La evaluación tecnoeconómica o análisis tecnoeconómico (abreviado TEA) es un método para analizar el desempeño económico de un proceso, producto o servicio industrial. Por lo general, utiliza modelos de software para estimar el costo de capital, el costo operativo y los ingresos en función de los parámetros de entrada técnicos y financieros. [1] Un resultado deseado es resumir los resultados de una forma concisa y visualmente coherente, utilizando herramientas de visualización como diagramas de tornado y gráficos de análisis de sensibilidad .
En la actualidad, la TEA se utiliza más comúnmente para analizar tecnologías en las industrias química , de bioprocesos , petróleo , energía y similares. Este artículo se centra en estas áreas de aplicación.
Casos de uso
TEA se puede utilizar para estudiar nuevas tecnologías u optimizar las existentes. Idealmente, un modelo tecnoeconómico representa la mejor comprensión actual del sistema que se está modelando. Los siguientes son ejemplos de usos típicos.
- Evaluación de la viabilidad económica: TEA se puede utilizar para anticipar si un proceso será lo suficientemente rentable bajo un cierto conjunto de supuestos. De este modo, puede ayudar a las empresas a evitar la persecución de callejones sin salida.
- Orientación de la investigación y el desarrollo: cuando se combina con análisis de sensibilidad como los diagramas de tornado , TEA se puede utilizar para identificar objetivos de investigación y desarrollo (I + D) con el mayor potencial para mejorar la rentabilidad. De esta manera, puede ayudar a las empresas a llevar sus tecnologías al mercado de manera más eficiente.
- Cuantificación de la incertidumbre y el riesgo: los análisis de sensibilidad como los diagramas de tornado y el análisis de Monte Carlo se pueden utilizar para cuantificar la incertidumbre económica en los resultados del modelo. También se pueden utilizar para identificar qué variables son la fuente de mayor incertidumbre.
Metodología
El análisis tecnoeconómico se realiza utilizando un modelo tecnoeconómico. Un modelo tecnoeconómico es un proceso integrado y un modelo de costos . Combina elementos de diseño de procesos , modelado de procesos , dimensionamiento de equipos, estimación de costos de capital y estimación de costos operativos .
Diseño de procesos
Para empezar, el sistema se define en forma de diagrama de flujo de proceso (PFD). Un PFD típico muestra los principales equipos y flujos de materiales. El término "corriente de material" se refiere a líquidos, sólidos o gases que entran o salen del sistema, o que fluyen de un equipo a otro.
Modelado de procesos
El modelo de proceso utiliza cálculos de balance de materiales e ingeniería para caracterizar más completamente el sistema que se analiza. Los resultados a menudo se resumen en forma de una tabla de balance de materiales o una tabla de flujo, que corresponde al PFD.
Dimensionamiento del equipo
La salida del modelo de proceso se utiliza para:
- Estime los parámetros de dimensionamiento para cada pieza de equipo (es decir, uno o más parámetros que se correlacionan con el costo)
- Estimar los requisitos de servicios públicos para cada equipo (es decir, energía eléctrica, combustible, agua de refrigeración, etc.)
Estimación del costo de capital
Los costos de capital generalmente se estiman utilizando un enfoque factorizado de equipos importantes. [2] [3] Primero, el costo de compra de cada equipo se estima a partir de los resultados de los cálculos del tamaño del equipo, a menudo utilizando relaciones de escala de la ley de potencia . [4] A continuación, se estima el saldo de los costes de capital aplicando factores multiplicadores basados en sistemas similares. [5]
Estimación de costos operativos
Los costos operativos típicos incluyen materias primas, mano de obra operativa, tratamiento y eliminación de desechos, servicios públicos y gastos generales . Los costos de tratamiento de materias primas y residuos se estiman aplicando precios a las tasas de flujo de materias primas y residuos del modelo de proceso. De manera similar, los costos de servicios públicos se estiman aplicando precios a las tarifas de servicios públicos a partir del tamaño del equipo. [5]
La mano de obra operativa se puede estimar en función del tamaño, la cantidad y el tipo de equipo. Los gastos generales generalmente se estiman aplicando factores heurísticos a los costos de capital y la mano de obra operativa. [5]
Análisis de flujo de caja
Los modelos tecnoeconómicos también pueden incluir un análisis de flujo de efectivo descontado para calcular métricas como el valor actual neto y la tasa interna de rendimiento. Un análisis de flujo de efectivo generalmente incorporará parámetros financieros como impuestos y tasas de descuento.
Plataformas
TEA se realiza típicamente usando una de dos plataformas: software de hoja de cálculo , como Microsoft Excel, o un simulador de procesos , como Aspen o SuperPro Designer o una versión abierta basada en python BioSTEAM [6] . En general, ambas plataformas utilizan la metodología descrita anteriormente.
El modelado de hojas de cálculo a menudo se prefiere para tecnologías en etapa inicial y empresas emergentes, ya que tiende a ofrecer mayor flexibilidad, accesibilidad y transparencia. [1] Los simuladores de procesos, por otro lado, ofrecen capacidades de simulación de procesos más poderosas, mayor estandarización y módulos integrados de estimación de costos.
Precisión
Suponiendo un diseño de proceso completo, el enfoque factorizado de equipos principales que se utiliza a menudo en TEA tiene una precisión esperada de -30% a + 50%. [3] En las primeras etapas de desarrollo, sin embargo, el diseño del proceso es a menudo incompleto o inexacto, por lo que los límites de error suelen ser considerablemente mayores.
Recursos
Material educativo
Herramientas en línea
Pautas
- Directrices de evaluación tecnoeconómica para la utilización del CO2 [7]
Referencias
- ↑ a b Burk, C. (enero de 2018). "Modelización tecnoeconómica para el desarrollo de nuevas tecnologías". Progreso en ingeniería química : 43–52.
- ^ Manual de ingenieros químicos de Perry . Robert H. Perry, Don W. Green (8ª ed.). Nueva York: McGraw-Hill. 2008. págs. 9-10. ISBN 978-0-07-159313-7. OCLC 194071107 .CS1 maint: otros ( enlace )
- ^ a b AACE Internacional (2005). Sistema de clasificación de estimación de costos: según se aplica en ingeniería, adquisiciones y construcción para las industrias de procesos; Marco de la TCM: 7.3 - Estimación de costos y presupuestación. Página 2.
- ^ Burk, C. (octubre de 2019). "Aplicación de leyes de escalado en ingeniería de procesos". Progreso en ingeniería química : 52–55.
- ^ a b c Peters, Max S. (2003). Diseño y economía de plantas para ingenieros químicos . Klaus D. Timmerhaus, Ronald E. West (5ª ed.). Nueva York: McGraw-Hill. pag. 273. ISBN 0-07-239266-5. OCLC 50410278 .
- ^ Cortes-Peña, Yoel; Kumar, Deepak; Singh, Vijay; Invitado, Jeremy S. (02/03/2020). "BioSTEAM: una plataforma rápida y flexible para el diseño, simulación y análisis tecnoeconómico de biorrefinerías bajo incertidumbre" . Química e Ingeniería Sostenible ACS . 8 (8): 3302–3310. doi : 10.1021 / acssuschemeng.9b07040 . ISSN 2168-0485 .
- ^ Zimmermann, Arno W .; Wunderlich, Johannes; Müller, Leonard; Buchner, Georg A .; Marxen, Annika; Michailos, Stavros; Armstrong, Katy; Naims, Henriette; McCord, Stephen; Peinado, Peter; Enfermo, Volker (2020). "Directrices de evaluación tecnoeconómica para la utilización de CO2" . Fronteras en la investigación energética . 8 . doi : 10.3389 / fenrg.2020.00005 . ISSN 2296-598X .