Analisi tecnico-economica di un impianto di cattura CO2 tramite MCFC applicato a motori cogenerativi

The common technologies for carbon capture and storage (CCS) have the big disadvantage to require a lot of energy, with the consequence that the efficiency of the power plants decrease. In this thesis, developed in the Energy Department of Politecnico di Milano, the target is the techno-economic evaluation about the feasibility of a post-combustion capture system based on molten carbonate fuel cells. In particular, we study the application on the small-scale CHP plants (2 MWel). The employment of this technology allow us to separate carbon from the flow that is released in the environment. This is possible without affect the performance of the power plant because MCFC produces enough energy to hold up the capture process. The work shows that use MCFC to capture CO2 allow us to reach interesting energetic-environmental results, SPECCA values are between 0.9 and 1.9 MJ/kg_(CO_2 ) and the CCR ones are betweeen 68 % e 84 %, while more cautelative are the results obtained from the economic analysis where it points out COE values greater than 132 €/MWhel and CCA values higher than 102 €/t_(CO_2 ).

Le tradizionali tecnologie per la cattura e lo stoccaggio dell’anidride carbonica (CCS) hanno il grosso svantaggio di richiedere importi quantitativi di energia, con la conseguente riduzione del rendimento degli impianti di potenza. Il presente lavoro di tesi, svolto all’interno del Dipartimento di Energia del Politecnico di Milano, si pone come obbiettivo la valutazione della fattibilità tecnico-economica di un impianto di cattura post-combustione mediante impiego di celle combustibile a carbonati fusi (MCFC). Si studia, in particolare, l’applicazione su impianti cogenerativi di piccola scala (2 MW elettrici). L’impiego di tale strumento consente di ottenere la separazione del carbonio dalla corrente che è rilasciata in ambiente, senza pregiudicare eccessivamente le prestazioni dell’impianto di base. Il lavoro mostra che l’utilizzo di MCFC a scopo di cattura porta ad interessanti risultati al livello energetico-ambientale, i valori di SPECCA risultano compresi tra 0.9 e 1.9 MJ/kg_(CO_2 ) e quelli del CCR tra 68 % e 84 % circa, mentre più cautelativi risultano essere i risultati ottenuti dall’analisi economica da cui si hanno valori di COE maggiori a 132 €/MWhel e di CCA superiori a 102 €/t_(CO_2 ).