Aprovechamiento de la energía fría del gas natural licuado en buques regasificadores

Abstract

[Resumen] La presente tesis doctoral estudia la utilización de la energía fría del gas natural licuado (GNL) para reducir las emisiones de gases de efecto invernadero (GEI) durante el proceso de regasificación de las floating storage regasification units (FSRU). Primero, se revisa la tecnología de regasificación y la literatura científica sobre ciclos de potencia para explotar la energía fría del GNL en buques regasificadores. A continuación, se desarrollan e implementan los métodos de análisis energético, exergético y económico de los sistemas, al igual que los índices e indicadores tanto de eficiencia energética como medioambientales aplicables a las FSRU. Por último, se proponen dos sistemas de regasificación para satisfacer la demanda de potencia eléctrica a bordo y reducir a prácticamente cero las emisiones de GEI. El primer sistema combina un ciclo orgánico de Rankine (ORC) con un sistema de captura de CO2 mediante absorción química que trata los gases de combustión producto del proceso de generación de vapor en la caldera. El segundo sistema utiliza el agua de mar como fuente de calor y combina etapas de ORC en serie con un ciclo abierto de GNL. Los sistemas propuestos se comparan con los sistemas de regasificación instalados a bordo de las FSRU.

[Resumo] A presente tese doutoral estuda a utilización da enerxía fría do gas natural licuado (GNL) para reducir as emisións de gases de efecto invernadoiro (GEI) durante o proceso de regasificación das floating storage regasification units (FSRU). Primeiro, revísase a tecnoloxía de regasificación e a literatura científica sobre ciclos de potencia para explotar a enerxía fría do GNL en buques regasificadores. A continuación, desenvólvense e impleméntanse os métodos de análise enerxética, exergético e económico dos sistemas, do mesmo xeito que os índices e indicadores tanto de eficiencia enerxética como ambientais aplicables ás FSRU. Por último, propóñense dous sistemas de regasificación para satisfacer a demanda de potencia eléctrica a bordo e reducir a practicamente cero as emisións de GEI. O primeiro sistema combina un ciclo orgánico de Rankine (ORC) cun sistema de captura de CO2 mediante absorción química que trata os gases de combustión produto do proceso de xeración de vapor na caldeira. O segundo sistema utiliza a auga de mar como fonte de calor e combina etapas de ORC en serie cun ciclo aberto de GNL. Os sistemas propostos compáranse cos sistemas de regasificación instalados a bordo das FSRU.

[Abstract] The present doctoral thesis studies the use of liquefied natural gas (LNG) cold energy to reduce greenhouse gas (GHG) emissions during the regasification process of floating storage regasification units (FSRUs). First, the regasification technology and scientific literature on power cycles for exploiting cold energy from LNG in regasification vessels is reviewed. Then, methods for energy, exergy and economic analysis of the systems are developed and implemented, as well as energy efficiency and environmental indexes and indicators applicable to FSRUs. Finally, two regasification systems are proposed to meet the electrical power demand on board and reduce GHG emissions to almost zero. The first system combines an organic Rankine cycle (ORC) with a CO2 capture system using chemical absorption that treats the flue gas from the steam generation process in the boiler. The second system uses seawater as a heat source and combines ORC stages in series with an open LNG cycle. The proposed systems are compared with the regasification systems installed on board the FSRUs.