Monte Carlo Valuation of natural gas investments

This paper deals with the valuation of energy assets related to natural gas. In particular, we evaluate a baseload Natural Gas Combined Cycle (NGCC) power plant and an ancillary instalation, namely a Liquefied Natural Gas (LNG) facility, in a realistic setting; specifically, these investments enjoy a long useful life but require some non-negligible time to build. Then we focus on the valuation of several investment options again in a realistic setting. These include the option to invest in the power plant when there is uncertainty concerning the initial outlay, or the option's time to maturity, or the cost of CO2 emission permits, or when there is a chance to double the plant size in the future. Our model comprises three sources of risk. We consider uncertain gas prices with regard to both the current level and the long-run equilibrium level; the current electricity price is also uncertain. They all are assumed to show mean reversion. The two-factor model for natural gas price is calibrated using data from NYMEX NG futures contracts. Also, we calibrate the one-factor model for electricity price using data from the Spanish wholesale electricity market, respectively. Then we use the estimated parameter values alongside actual physical parameters from a case study to value natural gas plants. Finally, the calibrated parameters are also used in a Monte Carlo simulation framework to evaluate several American-type options to invest in these energy assets. We accomplish this by following the least squares MC approach.

Development of catalytic methane reforming systems integrating hydrogen selective PdCu membrane modules

En la presente tesis doctoral se ha estudiado la integración del proceso de producción de hidrógeno con su purificación mediante el empleo de membranas selectivas de hidrógeno. La producción de hidrógeno se realiza empleando catalizadores no convencionales de níquel soportado sobre magnesia y alúmina en un reactor catalítico. Se analiza la actividad de los catalizadores y la producción de hidrógeno mediante distintos procesos con metano como son la oxidación parcial catalítica (OPC), OPC húmeda y reformadoLa purificación de hidrógeno se realiza en un módulo provisto de una membrana selectiva de hidrógeno de PdCu depositado en un soporte poroso cerámico. Una vez optimizada su preparación mediante deposición no electrolítica se caracterizan. Para ello se determina su permeabilidad a distintas temperaturas y realizando ciclos térmicos en atmósferas inerte y de hidrógeno, que puede fragilizar el metal. Una vez preparados los catalizadores y las membranas se integran los dos sistemas y se determinan los parámetros de operación óptimos como la presión de la línea de alimentación y el caudal de gas de arrastre en el módulo de membrana. Ambos parámetros se optimizan para lograr la máxima recuperación de hidrógeno en el módulo de membrana. Por últimos se realizan ensayos completos de producción y purificación, que permiten observar el rendimiento del sistema y también el efecto que los compuestos de la mezcla compleja alimentada a las membranas tienen en su comportamiento. Para concluir la integración de procesos se realizan ensayos añadiendo azufre de forma que el sistema sea más similar al proceso real. Esto permite también analizar el efecto del azufre tanto en los catalizadores como en las membranas.