CAPTACIÓN Y VALORIZACIÓN ENERGÉTICA DEL BIOGÁS EN CESPA€¦ · XII CONFERENCIA ATEGRUS SOBRE...

XII CONFERENCIA ATEGRUS SOBRE VERTEDEROS CONTROLADOS

17 de diciembre de 2010

CAPTACIÓN Y

VALORIZACIÓN ENERGÉTICA

DEL BIOGÁS EN CESPA





Índice

PRESENTACIÓN

Introducción

Depósitos controlados del grupo CESPA

EL BIOGÁS Y LA DESGASIFICACIÓN

¿Qué es el biogás?

¿Por qué captamos el biogás?

¿Cómo captamos el biogás?

La desgasificación en CESPA

LA VALORIZACIÓN ENERGÉTICA

El biogás como combustible

Tecnologías disponibles para la valorización energética del biogás

La valorización energética en CESPA

La valorización eléctrica en CESPA

El Proyecto Microphilox

La valorización térmica en CESPA

LOS RETOS FUTUROS Y NUEVAS INICIATIVAS



Índice

PRESENTACIÓN

Introducción




¿Porqué captamos el biogás?













Introducción

CESPA forma parte del grupo Ferrovial y cuenta con una trayectoria empresarial de más

de 35 años en el sector del saneamiento urbano y de la gestión de residuos.

Las actividades de CESPA están divididas en dos áreas principales:

- Servicios urbanos tales como la Limpieza Viaria, el Mantenimiento de Alcantarillado, la

Recogida de Residuos Sólidos Urbanos y la Jardinería.

-Servicios industriales que agrupan todas las actividades relativas a la Gestión de los

Residuos, desde la recogida y tratamiento hasta la deposición final.

Es un objetivo prioritario de la compañía la reducción del impacto ambiental de sus

actividades mediante la diversificación energética, el fomento de las energías renovables

y el incremento de la eficiencia de sus instalaciones.

Uno de los puntos donde esta actuación es más evidente es el tratamiento de residuos en

depósitos controlados, en los cuales está desarrollando una serie de acciones

encaminadas a la reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero.




CASTILLA Y LEON:

Miranda de Ebro

Soria

GALICIA:

As Somozas

Arteixo

MURCIA:

Murcia CASTILLA - LA MANCHA:

Guadalajara

Toledo

Alcázar de San Juan

Albacete

Puertollano

Daimiel

COMUNIDAD DE MADRID:

Colmenar Viejo

San Sebastián de los Reyes

ANDALUCÍA:

Alcalá del Río

Almería

Albox

Villarrasa

El Andévalo

Granada

Nueva Carteya

Carboneras

BALEARES:

Formentera

Ibiza

PAÍS VASCO:

Getxo

Larrabetzu

Zalla

Mutiloa

COMUNIDAD

VALENCIANA:

Alcora

Alicante

Jijona

CATALUÑA:

Palautordera

Hostalets de Pierola

Orís

Reus

Espluga de Francolí

El Papiol

Valls

EXTREMADURA:

Talarrubias

PORTUGAL:

Planalto Beirao

Lipor

Famalicao

41 DEPÓSITOS CONTROLADOS GESTIONADOS POR CESPA 5.200.000 TN GESTIONADAS EN EL AÑO 2009



Índice

PRESENTACIÓN

Introducción












El Proyecto Mirophilox






Composición del biogás

Los principales componentes del biogás son el metano (CH4), el dióxido de

carbono (CO2) y pequeñas trazas de otros compuestos, aunque la composición

varía según la naturaleza de los residuos depositados.

El biogás es un gas saturado de vapor de agua, formado a partir de la

descomposición de la materia orgánica, realizada por acción bacteriana y en

condiciones anaeróbicas.

Componentes minoritarios: H2S, Siloxanos, ...

CH4 (40-60%)

CO2 (30-50%)

N2

(2-10%)

O2

(0-5%)



¿Por qué captamos el biogás?

ASFIXIA

RADICULAR

EFECTO INVERNADERO

RIESGO

DE EXPLOSIÓN

LIXIVIADOS

BIOGÁS

TRATAMIENTO

LIXIVIADOS

OLORES

En España, la actividad de tratamiento y eliminación de residuos contribuye en un

2,83%* en el total de emisiones de gases de efecto invernadero

* Inventario de GEI de España 1990-2006: Sumario Edición 2008

12.268,87 Kilotoneladas eq de CO2 *




BIOGÁS

ESTACIÓN DE REGULACIÓN

COMBUSTIÓN EN

ANTORCHA DE ALTA

TEMPERATURA

CENTRAL DE ASPIRACIÓN POZO CAPTACIÓN




21 INSTALACIONES DE DESGASIFICACIÓN ACTIVA EN OPERACIÓN

En 2009… 77.500.000 Nm3 de biogás

captado y tratado

Se ha evitado la emisión

de 583.000 Teq CO2

BIOGAS

LIXIVIADOS



Índice

PRESENTACIÓN

Introducción


















El metano, principal componente del biogás, es el gas que le confiere las

características combustibles al mismo, dado su poder calorífico.

P.C.I. biogás (50% CH4 )= 4.290 Kcal

EQUIVALENCIAS DEL BIOGÁS CON OTROS COMBUSTIBLES

0,6 Kg de carbón

0,5 l de fuel-oil

1,1 Kg de madera

0,9 l de alcohol

combustible 0,6 l de gasolina

0,4 m3 de gas

natural

4,8 kWh de

electricidad

1 Nm3 de BIOGÁS

50% CH4

4.290 Kcal



DEPÓSITO CONTROLADO

BIOGAS

MOTOGENERADOR

MICROTURBINA

PILA COMBUSTIBLE

LINEA DE GAS NATURAL

CALDERA

RED DE DISTRIBUCIÓN ELÉCTRICA

APROVECHAMIENTO CALORÍFICO

VEHÍCULOS

GAS NATURAL




Valorización

eléctrica

Valorización

térmica


10 INSTALACIONES CON VALORIZACIÓN ENERGÉTICA

23 motores (33,8MWe)

4 plantas secado

lixiviados

1 combustible alternativo

indústria cerámica

2 microturbinas (60 kWe)



Valorización

eléctrica

23 motores (33,8MWe) 23 motores

(33,8MWe)

La valorización eléctrica en CESPA (1)

Los motores de cogeneración constituyen la tecnología más desarrollada para el

aprovechamiento del biogás, pero son aplicables si:

• concentración metano CH4 > 40%

• caudales de biogás > 300 Nm3/h

CESPA dispone de:

• 23 motores de potencias comprendidas entre 624 kW – 2.100 kW

• rendimientos eléctricos 39 – 41%

• valorización de los gases de escape del motor para las plantas de tratamiento de lixiviados



Valorización

eléctrica

2 microturbinas

(60 kWe)

CESPA instaló la primera microturbina en España funcionando con biogás de

vertedero.

La valorización eléctrica en CESPA (2)

Características técnicas:

• Potencia 30 Kw

• Eficiencia eléctrica 26%

• Eficiencia térmica 40%

• % CH4 > 35%

• Caudal 25 Nm3/h



El Proyecto Microphilox (1)

Proyecto MICROPHILOX: Aprovechamiento energético de biogás mediante el uso de microturbinas.

OBJETIVO: Desarrollo de un sistema de depuración biológica del sulfuro de hidrógeno y

siloxanos del biogás, integrado con un sistema en línea de detección y análisis de

siloxanos y el posterior aprovechamiento energético de dicho biogás en un grupo de

microturbinas.

PARTICIPANTES: CESPA PROFACTOR Instituto Químico de Sarrià (IQS – PEINUSA) DURACIÓN: fecha inicio 3/10/2005 – final 31/03/2009

El workshop final tuvo lugar el pasado 26 de marzo en Barcelona durante el cual se

detallaron los logros de Microphilox en el aprovechamiento del biogás.



PREMIOS: El Proyecto MICROPHILOX ha obtenido reconocimientos nacionales e internacionales:

•IX Premios Medio Ambiente 2006 en la categoría de Innovación, Desarrollo y aplicación de las mejores tecnologías organizado por la Fundación Garrigues Medio Ambiente y Expansión. •Energy Globe Awards 2006, categoría nacional, otorgado en Bruselas por la Comisión Europea. •Bioenergía Silver 2008, concedido por la Asociación Técnica para la Gestión de Residuos y Medio Ambiente (ATEGRUS).

El Proyecto Microphilox (2)

PRESUPUESTO: El presupuesto total ha sido de 1.303.319 € y ha recibido financiación a

través del programa LIFE-Medio Ambiente de la Unión Europea con una contribución de

581.806 €.



Valorización

eléctrica

2 microturbinas (60 kWe)

El año 2009..

85.820 MWhe producidos

72.080 MWhe exportados*

*Equivale al consumo

eléctrico de 18.480 hogares






Valorización

térmica

En el año 2002, CESPA realizó un proyecto pionero en España:

La utilización de biogás como combustible alternativo para la fabricación de

materiales cerámicos de alta calidad.

83% de la energía utilizada es renovable y no fósil

48% de reducción en emisiones de CO2

18.005 Tn/año CO2 no emitidos

combustible

alternativo

industria

cerámica

La valorización térmica en CESPA (1)



El Proyecto de USO DEL BIOGÁS COMO COMBUSTIBLE ALTERNATIVO PARA LA PRODUCCIÓN DE PRODUCTOS CERÁMICOS DE ALTA CALIDAD ha obtenido los siguientes reconocimientos: •Subvención del Ministerio de Ciencia y Tecnología dentro del programa PROFIT 2002.

• PREMIOS IDEA 2002 a la mejor iniciativa innovadora otorgado por el Consell Comarcal y Unión Empresarial de la comarca de Anoia y el Ayuntamiento de Igualada. • XIV PREMIOS ENERGÍA. Segundo premio otorgado por el Instituto Catalán de la Energía de la Generalitat de Cataluña. Año 2004 • Premios Europeos de Medio Ambiente en categoría nacional, año 2005, otorgado por la

Fundación Entorno, Empresa y Desarrollo Sostenible.




Valorización

térmica

En 2009…

40.740 MWht valorizados

46.490 m3 de

lixiviados tratados

4 plantas secado

lixiviados


Ahorrado el uso de

4.162.000 m3 gas

natural



Índice

PRESENTACIÓN

Introducción

















1- Aumentar el número de instalaciones de desgasificación y

aprovechamiento energético en los depósitos controlados de

CESPA.

Los retos de futuro (1)

2- Aumentar el rendimiento de las actuales y futuras

instalaciones de valorización energética.

Los retos de futuro para los próximos años están orientados a …



1- Aumentar el número de instalaciones de desgasificación y aprovechamiento

energético en los depósitos controlados de CESPA.

Para ello el Programa de Medio Ambiente de CESPA fija las siguientes acciones

para el año 2010:

• Incrementar en un 3% las emisiones de gases de efecto invernadero evitadas

como consecuencia de la captación de biogás en depósitos controlados de

residuos.

• Aumentar en un 2,5% la generación de energía eléctrica a través del biogás

generado en los depósitos controlados de residuos.




2- Aumentar el rendimiento de las actuales y futuras plantas de valorización

energética.

Para ello contamos con la participación en varios Proyectos de Investigación y

Desarrollo, entre los que destacan:

• Proyecto EMISION II: Uso de materiales residuales para la limpieza de biogás.

Optimización de la valorización energética.

• Proyecto PROBIOGÁS: Desarrollo de sistemas sostenibles de producción y uso

de biogás agroindustrial en España. Aplicaciones potenciales de biogás.

• Proyecto BIOREACTOR: Depósito controlado como bioreactor: Alternativa

hacia una gestión sostenible




Proyecto EMISION II: Uso de materiales residuales para la limpieza

de biogás. Optimización de la valorización energética.

Objetivo: Optimización de las operaciones de depuración de biogás

previas a su valorización energética mediante el uso de materiales

residuales como adsorventes. Evaluación de su viabilidad técnica y

económica.

Nuevas iniciativas (2)



Proyecto PROBIOGÁS: Desarrollo de sistemas sostenibles de

producción y uso de biogás agroindustrial en España.

Aplicaciones potenciales de biogás

- Proyecto Singular y Estratégico. Programa Nacional de Energía.

- 15 Empresas y asociaciones. 13 centros de I+D

Objetivo: Desarrollo de modelos sostenibles de producción y uso de

biogás en entornos agroindustriales, así como la demostración de

su viabilidad y difusión en España




Proyecto BIOREACTOR: Depósito controlado como bioreactor:

Alternativa hacia una gestión sostenible

Objetivo: Demostrar las ventajas económicas y ambientales de un

innovador proceso de gestión de depósitos controlados: el depósito

controlado como biorreactor. Los beneficios, de forma esquemática, que

presenta un depósito controlado gestionado como BIORREACTOR son:

• Aumento de los ratios de producción del biogás. • Incremento significativo del biogás disponible para

aprovechamiento energético.

• Economía de escala debido al incremento del ratio de generación de biogás en un relativo corto período de tiempo.

• Menor coste de tratamiento de los lixiviados generados debido a la significativa transformación biológica y química de los compuestos

orgánicos.

• Anticipación de los procesos de asentamiento y estabilización mecánica del depósito controlado.

• Mediante el uso de la tecnología GPS y la gestión del Depósito

controlado como BIORREACTOR, incremento de la densidad efectiva

y por tanto, incremento de la capacidad del depósito y de su vida útil.




GRACIAS POR SU ATENCIÓN

CESPA Anna Ayats LLorens Àrea Técnica

Responsable biogás



CAPTACIÓN Y VALORIZACIÓN ENERGÉTICA DEL BIOGÁS EN CESPA€¦ · XII CONFERENCIA ATEGRUS SOBRE...

Documents

Transcript of CAPTACIÓN Y VALORIZACIÓN ENERGÉTICA DEL BIOGÁS EN CESPA€¦ · XII CONFERENCIA ATEGRUS SOBRE...