 614,82 345, ,39 193,42 605,59 373, ,10 193,42 596,94 401, ,00 193,42 588,82 430, ,05 193,42 581,16 460, ,16 193,42 573,92 490, ,30 193,42 567,06 521, ,41 193,42 560,55 553, ,45 193,42 554,36 585, ,39 193,42 548,46 618, ,18 193,42 542,83 651, ,81 193,42 537,44 685, ,23 193,42 532,28 720, ,43 193,42 527,34 755, ,38 193,42 522,59 791, ,06 193,42 518,02 827, ,44 193,42 513,63 864, ,52 193,42 509,40 901, ,26 193,42 505,31 939,53 52

25 De la tabla se determina el CT mínimo y por tanto el tamaño óptimo de planta asociado: CT g mín p + W g opt p ,19 / t bioethanol 550 MWbiomasa La evolución del coste de operación de la planta de pirólisis y gasificación centralizada y el coste de transporte de la biomasa hasta la planta centralizada se representan en la Gráfica 3. Se observa la evolución descendente del coste de operación afectado por la economía de escala mediante el exponente de escalado seleccionado (n p ) y el coste de transporte que por el contrario aumenta de una forma más acusada con el tamaño de la planta en relación al coeficiente seleccionado (m). /t bioethanol , , ,00 800,00 600,00 400,00 200,00 0, MW biomasa CD CP Gráfica 3: Resultados optimización Por último, se calcula la distribución de costes asociados al tamaño óptimo obtenido tras la optimización. CF p+g : Coste de contribución de biomasa ( /t bioethanol) (ecuación (20)): CF + g p 193,42 / t bioethanol 53

26 CP p+g opt: Coste de operación de la planta de pirólisis y gasificación centralizada ( /ton bioetanol). Coste variable de operación (Cv p+g opt) (M /año) (ecuación (3)): Cv P opt 0 / año Cv g opt 1,32 M / año Costes fijos (Cf p+g opt) (M /año): Para el cálculo de los costes fijos, se calcula el capex mediante la ecuación (4) y se aplica la ecuación (5). TCI p opt 77,12 M Cf p opt 7,71 M / año TCI g opt 455,45 M Cf g opt 45,54 M / año Amortización (Re p+g opt) (M /año) (ecuación (6)). Re p opt 3,86 M / año Re g opt 22,77 M / año Tasa de retorno de la inversión (ROI p+g opt) (M /año) (ecuación (7)). ROI p opt 1,54 M / año ROI g opt 9,11 M / año 54

27 Necesidad anual de biomasa seca de la planta (tdm/año) (ecuación (8)), calculado el poder calorífico inferior de la biomasa (ecuación (9)): Q p + g opt ,25 tdm / año PCI 20,22MJ / kg Bioslurry total consumido por la planta de gasificación (ecuación (21)): B p + g opt ,21 tdm / año Finalmente, el coste de operación, CP p+g opt ( /t etanol), se obtiene a partir de la ecuación (22): CP p + g opt 722,47 / t bioethanol CD p+g opt: Coste de transporte de biomasa ( /t bioetanol) (ecuación (11): CD g opt p + 152,30 / t bioe tan ol 55