Abstract:
CONDITION FOR PROJECT PUBLICATION. Ecuador faces growing energy demand and dependence on fossil fuels, which emphasizes the need to diversify energy sources with alternatives that provide environmental and economic benefits. In this context, the present study aimed to perform an exergetic and techno-economic analysis of the Fischer–Tropsch process simulation, using 112.02 t/h of CO₂ captured from a fermentation plant and 15.12 t/h of green H₂ as feed streams. The simulation was developed in Aspen Hysys V.14 for the simultaneous production of gasoline (C₅–C₁₁) and light olefins (C₂–C₃), considering the stages of feed compression, FT synthesis, and product purification.
The simulation incorporated heat integration with a recirculation system for unreacted gases, achieving energy savings and a total productivity of 11.08 t/h of gasoline, 14.04 t/h of ethylene, and 1.21 t/h of propylene. The Fischer–Tropsch process reached an overall exergy efficiency of 87.68 % and a total exergy destruction of 357.44 MW, mainly attributed to internal irreversibilities. The techno-economic evaluation demonstrated a positive Net Present Value (NPV) and an Internal Rate of Return (IRR) of 9.96%, confirming its industrial feasibility under local market conditions. By year 30, the cumulative cash flow reached USD 3 409 millions, validating the project’s long-term value generation and positioning the FT process as a sustainable alternative for Ecuador’s energy transition.
Keywords: Power-to-Liquid, synthetic fuels, exergy, techno-economic analysis.
Description:
CONDICIONAMIENTO DE PUBLICACION DE PROYECTO. Ecuador enfrenta una creciente demanda energética y una dependencia de los combustibles fósiles, lo que resalta la necesidad de diversificar las fuentes de energía mediante alternativas que aporten beneficios ambientales y económicos. En este contexto, el presente estudio tuvo como objetivo realizar un análisis exergético y tecnoeconómico de la simulación del proceso Fischer–Tropsch (FT), utilizando 112.02 t/h de CO₂ capturado de una planta de fermentación y 15.12 t/h de H₂ verde como corrientes de alimentación. La simulación se desarrolló en Aspen Hysys V.14 para la producción simultánea de gasolina (C₅–C₁₁) y olefinas ligeras (C₂–C₃), considerando las etapas de compresión de la alimentación, síntesis FT y purificación de productos.
La simulación incorporó integración de calor con un sistema de recirculación de gases no reaccionados, logrando ahorros energéticos y una productividad total de 11.08 t/h de gasolina, 1.04 t/h de etileno y 1.21 t/h de propeno. El proceso Fischer–Tropsch alcanzó una eficiencia exergética global de 87.68 % y una destrucción total de exergía de 357.44 MW, atribuida principalmente a irreversibilidades internas. La evaluación tecnoeconómica demostró un Valor Presente Neto (VPN) positivo y una Tasa Interna de Retorno (TIR) de 9.96 %, confirmando su viabilidad industrial bajo las condiciones del mercado local. Para el año 30, el flujo de caja acumulado alcanzó USD 3409 millones, validando la capacidad del proyecto de generar valor a largo plazo y posicionando al proceso FT como una alternativa sostenible para la transición energética en Ecuador.