Efectos económicos de los CQDs en la captura de carbono
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Resumen
La viabilidad de los proyectos de Captura, Uso y Almacenamiento de Carbono (CCUS) presenta limitaciones financieras críticas asociadas a las inversiones de capital y los costos de operación en la etapa de almacenamiento. Este trabajo estima los efectos económicos de la integración de CQDs en dicha etapa, mediante la estructuración de un modelo empírico de eficiencia termodinámica fundamentado en la respuesta capilar del sistema. El protocolo experimental empleó el método de plato poroso en una matriz de arenisca con granulometría mixta para evaluar el comportamiento de una salmuera base frente a un nanofluido de CQDs a una concentración de 100 ppm. A partir de las curvas de presión capilar y bajo el enfoque analítico de Tiab & Donaldson, se determinaron las variaciones energéticas y el trabajo de drenaje en el medio poroso. Los resultados experimentales demostraron que la adición de CQDs reduce en un 50% la presión de desplazamiento inicial, incrementa en un 27% la capacidad efectiva de almacenamiento y disminuye en un 33.4% el trabajo perdido por histéresis. Finalmente, el modelo empírico desarrollado integra estos parámetros dinámicos con los costos de referencia internacionales de la industria. El análisis cuantitativo demuestra que la optimización del proceso de inyección a escala de poro disminuye los requerimientos energéticos de compresión (OPEX) y mitiga la necesidad de infraestructura de pozos inyectores (CAPEX). De este modo, este trabajo proporciona una metodología analítica que vincula directamente las variables físicas de laboratorio con la optimización financiera de los proyectos de almacenamiento de CO2. (Texto tomado de la fuente)
Abstract
The viability of Carbon Capture, Utilization, and Storage (CCUS) projects presents critical financial limitations associated with capital expenditures and operational expenses during the storage phase. This research estimates the economic impacts of integrating Carbon Quantum Dots (CQDs) into this stage by structuring an empirical thermodynamic efficiency model based on the capillary response of the system. The experimental protocol utilized the porous plate method in a mixed-granulometry sandstone matrix to evaluate the behavior of a base brine compared to a CQD nanofluid at a concentration of 100 ppm. Based on the capillary pressure curves and applying the Tiab & Donaldson analytical framework, the energetic variations and drainage work within the porous medium were determined. The experimental results demonstrated that the addition of CQDs reduces the initial displacement pressure by 50%, increases the effective storage capacity by 27%, and decreases the work lost due to hysteresis by 33.4%. Finally, the developed empirical model integrates these dynamic parameters with international industry reference costs. The quantitative analysis shows that optimizing the injection process at the pore scale decreases compression energy requirements (OPEX) and mitigates the need for injection well infrastructure (CAPEX). Thus, this investigation provides an analytical methodology that directly links laboratory physical variables with the financial optimization of CO2 storage projects.