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Resumen: Se determinan estrategias termodinámicas para la conversión energética de Residuos Sólidos Urbanos (RSU) en plantas de incineración bajo condiciones sub-estequiométricas. La valoración energética de RSU es una alternativa para mitigar los impactos ambientales que genera su disposición final, siendo la producción de RSU de la ciudad de Medellín (Colombia) de aproximadamente 1800 ton/día. El análisis se lleva a cabo mediante un modelo en equilibrio termoquímico del proceso de gasificación, donde se estudia el efecto del contenido de humedad y la relación equivalente combustible-aire en el proceso termoquímico. El potencial energético de los RSU de la ciudad es de 28 a 44 MW eléctricos. Las estrategias termodinámicas para aprovechar energéticamente los RSU en plantas de incineración bajo condiciones sub-estequiométricas, de modo autotérmico y evitando la fusión de cenizas, establecen que el proceso se debe llevar a cabo con una relación equivalente combustible-aire de gasificación entre 1.5 y 3.3, independiente del contenido de humedad de los RSU. Abstract: In this study, thermodynamic strategies are determined for the energy conversion of Municipal Solid Wastes (MSW) in incineration plants under sub-stoichiometric conditions. Energy generation from MSW is an alternative to mitigate the environmental impacts derived by their final disposal, being the production rate of MSW in Medellin city (Colombia) of about 1800 ton/day. The analysis is conducted by means of a thermochemical equilibrium model of the gasification process, where the effect of moisture content and fuel-air equivalence ratio on the thermochemical process is studied. The energy potential of MSW from the city is between 28 and 44 MWe. The thermodynamic strategies for energy recovery from MSW in incineration plants at sub-stoichiometric conditions, under auto-thermal regimens and avoiding ash fusion, establish that the process must be carried out with a fuel-air equivalence ratio between 1.5 and 3.3, regardless of the moisture content of the MSW.

Este artículo presenta el análisis de prefactibilidad de dos proyectos de generación de electricidad a partir de biomasa (madera). El primero considera la madera cosechada para energía en un núcleo forestal con plantación de Pino (caso 1), y el segundo, biomasa residual de un núcleo con plantación de Teca (caso 2). La potencia eléctrica que puede ser producida de forma sostenible por el núcleo forestal es de 2,2 MWe para el Pino, y 1,0 MWe para la Teca. Considerando las potencias a generar, luego de una rigurosa búsqueda bibliográfica, se concluye que el método más apropiado para la generación de energía es el proceso termoquímico de gasificación acoplado a motores de combustión. Mediante un análisis técnico-económico se obtiene el costo de generación (USD/kWe-h) de cada una de las alternativas tecnológicas, concluyendo que las opciones de menor costo de generación están alrededor de 0,061 USD/kWe-h para 1,0 MWe, y 0,058 USD/kWe-h para 2,2 MWe, asumiendo que la biomasa no tiene costo de adquisición (0 USD/ton). Este cálculo es considerado como la línea base para proyectos de generación de energía con biomasa en Colombia. El estudio se complementa con un análisis de aplicabilidad a proyectos MDL, donde la venta de Certificados de Emisiones Reducidas (CERs) reduciría el costo del kWe-h entre 0,003 y 0,01 USD/kWe-h, para los dos proyectos de generación. No obstante, no se podría asegurar ni el precio, ni la venta de los CERs, pues a la fecha no existe un instrumento que prorrogue el protocolo de Kioto, el cual comprende un primer período entre los años 2008 a 2012. This article presents the feasibility analysis of two electricity generation projects with wood biomass. The first one considers a wood harvested for energy from a forest with pine plantation (case 1), and the second one, biomass residues from a teak plantation (case 2). Electric power that can be produced is 2.0 MWe for pine's case, and 1.0 MWe for teak. Considering the power to generate and after a strict literature search and analysis, the most suitable electricity generation technology is thermo-chemical process of gasification coupled with combustion engines. Generation cost (USD/kWe-h) is calculated for each technological alternative with a technical-economic analysis, as result the lowest costs are approx. 0.061 USD/kWe-h for 1.0 MWe, and 0.058 USD/kWe-h for 2.2 MWe, assuming that biomass' cost is zero (0 USD/ton). This is considered the baseline for electricity generation projects with biomass in Colombia. The research is complemented with a CDM projects applicability analysis, finding that the sale of Certified Emission Reductions (CERs) would reduce kWe-h cost between from 0.003 to 0.01 USD/kWe-h, in the studied power plants. However, neither the price neither the sale of CERs can be guarantee because there is not a tool to extend the Kyoto protocol, which comprises a first period between 2008 and 2012.