García Mariaca, Alexander
Llera Sastresa, Eva María (dir.)
Universidad de Zaragoza,
2024
Resumen: El transporte por carretera de mercancías y viajeros tendrá que seguir utilizando tecnologías basadas en la combustión a medio y largo plazo, ya que la electrificación aún está lejos de ser una realidad en este sector. El uso de sistemas de captura y almacenamiento de CO2 (CAC) a bordo podría ser una opción viable para reducir las emisiones de CO2 generadas por este sector. Además, si el CO2 capturado se utiliza como materia prima para producir combustibles sintéticos, la industria podrá volver a utilizarlos, reduciendo así la dependencia de los combustibles fósiles y generando valor añadido al CO2. Sin embargo, la captura y almacenamiento de CO2 en fuentes móviles presenta actualmente varios desafíos. Entre ellos se encuentran el alto consumo de energía de los sistemas CAC tradicionales, el espacio limitado para instalar un sistema CAC a bordo en un vehículo y la dificultad que tendría el sistema CAC para adaptarse a las diversas condiciones de funcionamiento de los motores de combustión interna.
Con base en lo anterior, la primera parte de esta tesis consistió en identificar la técnica de captura de CO2 que mejor se adapta a las características de funcionamiento de un vehículo pesado con motor de combustión interna. Como resultado de la revisión de publicaciones y patentes se determinó que las técnicas de captura de CO2 en postcombustión son las más adecuadas, de esta forma no se modifica el motor de combustión interna y por tanto no afecta las condiciones de operación de este. En concreto, las técnicas más apropiadas son la adsorción por oscilación de temperatura y la absorción por lavado de aminas. La ventaja de estas técnicas es que ambas pueden utilizar el calor residual contenido en los gases de escape en sus procesos. Además, un balance de energía hecho en motores típicos usados en el transporte de mercancías y pasajeros muestra que el calor residual contenido en los gases de escape puede ser utilizado para la desorción de CO2 y para la producción de energía mecánica por medio de la integración de algún sistema adicional. Esto permitiría cubrir parcial o totalmente las necesidades energéticas del sistema de CAC.
Esta tesis opta por hibridar el sistema CAC con un ciclo orgánico Rankine (COR) para aprovechar el calor residual contenido en los gases de escape. Esta decisión se basa en el nivel de desarrollo de esta tecnología y la capacidad del COR para adaptarse a las diferentes condiciones de operación de un motor de combustión interna. Los siguientes pasos de esta tesis fueron seleccionar motores de gas natural (para utilizar el metano producido a partir del CO2 capturado) que operen en vehículos utilizados para el transporte por carretera de mercancías y pasajeros. Estos motores fueron simulados utilizando el software AVL. Las simulaciones se realizaron bajo cuatro cargas de motor y en todo el rango de rpm de cada motor, obteniendo la temperatura, presión y composición de los gases de escape para cada condición establecida. Posteriormente, las presiones de entrada de cada dispositivo del COR se determinaron con base en el cálculo de la presión de entrada en el expansor. Este proceso proporcionó los caudales másicos requeridos de fluido de trabajo y aire de refrigeración, así como la eficiencia térmica del COR, que alcanzó valores máximos del 12.5% en ambos motores. Los resultados también indican que el COR puede suministrar al sistema CAC, que funciona mediante adsorción por oscilación de temperatura, hasta el 60% de la potencia necesaria para una tasa de captura de CO2 del 90% con una carga en el motor del 25%.
Una vez que se estableció que el COR evita penalizaciones excesivas sobre el motor de combustión interna debido a la operación del sistema CAC se realizó una evaluación energética integral del sistema CAC-COR utilizando tres sorbentes diferentes (PPN-6-CH2-DETA, MOF-74-Mg, y carbón activo). Esta evaluación energética se realiza al 70 y 100% de tasa de captura de CO2. Además, este análisis permitió determinar las áreas de los intercambiadores de calor que componen el sistema CAC-COR, lo que facilita el dimensionamiento del sistema y la estimación del espacio necesario para su instalación en los vehículos seleccionados para el estudio. Los resultados muestran una penalización en la potencia del motor inducida por el sistema CAC-COR entre un 1.9% con MOF-74-Mg y un 23.5% con carbón activado al 100% de tasa de captura de CO2, lo que se traduce en un aumento máximo del 6.14% en el consumo de combustible del motor para cubrir esta penalización. Finalmente, el consumo máximo de energía del proceso de captura de CO2 es de 631 kJ/kgCO2, un 10% menor que lo reportado en la literatura para adsorción por oscilación de temperatura.
Luego de realizar el análisis energético y el dimensionamiento de los equipos, se realiza la evaluación tecno-económica del sistema CAC-COR propuesto. Para esta evaluación se diseña el dispositivo adsorción por oscilación de temperatura y se estiman los costes de inversión y operación, así como el valor presente neto y el costo de abatimiento de CO2. Además, se realiza un análisis de sensibilidad para determinar el tamaño del motor necesario para que el retorno de la inversión se logre dentro de la vida útil del vehículo, y se evalúa cuál debe ser el impuesto al CO2 para que la integración del sistema CAC-COR sea rentable en el mismo período de tiempo. El costo de abatimiento de CO2 obtenido para el sistema CAC-COR es inferior a 35 €/tCO2 al 100% de tasa de captura de CO2. Además, con motores de volumen de desplazamiento superior a 18 y 21 L, el costo de abatimiento de CO2 del sistema CAC-COR es cero al 100% y 70% de tasa de captura de CO2, respectivamente. También se determinó que un impuesto a las emisiones de CO2 superior a 71 €/tCO2 permite recuperar la inversión inicial del sistema CAC-COR dentro de la vida útil del vehículo de trabajo pesado para todos los sorbentes evaluados al 100% de tasa de captura de CO2.
En la última parte de esta investigación y para cubrir las dos técnicas de captura de CO2 más prometedoras para el sector del transporte, se diseñó el sistema CAC-COR utilizando la técnica de absorción, específicamente el lavado de aminas. Para este estudio se realizó una evaluación energética y económica de un sistema CAC-COR similar a los desarrollados previamente. Este análisis se lleva a cabo comparando el rendimiento de una amina primaria y una terciaria. Los resultados muestran que el sistema CAC-ORC operando con la amina primaria al 30% en peso logró una tasa de captura de CO2 máxima del 66%, con una penalización en la potencia del motor de solo el 10%. Por otro lado, el análisis económico reveló que el sistema CAC con la amina primaria y sin COR es un 31.8% más barato que un autobús de pila de combustible de hidrógeno y un 26% más barato que un autobús eléctrico de batería. Finalmente, se determinó que las aminas terciarias presentan malos resultados de rendimiento debido a su baja velocidad de reacción.
Según los resultados de las dos técnicas estudiadas para capturar CO2 en vehículos pesados, la adsorción por oscilación de temperatura requiere menos energía térmica para la desorción del CO2 que el lavado de aminas. Por lo tanto, el ciclo orgánico Rankine tiene más calor residual de los gases de escape con adsorción por oscilación de temperatura que con el lavado de aminas, produciendo así más energía mecánica para suplir la demanda energética del sistema CAC. Esto permite lograr tasas de captura más altas con adsorción que con el lavado de aminas, para una misma penalización sobre el motor. Los resultados también muestran que el sistema CAC-COR es energéticamente capaz de operar bajo las diferentes condiciones de operación de un motor de combustión interna sin una gran penalización. Aunado a esto, el costo de abatimiento de CO2 obtenido al integrar el sistema CAC-ORC en un vehículo pesado es menor que el de otras aplicaciones de sistemas CAC. Estos resultados prometedores sugieren que, con un mayor desarrollo e investigación en esta área, la captura de CO2 es una estrategia que debería implementarse, contribuyendo así a la descarbonización de este sector de uso intensivo de energía.
------------------------
The freight and passenger road transport will have to continue using combustion-based technologies in the medium and long term since electrification is still far from being a reality in this sector. Using onboard CO2 capture and storage (CCS) systems could be a feasible option to reduce CO2 emissions generated by this sector. Furthermore, if the captured CO2 is used as raw material for producing synthetic fuels, the industry sector can use these again, thus reducing dependence on fossil fuels and generating added value to CO2. However, CO2 capture and storage in mobile sources currently present several challenges. Among them are the high energy consumption of traditional CCS systems, the limited space to install an onboard CCS system into a vehicle, and the difficulty that the CCS system would have in adapting to the various operating conditions of internal combustion engines (ICE).
Based on the above, the first part of this thesis consisted of identifying the CO2 capture technique that best adapts to the operating characteristics of a heavy-duty internal combustion vehicle (HD-ICEV). As a result of the review of publications and patents, it was determined that post-combustion CO2 capture techniques are the most suitable; in this way, the engine is not modified and, therefore, does not affect its operating conditions. Specifically, the most appropriate techniques are temperature swing adsorption (TSA) and amine-scrubbing absorption. The advantage of these techniques is that both can use the waste heat contained in the exhaust gases in their processes. Furthermore, an energy balance on typical engines used in freight and passenger road transport shows that the waste heat contained in the exhaust gases (EG) can be used for CO2 desorption and by producing mechanical energy by integrating some additional system. This would allow partial or total coverage of the energy needs of the CCS system.
This thesis opts to hybridize the CCS system with an organic Rankine cycle (ORC) to take advantage of the waste heat contained in the EG. This decision is based on the level of development of this technology and the ability of the ORC to adapt to the different operating conditions of an ICE. The following steps in this thesis were to select natural gas HD-ICEs (to use the methane produced from the captured CO2) that operate in vehicles used for freight and passenger road transport. These HD-ICE were simulated using the AVL software. The simulations were conducted under four engine loads and in the entire rpm range of each engine, obtaining the temperature, pressure, and composition of the EG for each established condition. Subsequently, the inlet pressures of each ORC device were determined based on the inlet pressure calculation in the expander. This process yielded the required mass flows of the working fluid and cooling air, as well as the thermal efficiency of the ORC, which reached maximum values of 12.5% in both engines. The results also indicate that the ORC can supply the CCS system, which operates using TSA, with up to 60% of the power needed operating at a carbon capture rate (CCR) of 90% and an engine load of 25%.
Once it was established that the ORC avoids excessive penalties over the ICE due to the operation of the CCS system, a comprehensive energy assessment of the CCS-ORC system using three different sorbents (PPN-6-CH2-DETA, MOF-74-Mg, and active carbon) was performed. This energy evaluation is carried out at 70 and 100% CCR. Furthermore, this analysis made it possible to determine the areas of the heat exchangers that make up the CCS-ORC system, which facilitates the sizing of the system and the estimation of the space necessary for its installation in the vehicles selected for the study. The results show a penalty in engine power induced by the CCS-ORC system between 1.9% with MOF-74-Mg and 23.5% with activated carbon at 100% CCR, translating into a maximum increase of 6.14% in engine fuel consumption to cover this penalisation. Finally, the maximum energy consumption of the CO2 capture process is 631 kJ/kgCO2, 10% lower than that reported in the literature for TSA.
After completing the energy analysis and equipment sizing, the techno-economic evaluation of the proposed CCS-ORC system is conducted. For this evaluation, the TSA device is designed, and the capital and operational expenditures are estimated, as well as the net present value and the cost of CO2 abatement (CAC). In addition, a sensitivity analysis is carried out to determine the size of the engine necessary so that the return on investment is achieved within the vehicle lifespan, and it is evaluated what the CO2 tax should be so that the integration of the CCS-ORC system is profitable in the same period. The CAC obtained for the CCS-ORC system is less than €35/tCO2 at 100% CCR. Additionally, with engines of displacement volume greater than 18 and 21 L, the CAC of the CCS-ORC system is zero at 100% and 70% CCR, respectively. It was also determined that a CO2 emission tax greater than €71/tCO2 allows the initial investment of the CCS-ORC system payback within the lifespan of the HD-ICEV for all sorbents evaluated at 100% CCR.
In the last part of this research and to cover the two most promising CO2 capture techniques for the transportation sector, the CCS-ORC system was designed using the absorption technique, specifically amine-scrubbing. For this study, an energy and economic evaluation of a CCS-ORC system similar to those previously developed was conducted. This analysis is carried out by comparing the performance of a primary and a tertiary amine. The results show that the CCS-ORC system operating with the primary amine at 30 wt% achieved a maximum CO2 capture rate of 66%, with a penalty on engine power of only 10%. On the other hand, the economic analysis revealed that the CCS system with the primary amine and without ORC is 31.8% cheaper than a hydrogen fuel cell bus and 26% cheaper than a battery electric bus. Finally, it was determined that tertiary amines present poor performance results due to their low reaction rate.
According to the results of the two techniques studied to capture CO2 in HD-ICEV, temperature swing adsorption requires less thermal energy for CO2 desorption than amine-scrubbing. Therefore, the ORC has more waste heat from the exhaust gases with temperature swing adsorption than with amine-scrubbing, thus producing more mechanical energy to supply the CCS system energy demand. This allows higher CO2 capture rates to be achieved with adsorption than with amine scrubbing for the same penalty on the engine. The results also show that the CCS-ORC system can operate under the different operating conditions of an ICE without a significant penalty. In addition, the CO2 abatement cost obtained by integrating the CCS-ORC system in a heavy vehicle is lower than that of other CCS system applications. These promising results suggest that, with further development and research in this area, CO2 capture is a strategy that should be implemented, thus contributing to the decarbonization of this energy-intensive sector.
Resumen (otro idioma):
Con base en lo anterior, la primera parte de esta tesis consistió en identificar la técnica de captura de CO2 que mejor se adapta a las características de funcionamiento de un vehículo pesado con motor de combustión interna. Como resultado de la revisión de publicaciones y patentes se determinó que las técnicas de captura de CO2 en postcombustión son las más adecuadas, de esta forma no se modifica el motor de combustión interna y por tanto no afecta las condiciones de operación de este. En concreto, las técnicas más apropiadas son la adsorción por oscilación de temperatura y la absorción por lavado de aminas. La ventaja de estas técnicas es que ambas pueden utilizar el calor residual contenido en los gases de escape en sus procesos. Además, un balance de energía hecho en motores típicos usados en el transporte de mercancías y pasajeros muestra que el calor residual contenido en los gases de escape puede ser utilizado para la desorción de CO2 y para la producción de energía mecánica por medio de la integración de algún sistema adicional. Esto permitiría cubrir parcial o totalmente las necesidades energéticas del sistema de CAC.
Esta tesis opta por hibridar el sistema CAC con un ciclo orgánico Rankine (COR) para aprovechar el calor residual contenido en los gases de escape. Esta decisión se basa en el nivel de desarrollo de esta tecnología y la capacidad del COR para adaptarse a las diferentes condiciones de operación de un motor de combustión interna. Los siguientes pasos de esta tesis fueron seleccionar motores de gas natural (para utilizar el metano producido a partir del CO2 capturado) que operen en vehículos utilizados para el transporte por carretera de mercancías y pasajeros. Estos motores fueron simulados utilizando el software AVL. Las simulaciones se realizaron bajo cuatro cargas de motor y en todo el rango de rpm de cada motor, obteniendo la temperatura, presión y composición de los gases de escape para cada condición establecida. Posteriormente, las presiones de entrada de cada dispositivo del COR se determinaron con base en el cálculo de la presión de entrada en el expansor. Este proceso proporcionó los caudales másicos requeridos de fluido de trabajo y aire de refrigeración, así como la eficiencia térmica del COR, que alcanzó valores máximos del 12.5% en ambos motores. Los resultados también indican que el COR puede suministrar al sistema CAC, que funciona mediante adsorción por oscilación de temperatura, hasta el 60% de la potencia necesaria para una tasa de captura de CO2 del 90% con una carga en el motor del 25%.
Una vez que se estableció que el COR evita penalizaciones excesivas sobre el motor de combustión interna debido a la operación del sistema CAC se realizó una evaluación energética integral del sistema CAC-COR utilizando tres sorbentes diferentes (PPN-6-CH2-DETA, MOF-74-Mg, y carbón activo). Esta evaluación energética se realiza al 70 y 100% de tasa de captura de CO2. Además, este análisis permitió determinar las áreas de los intercambiadores de calor que componen el sistema CAC-COR, lo que facilita el dimensionamiento del sistema y la estimación del espacio necesario para su instalación en los vehículos seleccionados para el estudio. Los resultados muestran una penalización en la potencia del motor inducida por el sistema CAC-COR entre un 1.9% con MOF-74-Mg y un 23.5% con carbón activado al 100% de tasa de captura de CO2, lo que se traduce en un aumento máximo del 6.14% en el consumo de combustible del motor para cubrir esta penalización. Finalmente, el consumo máximo de energía del proceso de captura de CO2 es de 631 kJ/kgCO2, un 10% menor que lo reportado en la literatura para adsorción por oscilación de temperatura.
Luego de realizar el análisis energético y el dimensionamiento de los equipos, se realiza la evaluación tecno-económica del sistema CAC-COR propuesto. Para esta evaluación se diseña el dispositivo adsorción por oscilación de temperatura y se estiman los costes de inversión y operación, así como el valor presente neto y el costo de abatimiento de CO2. Además, se realiza un análisis de sensibilidad para determinar el tamaño del motor necesario para que el retorno de la inversión se logre dentro de la vida útil del vehículo, y se evalúa cuál debe ser el impuesto al CO2 para que la integración del sistema CAC-COR sea rentable en el mismo período de tiempo. El costo de abatimiento de CO2 obtenido para el sistema CAC-COR es inferior a 35 €/tCO2 al 100% de tasa de captura de CO2. Además, con motores de volumen de desplazamiento superior a 18 y 21 L, el costo de abatimiento de CO2 del sistema CAC-COR es cero al 100% y 70% de tasa de captura de CO2, respectivamente. También se determinó que un impuesto a las emisiones de CO2 superior a 71 €/tCO2 permite recuperar la inversión inicial del sistema CAC-COR dentro de la vida útil del vehículo de trabajo pesado para todos los sorbentes evaluados al 100% de tasa de captura de CO2.
En la última parte de esta investigación y para cubrir las dos técnicas de captura de CO2 más prometedoras para el sector del transporte, se diseñó el sistema CAC-COR utilizando la técnica de absorción, específicamente el lavado de aminas. Para este estudio se realizó una evaluación energética y económica de un sistema CAC-COR similar a los desarrollados previamente. Este análisis se lleva a cabo comparando el rendimiento de una amina primaria y una terciaria. Los resultados muestran que el sistema CAC-ORC operando con la amina primaria al 30% en peso logró una tasa de captura de CO2 máxima del 66%, con una penalización en la potencia del motor de solo el 10%. Por otro lado, el análisis económico reveló que el sistema CAC con la amina primaria y sin COR es un 31.8% más barato que un autobús de pila de combustible de hidrógeno y un 26% más barato que un autobús eléctrico de batería. Finalmente, se determinó que las aminas terciarias presentan malos resultados de rendimiento debido a su baja velocidad de reacción.
Según los resultados de las dos técnicas estudiadas para capturar CO2 en vehículos pesados, la adsorción por oscilación de temperatura requiere menos energía térmica para la desorción del CO2 que el lavado de aminas. Por lo tanto, el ciclo orgánico Rankine tiene más calor residual de los gases de escape con adsorción por oscilación de temperatura que con el lavado de aminas, produciendo así más energía mecánica para suplir la demanda energética del sistema CAC. Esto permite lograr tasas de captura más altas con adsorción que con el lavado de aminas, para una misma penalización sobre el motor. Los resultados también muestran que el sistema CAC-COR es energéticamente capaz de operar bajo las diferentes condiciones de operación de un motor de combustión interna sin una gran penalización. Aunado a esto, el costo de abatimiento de CO2 obtenido al integrar el sistema CAC-ORC en un vehículo pesado es menor que el de otras aplicaciones de sistemas CAC. Estos resultados prometedores sugieren que, con un mayor desarrollo e investigación en esta área, la captura de CO2 es una estrategia que debería implementarse, contribuyendo así a la descarbonización de este sector de uso intensivo de energía.
------------------------
The freight and passenger road transport will have to continue using combustion-based technologies in the medium and long term since electrification is still far from being a reality in this sector. Using onboard CO2 capture and storage (CCS) systems could be a feasible option to reduce CO2 emissions generated by this sector. Furthermore, if the captured CO2 is used as raw material for producing synthetic fuels, the industry sector can use these again, thus reducing dependence on fossil fuels and generating added value to CO2. However, CO2 capture and storage in mobile sources currently present several challenges. Among them are the high energy consumption of traditional CCS systems, the limited space to install an onboard CCS system into a vehicle, and the difficulty that the CCS system would have in adapting to the various operating conditions of internal combustion engines (ICE).
Based on the above, the first part of this thesis consisted of identifying the CO2 capture technique that best adapts to the operating characteristics of a heavy-duty internal combustion vehicle (HD-ICEV). As a result of the review of publications and patents, it was determined that post-combustion CO2 capture techniques are the most suitable; in this way, the engine is not modified and, therefore, does not affect its operating conditions. Specifically, the most appropriate techniques are temperature swing adsorption (TSA) and amine-scrubbing absorption. The advantage of these techniques is that both can use the waste heat contained in the exhaust gases in their processes. Furthermore, an energy balance on typical engines used in freight and passenger road transport shows that the waste heat contained in the exhaust gases (EG) can be used for CO2 desorption and by producing mechanical energy by integrating some additional system. This would allow partial or total coverage of the energy needs of the CCS system.
This thesis opts to hybridize the CCS system with an organic Rankine cycle (ORC) to take advantage of the waste heat contained in the EG. This decision is based on the level of development of this technology and the ability of the ORC to adapt to the different operating conditions of an ICE. The following steps in this thesis were to select natural gas HD-ICEs (to use the methane produced from the captured CO2) that operate in vehicles used for freight and passenger road transport. These HD-ICE were simulated using the AVL software. The simulations were conducted under four engine loads and in the entire rpm range of each engine, obtaining the temperature, pressure, and composition of the EG for each established condition. Subsequently, the inlet pressures of each ORC device were determined based on the inlet pressure calculation in the expander. This process yielded the required mass flows of the working fluid and cooling air, as well as the thermal efficiency of the ORC, which reached maximum values of 12.5% in both engines. The results also indicate that the ORC can supply the CCS system, which operates using TSA, with up to 60% of the power needed operating at a carbon capture rate (CCR) of 90% and an engine load of 25%.
Once it was established that the ORC avoids excessive penalties over the ICE due to the operation of the CCS system, a comprehensive energy assessment of the CCS-ORC system using three different sorbents (PPN-6-CH2-DETA, MOF-74-Mg, and active carbon) was performed. This energy evaluation is carried out at 70 and 100% CCR. Furthermore, this analysis made it possible to determine the areas of the heat exchangers that make up the CCS-ORC system, which facilitates the sizing of the system and the estimation of the space necessary for its installation in the vehicles selected for the study. The results show a penalty in engine power induced by the CCS-ORC system between 1.9% with MOF-74-Mg and 23.5% with activated carbon at 100% CCR, translating into a maximum increase of 6.14% in engine fuel consumption to cover this penalisation. Finally, the maximum energy consumption of the CO2 capture process is 631 kJ/kgCO2, 10% lower than that reported in the literature for TSA.
After completing the energy analysis and equipment sizing, the techno-economic evaluation of the proposed CCS-ORC system is conducted. For this evaluation, the TSA device is designed, and the capital and operational expenditures are estimated, as well as the net present value and the cost of CO2 abatement (CAC). In addition, a sensitivity analysis is carried out to determine the size of the engine necessary so that the return on investment is achieved within the vehicle lifespan, and it is evaluated what the CO2 tax should be so that the integration of the CCS-ORC system is profitable in the same period. The CAC obtained for the CCS-ORC system is less than €35/tCO2 at 100% CCR. Additionally, with engines of displacement volume greater than 18 and 21 L, the CAC of the CCS-ORC system is zero at 100% and 70% CCR, respectively. It was also determined that a CO2 emission tax greater than €71/tCO2 allows the initial investment of the CCS-ORC system payback within the lifespan of the HD-ICEV for all sorbents evaluated at 100% CCR.
In the last part of this research and to cover the two most promising CO2 capture techniques for the transportation sector, the CCS-ORC system was designed using the absorption technique, specifically amine-scrubbing. For this study, an energy and economic evaluation of a CCS-ORC system similar to those previously developed was conducted. This analysis is carried out by comparing the performance of a primary and a tertiary amine. The results show that the CCS-ORC system operating with the primary amine at 30 wt% achieved a maximum CO2 capture rate of 66%, with a penalty on engine power of only 10%. On the other hand, the economic analysis revealed that the CCS system with the primary amine and without ORC is 31.8% cheaper than a hydrogen fuel cell bus and 26% cheaper than a battery electric bus. Finally, it was determined that tertiary amines present poor performance results due to their low reaction rate.
According to the results of the two techniques studied to capture CO2 in HD-ICEV, temperature swing adsorption requires less thermal energy for CO2 desorption than amine-scrubbing. Therefore, the ORC has more waste heat from the exhaust gases with temperature swing adsorption than with amine-scrubbing, thus producing more mechanical energy to supply the CCS system energy demand. This allows higher CO2 capture rates to be achieved with adsorption than with amine scrubbing for the same penalty on the engine. The results also show that the CCS-ORC system can operate under the different operating conditions of an ICE without a significant penalty. In addition, the CO2 abatement cost obtained by integrating the CCS-ORC system in a heavy vehicle is lower than that of other CCS system applications. These promising results suggest that, with further development and research in this area, CO2 capture is a strategy that should be implemented, thus contributing to the decarbonization of this energy-intensive sector.
Resumen (otro idioma):
Pal. clave: control de la contaminación atmosférica ; motores de combustión interna ; tecnología de vehículos de motor ; procesos de transferencia de calor
Titulación: Programa de Doctorado en Energías Renovables y Eficiencia Energética
Plan(es): Plan 509
Área de conocimiento: Ingeniería y Arquitectura
Nota: Presentado: 17 12 2024
Nota: Tesis-Univ. Zaragoza, , 2024
Aportación del TFG/M a la Sostenibilidad: Asegurar el acceso a energías asequibles, fiables, sostenibles y modernas para todos. Desarrollar infraestructuras resilientes, promover la industrialización inclusiva y sostenible, y fomentar la innovación. Tomar medidas urgentes para combatir el cambio climático y sus efectos.
Enlace permanente:
Visitas y descargas
Registro creado el 2025-03-19, última modificación el 2025-03-19
