| Abstract |
La captura y secuestro de CO2 en acuíferos salinos profundos está siendo considerada en una serie de estudios como una medida para controlar las emisiones de este gas de efecto invernadero. Una opción consiste en inyectar dióxido de carbono en estado supercrítico (sCO2) a un reservorio hidrotermal permeable naturalmente, para utilizarlo posteriormente como fluido de trabajo geotérmico. Con esto se logra, por un lado, secuestrar una gran cantidad de CO2 dentro del reservorio y por otro, extraer calor del subsuelo para su uso en la superficie. Por ello, surge la necesidad de estudiar el comportamiento del CO2 dentro del reservorio geotérmico y de modelar el sistema de potencia superficial para estimar la cantidad de energía eléctrica que se puede generar usando este fluido de trabajo. Existen programas computacionales especializados para simular sistemas térmicos, pero en ocasiones pueden ser limitados e inflexibles, además de que pueden resultar muy costosos, motivando el desarrollo de códigos propios. El software EES permite la codificación y resolución de ecuaciones y el cálculo de propiedades termodinámicas, y es relativamente fácil de adquirir. Por lo tanto, en el presente trabajo, se desarrolla un código en este software para simular una planta de potencia que usa CO2 calentado en un yacimiento geotérmico como fuente de aporte térmico. La planta consiste de un ciclo Rankine Orgánico (ORC) la cual está acoplada al yacimiento mediante un circuito de sCO2, y este a su vez a una planta de combustible fósil la cual es la fuente de emisión del CO2. Para validar el funcionamiento del código, se simuló la misma planta en un software comercial de simulación de procesos y se compararon los resultados mostrando gran concordancia entre ambos. CO2 capture and sequestration in deep saline aquifers is being considered in a series of studies as a measure to control emissions of this greenhouse gas. One option is to inject supercritical carbon dioxide (sCO2) into a natural permeable hydrothermal reservoir for posterior use as a geothermal working fluid. On the one hand, this allows sequestrate a large amount of CO2 inside the reservoir and moreover, mining heat from the underground to be used on the surface. Thus, it arises the need to study the behavior of CO2 inside the geothermal reservoir and to model the surface power system to estimate the amount of electrical power that can be generated using this working fluid. There are specialized computer programs to simulate thermal systems, but sometimes they can be limited and inflexible, and very expensive in addition, which motivate the development of own codes. The EES software allows coding and resolution of equations and calculation of thermodynamic properties, and also is relatively easy to acquire. Therefore, in the present work a code is developed within this software to simulate a power plant that uses CO2 heated in a geothermal reservoir as a thermal source. The plant consists of an Organic Rankine Cycle (ORC) which is coupled to the reservoir through a sCO2 circuit, and this in turn to a fossil fuel plant as a CO2 emission source. To validate the operation of the code, the same plant was simulated in a commercial software and the results were compared showing high agreement between both. |