Presentacion W2E Oxidación catalitica de RSU abril 2012 para Binicsa
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5652/08.07.99/ga
Madrid, abril de 2012
VALORIZACIÓN ENERGÉTICA DE BIOMASA Y
RESIDUOS MEDIANTE OXIDACIÓN CATALÍTICA EN
PLANTAS DE MEDIANA ESCALA
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INDICE
¿ QUIENES SOMOS?
NUESTRA COMPRENSIÓN DEL MERCADO OBJETIVO
MODELOS DE SOLUCIÓN ENERGÉTICA ACTUALES
SOLUCIÓN DE ENERGÍA DISTRIBUIDA
CONCLUSIONES
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WASTE TO ENERGY DISEÑA, DESARROLLA E INSTALA SOLUCIONES
ENERGÉTICAS ORIENTADAS A RECUPERAR EL PODER ENERGÉTICO
LATENTE EN LA BIOMASA Y RESIDUOS
Waste to Energy desarrolla soluciones energéticas integrales que reciclan el contenido energético de biomasa y residuos para generar energía distribuida limpia y sostenible
El núcleo de nuestra propuesta de valor es el proceso de oxidación catalítica que permite recuperar eficientemente el contenido calórico potencial de biomasa o residuos
Las soluciones desarrolladas se conocen como CHP ( Combined Heat & Power) para ser aprovechadas en distintas aplicaciones ---agua caliente sanitaria, calefacción, generación de frío, vapor de proceso, secado de lodos y biomasa, etc.
Comercializamos nuestra tecnología en proyectos llave en mano
Plantas modulares de reciclaje energético de pequeña y mediana escala de 2 hasta 8 MWe orientadas a resolver el problema de los residuos para aprovecharlos como combustible
Equipos robustos con altas disponibilidades ( mas de 7.640 hrs./año) y vida útil de mas de 20 años
Es una tecnología innovadora probada en distintas partes del mundo y con diferentes tipos de residuos y biomasas
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Ofrecer a nuestros clientes , a través del diseño, fabricación, integración y montaje; las
mejores soluciones energéticas innovadoras basadas en energías limpias que les permitan:
Mejorar su eficiencia energética Disminuir sus estructuras de costes
Desarrollar fuentes alternativas de ingresos Reducir su huella de carbón
NUESTRA MISIÓN
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INDICE
¿ QUIENES SOMOS?
NUESTRA COMPRENSIÓN DEL MERCADO OBJETIVO
MODELOS DE SOLUCIÓN ENERGÉTICA ACTUALES
SOLUCIÓN DE ENERGÍA DISTRIBUIDA
CONCLUSIONES
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EL MODELO ENERGÉTICO ACTUAL, ESTA BASADO EN LA IMPORTACION
DE COMBUSTIBLES FOSILES Y BAJO GRADO DE AUTOABASTECIMIENTO
ENERGÉTICO
PRODUCCIÓN LOCAL DE ENERGÍA Y
GRADO DE AUTOABASTECIMIENTO
Fuente: MITyC, IDAE
CASO ESPAÑOL
DEPENDENCIA DE ENERGÍA PRIMARIA
• Europa importa 400 mil millones € de
energía al año
• En el 2010, España importó el 89% de la
energía total que consumió
• La dependencia energética puede afectar
gravemente la capacidad de crecimiento
de un país
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FALTAN COMBUSTIBLES FÓSILES, PERO SOBRAN RESIDUOS …
4.000 millones de ton de RSU cada año y
creciendo
1 ton de residuo genera 600 Kwe de potencia,
Tan solo el 2% de esa energía potencial se
aprovecha, el resto se entierra
Enterrar la basura sigue siendo el método mas
extendido y utilizado en el mundo para gestionar
los residuos
Oportunidad de aprovechar el poder calorífico
contenido en los residuos para generar energía
limpia y renovable
En algunas ciudades se esta convirtiendo un
asunto crítico resolver el problema de la
basura
Fuente: BCG
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R. Ganaderos R. Agrícolas Mataderos R. Forestales R.S.U R. Industriales R. Lodos
Depuradoras
EN ESPAÑA SE GENERAN MAS DE 250 MILLONES DE T/ AÑO…..
Generación de Residuos en España (1)
(Producción anual)
M
illo
nes
de
ton
elad
as
1.3 18 NA 11.9 2.8 3.0 NA Poder energético
(Mtep (2))
Potencial energético de residuos= 37 M tep
Residuos generados = 250 M T/año
Nota: (1) No se incluyen 31 M de T de escombros, 78 M de T de residuos de minería- cantería
(2) Mtep equivale a millones de toneladas equivalentes de petróleo; 1GWh=0,086ktep
Fuente: Depto. Tratamiento de Residuos y Medio ambiente FCC,
Análisis Waste to Energy Technologies
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LA GESTIÓN DE LOS RESIDUOS VARÍA DEPENDIENDO DEL PAIS, INCLUSO
EN EUROPA EXISTE UN ENORME POTENCIAL DE VALORIZACIÓN
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EN ESPAÑA EL APROVECHAMIENTO ENERGÉTICO DEL RSU ES MUY
BAJO--GRAN PARTE DE LOS RESIDUOS AUN TERMINAN EN VERTEDERO
188 vertederos, muchos de ellos
colmatados y con dificultades de abrir
nuevos
10 incineradoras municipales
2 Millones de t/año de RSU incineradas
Largos períodos de implantación
Dificultades de financiación
Oposición de grupos ambientalistas a la
implancatción de este tipo de proyectos
Situación actual
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INDICE
¿ QUIENES SOMOS?
NUESTRA COMPRENSIÓN DEL MERCADO OBJETIVO
MODELOS DE SOLUCIÓN ENERGÉTICA ACTUALES
SOLUCIÓN DE ENERGÍA DISTRIBUIDA
CONCLUSIONES
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CADA TIPO DE BIOMASA Y RESIDUO REQUIERE DE UN TIPO DE
TECNOLOGÍA ESPECIFICO PARA SU VALORIZACIÓN ENERGÉTICA
PROCESOS MATERIAS PRIMAS TECNOLOGÍAS APLICACIONES
Oxidación Catalítica
Res. Sol. Urbanos
TERMOQUIMICOS
QUIMICOS
BIOQUIMICOS
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DENTRO DE LAS TECNOLOGÍAS DE VALORICACIÓN TERMOQUIMICAS
DE COMBUSTIÓN-- LAS MAS EXTENDIDAS-- PREDOMINA EL MODELO
DE SOLUCIÓN CENTRALIZADA
Solución centralizada Grandes Plantas Valorización de
Biomasa/Residuos
Grandes Plantas de mayor complejidad
Generación energía eléctrica y térmica > a 15 MWe de potencia
Alto consumo de biomasa/ RS > 100- 150 mil t/año
La biomasa y/o residuo viaja; por tanto altos costes logísticos
Largos tiempos de implantación entre permisos y construcción
Elevadas inversiones > 50 M € en plantas biomasa y > 160 M€ en Plantas de RSU
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…REQUIRIENDO DE ELEVADAS INVERSIONES PARA SU CONSTRUCCIÓN Y
LARGOS TIEMPOS DE IMPLANTACIÓN
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ESTUDIOS DE MEJORES PRÁCTICAS INDICAN QUE PARA ASEGURAR
UNA OPTIMA OXIDACIÓN, SE TIENEN QUE CUMPLIR UNA SERIE DE
CONDICIONES – las tres T´s
Una mezcla adecuada del combustible con aire para minimizar la existencia de “ bolsas de productos de
combustión” ricas en combustible y de larga duración
Alcanzar temperaturas suficientemente altas, en presencia de oxígeno, para la destrucción total de los
enlaces de carbono
Evitar la existencia de zonas de baja temperatura que permitan que el combustible parcialmente utilizado
deje la cámara de combustión
El manejo adecuado de las tres T; temperatura, tiempo y turbulencia, así como el flujo adecuado de
oxigeno mediante un diseño y operación optimizados ayudan a cumplir con las características anteriores
El tiempo de residencia en un horno primario o caldera es de 2 segundos requiriéndose una temperatura igual o
superior a 1000 ºC para lograr una combustión completa
La creación de una alta turbulencia dentro de la cámara de combustión ayuda a prevenir la formación de
puntos fríos y la formación de carbón que reduce la eficiencia de la combustión. Es imprescindible asegurarse
que los niveles de oxigeno al final de la zona de combustión se mantengan por encima de los necesaria para una
oxidación completa
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INDICE
¿ QUIENES SOMOS?
NUESTRA COMPRENSIÓN DEL MERCADO OBJETIVO
MODELOS DE SOLUCIÓN ENERGÉTICA ACTUALES
SOLUCIÓN DE ENERGÍA DISTRIBUIDA
CONCLUSIONES
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LA GENERACIÓN DISTRIBUIDA (GD) TENDRA UN PAPEL
FUNDAMENTAL EN EL DESARROLLO DE LAS E.R. ESPECIALMENTE EN
LOS CASOS DE LA BIOMASA Y RESIDUOS
La GD abarca un amplio rango de tecnologías incluyendo muchas E.R., la cuales permitirán la
instalación de pequeñas plantas de energía cerca de los consumidores
El mayor potencial de este tipo de soluciones es la deslocalización del aprovisionamiento
energético a traves de la red
La producción “ in situ” minimiza las perdidas por transmisión y distribución por tanto de
costes, una parte significativa del total del coste de la electricidad ( >30%)
La GD garantiza la continuidad de la oferta electrica en zonas donde la red esta sobrecargada o
en situaciones de corte regional, permitiendo restaurar el servicio en cortos períodos de tiempo
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EL MODELO DE SOLUCIÓN DESARROLLADO POR W2E ES UNO DE
ENERGÍA DISTRIBUIDA
Solución distribuida
Plantas Modulares de valorización de Biomasa/Residuos Industriales
Plantas de reducida escala -- menor complejidad
Generación de energía de potencias bajas de 2 a 8 MWe
Consumo de CDR que se genera en la zona de influencia a < 30 Kms
El residuo no viaja; costes logísticos reducidos y menor huella de carbono
Menor impacto en la red de distribución
Inversiones de menor escala
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RSU PLANTA DE VALORIZACION ENERGETICA CDR
Generador de vapor
Enfriamiento de agua de circulación
Condensación de vapor
Turbina de vapor
Desgasificación de agua de alimentación
Almacenamiento
y Alimentación
CDR a tolvas
A secado
de RSU
Agua a tratamiento
Dosificación y
alimentación
Cenizas
inertes
Gases térmicos
Oxidador catalítico
Generación
eléctrica y vertido a
la red
Agua de proceso
Planta
pre-tratamiento RSU
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EL NUCLEO CENTRAL DE LA SOLUCIÓN ES UN OXIDADOR CATALÍTICO
ENTALPYA®
Gases Calientes
Limpios
Vapor de Agua
- a media
- baja presión
Agua Caliente
Entalpya 50 ®
Ejemplos de aplicaciones
RSU
Residuos Voluminosos
Residuos Industriales
•NFU
•VFU
•Plásticos
•Aceites usados
Valorización de biomasa residual
•Cultivo energético
•Residuos Forestales
•Podas agrícolas y
forestales
•Serrines
•Madera residual
•Papel (Firba Orgánica)
•Lodos de Depuradora
•Pellets
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NUESTRA TECNOLOGÍA SE BASA EN EL PRINCIPIO DE “ OXIDACIÓN
CATALITICA PERFECTA …
Existen tres principios termodinámicos en los que se basa la arquitectura de esta tecnología que la hace eficiente y sin emisiones de gases ni contaminación
• Catálisis elevada a través de la disminución del punto de ignición • Alta velocidad de oxidación y proceso isotérmico • Largos tiempos de contacto
La Catálisis es necesaria para acelerar y reducir el punto de ignición. En el caso de nuestra tecnología, se reduce la temperatura de ignición en hasta un 20%, lo que mejora el rendimiento del proceso. El material con que esta construido el equipo y el uso de catalizadores favorecen la reacción exotérmica
La velocidad de oxidación es clave para que, aun usando residuos de igual poder calorífico, se puedan alcanzar temperaturas más rápidamente. El proceso isotérmico garantiza que no se creen puntos fríos es decir zonas con grandes deltas de temperatura lo que evita la generación de inquemados y asegura la ruptura de los enlaces químicos
Típicamente, el tiempo de contacto necesario para lograr una oxidación completa es de más de 2 segundos. Con esta tecnología se logran tiempos mínimos de 3.2 segundos por lo que se considera una oxidación perfecta.
Esta tecnología basada en estos tres principios, ha permitido diseñar un equipo más eficiente, con menores costes de operación y sin emitir contaminantes ni humos y su aplicación industrial permite que la instalación sea más pequeña y más eficiente
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…EL PROCESO CATALÍTICO REDUCE LA ENERGÍA DE ACTIVACIÓN Y
MEJORA EL RENDIMIENTO DEL EQUIPO…
Energía
Potencial
Reactivos
Productos
Coordenada de Reacción
EafC
EarC
REACCIÓN EXOTÉRMICA Conceptos básicos
El catalizador actúa para reducir la
barrera de la energía de activación en
ambos sentidos de la reacción ( forward &
reverse)
El catalizador estabiliza el estado de
transición y el de activación
El catalizador no afecta la
termodinámica de la reacción, afecta la
cinética de la reacción
Ear = Energía de activación reversible
EafC = Energía de activación catalizada
Eaf Ear
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EL CATALIZADOR “ ESTIMULA” LA REACCIÓN QUIMICA EN LA QUE
LAS SUSTANCIAS CONTAMINANTES SON CONVERTIDAS EN
SUSTANCIAS MENOS CONTAMINANTES
OXIDACIÓN DEL CO HACIA CO2
2CO + O2 2 CO2
OXIDACIÓN DE HIDROCARBUROS INQUEMADOS (HC) O PARCIALMENTE INQUEMADOS HACIA CO2 + H20
CXH2x+2 + ((3x+ 1)/2) O2 X CO2 + (x+1) H2O
O
2CXHy + (2x+ y/2) 2xCO2 + yH2O
REDUCIR NOX HACIA N2 y O2
2NOX X O2 + N2
El catalizador permite reducir las emisiones tóxicas que se producen durante el proceso se
combustión convirtiendo las sustancias contaminantes en sustancias menos contaminantes
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BAJISIMA INERCIA TÉRMICA --PERMITE UNA RÁPIDA RESPUESTA A LA
GENERACIÓN DE ENERGÍA – IDEAL PARA HIBRIDACIÓN CON OTRAS
TECNOLOGÍAS – pe. Eólica o Fotovoltaica
Se alcanzan temperaturas de operación en muy
corto espacio de tiempo
Ej.. Mezcla plásticos-pinturas T~1 2 min
El Oxidador se enfría muy
rápidamente TEMPERATURA SALIDA DE
GASES
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DEBIDO A LA GEOMETRÍA DE LA ARQUITECTURA DEL EQUIPO Y AL
EFECTO CATALÍTICO SE CONSIGUEN ALTOS TIEMPOS DE RESIDENCIA
CON UNA ESCALA MUCHO MENOR AL DE OTRAS TECNOLOGIAS
ALGUNAS CARÁCTERÍSTICAS DEL PROCESO
Alta velocidad de oxidación
No consume combustibles fósiles
Muy baja inercia térmica
Largos tiempos de contacto en equipos de reducida altura (<<
10 mts)
Eliminación de puntos fríos lo que reduce la posibilidad de
generación de inquemados
Alimentación de aire en proporciones cercanas a la
estequiométrica
Bajas emisiones de contaminantes, por tanto pleno
cumplimiento del RD 653
Ejemplo de oxidación con Biomasa
Temperatura de Oxidación
Isotermas radiales
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Contaminantes Legislación Europea(1)
Entalpya ® © Waste to Energy
(2)
Diferencia (%)
CO (mg/Nm3) 50 15,6 69 % Menos
HCl (mg/Nm3) 10 6,6 34 % Menos
NOx (mg/Nm3) 200 69 66 % Menos
SO2 (mg/Nm3) 50 1,6 97 % Menos
Particulates (mg/Nm3) 10 6 * 40 % Menos
Metales
(As,Se,Co,Ni,Mg)
(mg/Nm3)
0,05 <0,05 -
Cadmio (mg/Nm3) 0,05 <0,05 -
Metales (Pb,Cr,Cu,Zn)
(mg/Nm3)
0,05 <0,05 -
Mercury (mg/Nm3) 0,05 <0,05 -
Dioxines y Furanes
(ng/Nm3)
0,1 0,0019 99 % Menos
CUMPLIMIENTO CON LA LEGISLACIÓN LOCAL ( RD 653/2003)– Residuos
Fuente : (1) RD 653/2003 de 30 de Mayo sobre incineración de residuos. (2) Mediciones promedio llevadas a cabo en Planta Puertollano con CDR Anexo V: Valores límite de emisión a la atmósfera.
Medición de Emisiones con RI
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① Mínimo espacio requerido para su instalación
② Alta eficiencia energética
③ Costes de inversión y de operación muy competitivos
④ Alta flexibilidad operativa
⑤ Bajos costes de mantenimiento
⑥ Puede ser operada por personal no especializado
⑦ Altos niveles de disponibilidad
⑧ Equipos que No requieren combustibles fósiles para
operar
⑨ El residuo industrial pasa de ser un problema
medioambiental y económico a un recurso de alto valor
añadido ( potencialmente)
BONDADES Y CARACTERISTICAS DE LA TECNOLOGÍA W2E
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Las Administraciones Regionales y Centrales –
Municipios
Gobiernos Centrales
Concesiones Administrativas
Las empresas Industriales.-
Papeleras
Industria de la Madera
Industria Alimentación
Industria Quimica
Etc.
Gestores de Residuos.-
Residuos Sólidos Urbanos
Residuos Plásticos
Residuos vegetales
Residuos Industriales
Fragmentadoras de VFU
Promotores,Propietarios,generadores de Biomasa
residual.-
Cooperativas
Propietarios forestales
Promotores
Gestores
de
Residuos
Administraciones
y
Municipios
Empresas
Industriales
WASTE TO ENERGY OFRECE SOLUCIONES ENERGÉTICAS ORIENTADAS
A APOYAR A MEJORAR EL MEDIOAMBIENTE
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INDICE
¿ QUIENES SOMOS?
NUESTRA COMPRENSIÓN DEL MERCADO OBJETIVO
MODELOS DE SOLUCIÓN ENERGÉTICA ACTUALES
SOLUCIÓN DE ENERGÍA DISTRIBUIDA
CONCLUSIONES
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CONCLUSIONES EMERGENTES
Se necesita continuar desarrollando el sector de la biomasa y el de los residuos, pero mucho mas rápido
Es necesario que las Admin. Central y Autonómicas agilicen los procedimientos y autorizaciones ( Permitting) para poder cumplir con los objetivos de la UE ( 20-20-20)
Tenemos un importante inventario biomasico y de RSU aun por aprovechar
Además de continuar desarrollando el modelo de grandes plantas, que tienen sus ventajas, es necesario también desarrollar plantas a pequeña escala ( 2 a 10 MWe)
Los proyectos con un modelo de energía distribuida facilita la logística y la conexión a la red y su implantación es rápida
Empresas, Cooperativas y Propietarios de biomasa/residuos pueden capitalizar los beneficios de los proyectos de biomasa/ residuos
La propuesta de Waste to Energy contribuye a llevar a cabo esta oportunidad
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MUCHAS GRACIAS !
Oficinas en México
Tuxpan 77-11 Col. San Jerónimo 10400 México D.F
Tel. (52) 55 68 86 11/15 Fax (52) 55 68 86 12
Oficinas en Madrid
c/Alcalá 121, 1D 28009 Madrid
Tel. (34) 914 362 139 Fax.(34) 914 357 236
Oficinas en Puertollano
c/Alemania Parcela 5.2 M Puertollano, Ciudad Real
Tel. (34) 914 362 139 Fax.(34) 914 357 236
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Maqueta ilustrativa de una Planta de valorización energética
NOTA: La planta definitiva se diseñará en función de las condiciones especificas que nos sean aportadas en su momento por el cliente.
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Maqueta ilustrativa de una Planta de valorización energética
NOTA: La planta definitiva se diseñará en función de las condiciones especificas que nos sean aportadas en su momento por el cliente.
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APLICACIONES INDUSTRIALES
Sistemas de Control de alta tecnología
Principales Subsistemas y Componentes
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APLICACIONES INDUSTRIALES
Gestión de Residuos Hoteles SPAs Hospitales
Valorización de Residuos Industriales
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APLICACIONES INDUSTRIALES
Valorización de Residuos de la Industria de la Madera
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APLICACIONES INDUSTRIALES Valorización de Residuos Industriales para Usos Térmicos en Hospitales
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APLICACIONES INDUSTRIALES Valorización de Plásticos para Trigeneración con Maquinas de absorción
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Cultivo Energético Eucalipto Sarmiento de Trigo Paja de Trigo
Cascara Almendra Restos de Cribas Lodos Depuradora
COMBUSTIBLES ALTERNATIVOS VALORIZABLES
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Cultivo Energético Podas de Olivo Residuo Forestal
COMBUSTIBLES ALTERNATIVOS VALORIZABLES
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Pellets Podas agrícolas CDR
Residuos Fragmentadora Rechazo Plástico Lodos Depuradoras Fibra Orgánica
Residuo Forestal
COMBUSTIBLES ALTERNATIVOS VALORIZABLES