Effect of the Colombian Renewable Energy Law on the Levelized Cost of a Substitute Gaseous Fuel Produced from MSW Gasification

Efecto de la ley colombiana de energías renovables en el costo nivelado del combustible gaseoso sustituto producido a partir de la gasificación de RSU

Colombian municipal solid waste (MSW) production trends indicate that sanitary emergencies could occur in the largest cities of the country by 2030 because of the end of their landfills’ useful life. In this work, the energy recovery from different MSW through the updraft plasma gasification process to produce syngas as a substitute gaseous fuel was assessed from an economic viewpoint. The study was carried out using the results of an implemented model under a thermochemical approach using Aspen Plus. The economic assessment was conducted using the levelized cost of syngas production (LCOS), which was regarded as an economic indicator that considers tax incentives in the context of the Colombian renewable energy regulations (Law 715 of 2014). The combination between operational conditions (air flow and plasma temperature) allowed finding the maximum efficiency by means of a sensitivity analysis. The maximum efficiency ranged from 79,22 to 83,46%, highlighting the flexibility of the plasma gasification process to treat MSW. The lowest levelized syngas production cost reached with tax incentives varied from 13,19 to 22,95 ¢US$/kWh. Therefore, a waste disposal charge was proposed to make these projects feasible, which must range between 11,25 and 23,56 ¢US$/kWh (123-259 US$/t)

Las tendencias de la producción de residuos sólidos urbanos (RSU) en Colombia indican que podrían producirse emergencias sanitarias en las ciudades más grandes del país para 2030 debido a la finalización de la vida útil de sus rellenos sanitarios. En este trabajo se evaluó, desde un punto de vista económico, la recuperación de energía de los diferentes RSU mediante el proceso de gasificación por plasma en contracorriente para producir un gas de síntesis como combustible gaseoso sustituto. El estudio se llevó a cabo utilizando los resultados de un modelo implementado bajo un enfoque termoquímico en Aspen Plus. La evaluación económica se realizó mediante el costo nivelado de la producción de gas natural sintético (LCOS), que se consideró como un indicador económico que considera los incentivos fiscales en el contexto de la legislación colombiana sobre energía renovable (Ley de 1715 de 2014). La combinación entre las condiciones operativas (flujo de aire y temperatura de plasma) permitió encontrar la máxima eficiencia mediante un análisis de sensibilidad. La eficiencia máxima varió entre 79,22 y 83,46 %, destacando la flexibilidad del proceso de gasificación de plasma para el tratamiento de los RSU. El menor costo nivelado de la producción de gas natural sintético alcanzado con los incentivos fiscales varió de 13,19 a 22,95 ¢US$/kWh. Por lo tanto, se propuso un cobro por disposición de residuos para hacer factibles estos proyectos, que debe oscilar entre 11,25 y 23,56 ¢US$/kWh (123-259 US$/t)