Calculadora preliminar de central termoeléctrica a carbón
Herramienta conceptual para estimar potencia, energía anual, consumo de carbón, rendimiento térmico, emisiones de CO₂, CAPEX, OPEX, ingresos y payback simple de una central a carbón. El cálculo es referencial y debe complementarse con estudios ambientales, permisos, abastecimiento de combustible, calidad del carbón, control de emisiones, agua de enfriamiento y conexión eléctrica.
Figura 1. Cómo usar la calculadora a carbón
Datos de entrada
Resumen de datos de entrada (Planta a Carbón)
Tipo de tecnología:
Permite seleccionar una central subcrítica, supercrítica, ultra-supercrítica o con captura de carbono. La tecnología afecta la eficiencia térmica, emisiones y costo de inversión.
Potencia nominal:
Corresponde a la potencia eléctrica instalada de la central, expresada en MW. Puede representar una unidad o varias unidades generadoras.
Factor de planta:
Indica el porcentaje del año en que la central opera efectivamente respecto a su potencia nominal. Las plantas de base pueden operar con factores altos, mientras que plantas de respaldo pueden operar menos horas.
Eficiencia térmica:
Relación entre la energía eléctrica producida y la energía térmica del carbón. Centrales subcríticas suelen estar en rangos menores, mientras que centrales supercríticas y ultra-supercríticas alcanzan mejores rendimientos.
Poder calorífico inferior del carbón:
Energía térmica disponible por tonelada de carbón. Carbones de mejor calidad tienen mayor PCI y requieren menor consumo para producir la misma energía.
Factor de emisión de CO₂:
Emisiones aproximadas por MWh generado. Se usa para estimar impacto ambiental y comparación con otras tecnologías.
CAPEX, OPEX y precio de energía:
Permiten estimar inversión, costos de operación, ingresos anuales y retorno simple del proyecto.
Tipo de tecnología:
Permite seleccionar una central subcrítica, supercrítica, ultra-supercrítica o con captura de carbono. La tecnología afecta la eficiencia térmica, emisiones y costo de inversión.
Potencia nominal:
Corresponde a la potencia eléctrica instalada de la central, expresada en MW. Puede representar una unidad o varias unidades generadoras.
Factor de planta:
Indica el porcentaje del año en que la central opera efectivamente respecto a su potencia nominal. Las plantas de base pueden operar con factores altos, mientras que plantas de respaldo pueden operar menos horas.
Eficiencia térmica:
Relación entre la energía eléctrica producida y la energía térmica del carbón. Centrales subcríticas suelen estar en rangos menores, mientras que centrales supercríticas y ultra-supercríticas alcanzan mejores rendimientos.
Poder calorífico inferior del carbón:
Energía térmica disponible por tonelada de carbón. Carbones de mejor calidad tienen mayor PCI y requieren menor consumo para producir la misma energía.
Factor de emisión de CO₂:
Emisiones aproximadas por MWh generado. Se usa para estimar impacto ambiental y comparación con otras tecnologías.
CAPEX, OPEX y precio de energía:
Permiten estimar inversión, costos de operación, ingresos anuales y retorno simple del proyecto.
Resultados
Ingrese los datos y presione calcular.
Datos referenciales de centrales a carbón existentes
| Central | País | Referencia de potencia | Comentario |
|---|---|---|---|
| Taichung | Taiwán | ≈ 5.5 GW a carbón | Frecuentemente citada entre las mayores centrales a carbón del mundo. |
| Bełchatów | Polonia | ≈ 5.1 GW | Gran central europea a lignito. |
| Tuoketuo | China | ≈ 6.7 GW | Complejo termoeléctrico de gran escala. |
| Ejemplo unidad moderna | General | 600 a 1000 MW por unidad | Rango típico de unidades supercríticas o ultra-supercríticas modernas. |
Figura 2. Esquema típico de central a carbón
Comentarios finales: ambiente, operación y seguridad
Aspectos relevantes de una central a carbón:
Emisiones atmosféricas:
Además de CO₂, se deben controlar material particulado, SO₂, NOx y metales traza mediante filtros de mangas o precipitadores electrostáticos, desulfurización, quemadores de bajo NOx y otros sistemas ambientales.
Cenizas y residuos:
La combustión genera cenizas de fondo y cenizas volantes. Su manejo requiere almacenamiento, transporte, disposición autorizada o valorización industrial cuando sea posible.
Agua de enfriamiento:
El ciclo de vapor requiere condensación, por lo que el sitio debe evaluar disponibilidad de agua, torres de enfriamiento, descarga térmica y permisos ambientales.
Comparación tecnológica:
Las centrales supercríticas y ultra-supercríticas reducen consumo específico y emisiones por MWh frente a unidades subcríticas, aunque siguen siendo intensivas en carbono respecto a tecnologías bajas en emisiones.
Emisiones atmosféricas:
Además de CO₂, se deben controlar material particulado, SO₂, NOx y metales traza mediante filtros de mangas o precipitadores electrostáticos, desulfurización, quemadores de bajo NOx y otros sistemas ambientales.
Cenizas y residuos:
La combustión genera cenizas de fondo y cenizas volantes. Su manejo requiere almacenamiento, transporte, disposición autorizada o valorización industrial cuando sea posible.
Agua de enfriamiento:
El ciclo de vapor requiere condensación, por lo que el sitio debe evaluar disponibilidad de agua, torres de enfriamiento, descarga térmica y permisos ambientales.
Comparación tecnológica:
Las centrales supercríticas y ultra-supercríticas reducen consumo específico y emisiones por MWh frente a unidades subcríticas, aunque siguen siendo intensivas en carbono respecto a tecnologías bajas en emisiones.