DISEÑO, MODELADO Y EVALUACIÓN DE UN PROCESO INTEGRADO PARA LA PRODUCCIÓN SOSTENIBLE DE ALCOHOLES A PARTIR DE CO₂ E HIDRÓGENO VERDE

Samuel Stefanoni-Olvera, Ángel Alexis Gómez-Gallardo, Laura Lucia Moreno-Jalhk, Eduardo Sánchez-Ramírez

Resumen


La transición energética global demanda tecnologías para producir combustibles y químicos renovables que aceleren la descarbonización del medio ambiente. Los e-fuels, sintetizados a partir de H2 y CO2, representan una solución prometedora al establecer un ciclo de reutilización de carbono. Esta investigación se centra en el diseño y simulación de procesos integrados para producir e-metanol. Mediante un marco computacional en Aspen Plus y Excel, se integraron las etapas de reacción y purificación en un modelo unificado para evaluar costos operativos, consumo energético y emisiones de CO2 asociadas. Los resultados demuestran que el e-metanol presentó una clara disyuntiva entre costo y productividad. Este trabajo establece una base preliminar para el entendimiento de las etapas de reacción y separación. Se enfatiza que, si bien estos resultados son un primer paso, se requiere una investigación más extensa para abordar la complejidad de estos procesos y asegurar la futura implementación de e-refinerías sostenibles.

Texto completo:

PDF

Referencias


Department of Economic and Social Affairs, U. N. (2015). THE 17 GOALS | Sustainable Development. https://sdgs.un.org/goals

D'Adamo, I., Gastaldi, M., Giannini, M., & N., A.-S. (2024). Environmental implications and levelized cost analysis of E-fuel production under photovoltaic energy, direct air capture, and hydrogen. Environmental Research.

E.Papadis, G. Tsatsaronis, challenges in the decarbonization of the energy sector, Elsevier, 2020.

Fu, L., Ren, Z., Si, W., Ma, Q., Huang, W., Liao, K., Huang, Z., Wang, Y., Li, J. & Xu, P. (2022). Research progress on CO2 capture and utilization technology. Journal of CO2 Utilization, 66, 102260. https://doi.org/10.1016/J.JCOU.2022.102260

Gadalla, M. A., Olujic, Z., Jansens, P. J., Jobson, M. & Smith, R. (2005). Reducing CO2 emissions and energy consumption of heat-integrated distillation systems. Environmental Science and Technology, 39(17), 6860–6870. https://doi.org/10.1021/es049795q

Guo, M., Song, W. & Buhain, J. (2015). Bioenergy and biofuels: History, status, and perspective. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 42, 712–725. https://doi.org/10.1016/J.RSER.2014.10.013

Goren, A. Y., Dincer, I., Gogoi, S. B., Boral, P., & Patel, D. (2024). Recent developments on carbon neutrality through carbon dioxide capture and utilization with clean hydrogen for production of alternative fuels for smart cities. International Journal of Hydrogen Energy , 551-578.

Keith, D. W., Holmes, G., St. Angelo, D. & Heidel, K. (2018). A Process for Capturing CO2 from the Atmosphere. Joule, 2(8), 1573–1594. https://doi.org/10.1016/j.joule.2018.05.006

Khujamberdiev, R. & Cho, H. M. (2024). Biofuels in Aviation: Exploring the Impact of Sustainable Aviation Fuels in Aircraft Engines. Energies 2024, Vol. 17, Page 2650, 17(11), 2650. https://doi.org/10.3390/EN17112650

Reddy, V. J., Hariram, N. P., Maity, R., Ghazali, M. F. & Kumarasamy, S. (2023). Sustainable E-Fuels: Green Hydrogen, Methanol and Ammonia for Carbon-Neutral Transportation. World Electric Vehicle Journal 2023, Vol. 14, Page 349, 14(12), 349. https://doi.org/10.3390/WEVJ14120349

Turton, R. (2001). Analysis, Synthesis and Design of Chemical Process (Fourth Edi, Vol. 40, Issue 6). Prentice Hall.

Van-Dal, É. S. & Bouallou, C. (2013). Design and simulation of a methanol production plant from CO2 hydrogenation. Journal of Cleaner Production, 57, 38–45. https://doi.org/10.1016/J.JCLEPRO.2013.06.008

United Nations. (n.d.). El papel de los combustibles fósiles en un sistema energético sostenible Naciones Unidas. https://www.un.org/es/chronicle/article/el-papel-de-los-combustibles fosiles-en-un-sistema- energético-sostenible.

Shi, K., Guan, B., Zhuang, Z., Chen, J., Chen, Y., Ma, Z., Zhu, C., Hu, X., Zhao, S., Dang, H., Guo, J., Chen, L., Shu, K., Li, Y., Guo, Z., Yi, C., Hu, J., Huang, Z. (2024). Perspectives and Outlook of E-fuels: Production, Cost Effectiveness, and Applications. Energy & Fuels, 7665-7692.


Enlaces refback

  • No hay ningún enlace refback.


Naturaleza y Tecnología, revista electrónica de la División de Ciencias Naturales y Exactas del campus Guanajuato, Universidad de Guanajuato. En ella se reciben para su revisión y arbitraje, artículos originales de investigación, artículos de revisión sobre temas actuales de investigación, así como ensayos sobre diversas temáticas del mundo científico y académico en las áreas de la química, matemáticas, ingeniería, astronomía, biología y farmacia, dentro del ámbito que comprenden las ciencias naturales y exactas, siendo requerido que no hayan sido publicadas o en proceso de publicación en otras revistas. Cuenta también con un Facebook de notas científicas de actualidad como apoyo a la actividad académica de la comunidad universitaria y para conocimiento del público en general como parte de un programa de divulgación científica y tecnológica.

.