APROVECHAMIENTO ENERGÉTICO DE RESIDUOS.

PRODUCCIÓN DE BIOGÁS EN CANARIAS

Autor: Aday Andrés Sosa Rosario Responsables Proyecto: D. Salvador Suárez García Dña. Penélope Ramírez González D. Tomás Cambreleng Lundager Departamento de Energías Renovables

Sustancia u objeto que su poseedor deseche o tenga la intención u obligación de desechar

Domiciliario

Agrícola/Ganadero

Lodo depuradora

¿Qué es un Residuo?

Sustancia u objeto que su poseedor deseche o tenga la intención u obligación de desechar Domiciliario

Agrícola/Ganadero

Lodo depuradora

Factores generación residuos Desarrollo industrial y económico

“Cultura” usar y tirar

¿Qué es un Residuo?

24.380.023 toneladas (INE, 2010)

Producción de residuos urbanos per cápita superior a la media europea (2010)

Situación en España

Fuente: Perfil Ambiental de España 2011. Ministerio de Agricultura, Alimentación y Medio Ambiente. Gobierno de España

Cuarta CCAA en generación de residuos urbanos por habitante

1.439.982 toneladas (INE,2010)

Agravados por : Limitación territorio Fragmentación territorio Turismo: aumento población

¿Y en Canarias?

Aumento RSU

Fracción Orgánica 26,9% Papel y cartón 20,3% Envases 24,9% No envases 28,0%

Territorio protegido

Costes transporte

Residuos ganaderos

Lodos depuradora

¿Y en Canarias?

Cabezas ganado* Año* Estiércol (m3)**

458.009 2012 1.095.630 *Datos provisionales: falta censo ganado bovino provincia Las Palmas. Consejería de Agricultura, Ganadería, Pesca y Aguas. Gobierno de Canarias **Total estimado

Toneladas m.s.* Año A vertedero

17.829,38 2011 99,78% Fuente: Informe de Coyuntura Ambiental de Canarias 2012. Consejería de Educación, Universidades y Sostenibilidad. Gobierno de Canarias. *306 estaciones inscritas, información sólo del 35% de las estaciones inscritas.

Ley 22/2011, de 28 de julio, de residuos y suelos contaminados

Orden prioridad actuaciones: Prevención Preparación para la reutilización Reciclado Otro tipo de valorización, incluida la energética Eliminación

RD 1481/2001, de 27 de diciembre, por el que se regula la eliminación de residuos mediante depósito en vertedero

Jerarquía de residuos

RD 1481/2001, de 27 de diciembre, por el que se regula la eliminación de residuos mediante depósito en vertedero

Jerarquía de residuos

16/07/2006 16/07/2009 16/07/2016

Residuos biodegradables destinados a vertedero respecto a 1995

75% 50% 35%

Ley 22/2011, de 28 de julio, de residuos y suelos contaminados

Orden prioridad actuaciones:

Prevención

Preparación para la reutilización

Reciclado

Otro tipo de valorización, incluida la energética

Eliminación

Jerarquía de residuos

•Compostaje •Biometanización (digestión anaerobia) •Tratamientos térmicos •Tratamientos mecánico-biológicos previos al vertido

Proceso biológico de descomposición materia orgánica en ausencia de oxígeno

Digestión Anaerobia

Materia orgánica Biogás + Microorganismos + Digerido

Metano (CH4) Dióxido Carbono (CO2) Otros gases

Sin Oxígeno

50-75%

25-50%

1-5%

Semilíquido Utilizar agricultura Desarrollo productos fertilizantes

Digestión Anaerobia

Fuente: El sector del biogás agroindustrial en España (2010). Ministerio de Medio Ambiente y Medio Rural y Marino. Elaborado por Miembros de la Mesa del Biogás

Fracción Orgánica de Residuos Sólidos Urbanos (FORSU)

Restos agrícolas y ganaderos

Lodos de depuradora

Residuos de la industria alimentaria

Residuos de plantas de biocombustibles

…

Mezclas de residuos (Co-digestión anaerobia)

Tipos de Residuos

Tipos de Residuos

Fuente: Manual de Estado del Arte de la Co-digestión Anaerobia de Residuos Ganaderos y Agroindustriales. PSE Probiogás (2009)

Tipos de Residuos

Fuente: Biomasa: Digestores Anaerobios. IDAE (2007)

Tres fases

Control del proceso

Tratamiento y valorización energética de residuos. Elias Castells (2012)

Tres fases

Parámetros

Temperatura

pH

Relación C/N

Inhibidores…

Control del proceso

Tratamiento y valorización energética de residuos. Elias Castells (2012)

Hasta 25ºC

25ºC-45ºC

45ºC-60ºC

Óptima crecimento:35-37º

Opciones de utilización del biogás

¿Qué aplicaciones tiene?

Fuente: Informe de Vigilancia Tecnológica: Situación actual de la producción de biogás y de su aprovechamiento. Madrid+d

Opciones de utilización del biogás

¿Qué aplicaciones tiene?

Producción media por m3 de biogás (60% Metano): Eléctrica: 2,07 kWh Térmica: 2,67 kWh

Tecnología MCIA Micro –turbina

Turbina de gas

Stirling Pilas de combustible

Tamaño (MW)

0,03 a 6 0,001 a 0,4 0,5 a 30 0,0250 a 0,055

0,1 a 3

Coste de instalación

(€/MW)

560.000 a

965.000

950.000 a 1.350.000

325.000 a 725.000

900.000 a 1.600.00

3.200.000 a 4.000.000

Coste O&M (€/MW)

6,2 a 16 6,4 a 12 3,2 a 8 4 a 6,4 1,5 a 12,3

Eficiencia sobre PCI

30 a 42 14 a 30 21 a 40 30 26 a 50

Tecnologías para la valorización del biogás

Fuente: Biomasa: Digestores Anaerobios. IDAE (2007)

Tecnologías para la valorización del biogás

Evolución Tecnológica y Prospectiva de Costes de las Energías Renovables. Estudio Técnico PER 2011-2020 IDAE (2011)

Planta piloto Digestión Anaerobia

Principales características:

Volumen 400 l

Sensores pH, rH, temperatura…

Inconvenientes: Volumen funcionamiento

Diversidad de residuos

Elevados tiempos

Pruebas experimentales

Ensayos a escala laboratorio

Ventajas: Mayor número de pruebas

Pequeños volúmenes:

6 fermentadores 100 ml volumen útil

1 fermentador 1500 ml volumen útil

Desventajas: Mayor sensibilidad medidas

Escalabilidad

Ensayos laboratorio

Preparación del ensayo Condiciones de operación

Temperatura: 35ºC

Volumen biogás: Método desplazamiento de líquido

Agitación magnética

Ensayos laboratorio

Ensayos laboratorio

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 2 4 6 8 10 12 14

Bio

gás

acu

mu

lad

o (

ml)

Días

Prueba de instalación

Estiércol cerdo

FORSU:

Biodegradables: Restos comida

Hortalizas

Frutas

Papel…

No envases

No vidrio

No metales

Mezclas estudiadas

FORSU:

Biodegradables: Restos comida

Hortalizas

Frutas

Papel…

No envases

No vidrio

No metales

Mezclas estudiadas

Lodo depuradora

Mezcla tratamiento 1rio y 2rio

Purín de cerdo:

Fracción líquida

Resultados

Producción biodiésel a partir Aceites Vegetales Usados (AVU)

Mezclas con diferentes porcentajes de glicerina

Otras mezclas en estudio

Glicerina

Subproducto

Carbono

Potencial producción de biogás en Canarias

Mezcla de residuos aumenta producción de biogás

Aprovechamiento FORSU

Aplicar a pequeños núcleos población/colectivos

Conclusiones

Separación en origen

APROVECHAMIENTO ENERGÉTICO DE RESIDUOS.

PRODUCCIÓN DE BIOGÁS EN CANARIAS

Autor: Aday Andrés Sosa Rosario Responsables Proyecto: D. Salvador Suárez García Dña. Penélope Ramírez González D. Tomás Cambreleng Lundager Departamento de Energías Renovables