“Aprovechamiento del biogas producido en rellenos sanitarios
para generar energía eléctrica para autoabastecimiento municipal”
Presenta
M. en C. Luis Eduardo de Ávila
EN LOS SISTEMAS VIVIENTES NADA SE DESPERDICIAEN LOS SISTEMAS VIVIENTES NADA SE DESPERDICIA
Sistema Viviente
Nutrientes
DescomposiciónRegeneración
LOS SISTEMAS INDUSTRIALES GENERAN LOS SISTEMAS INDUSTRIALES GENERAN GRANDES CANTIDADES DE DESPERDICIOGRANDES CANTIDADES DE DESPERDICIO
Bienes deProducción
Bienes deUso
ExtracciónVentas
Desecho
Desperdicio
DesperdicioDe Uso
Desperdicio deProducción
DESPERDICIOS QUE TIENEN DIFERENTE VELOCIDAD DE DEGRADACIÓN
• Cáscara de naranja y de plátano hasta 2 años
• Colillas de cigarro de 1 a 5 años
• Calcetines de lana 1 a 5 años
• Bolsas de plástico 10 a 20 años
• Fibras de nylon 30 a 40 años
• Piel curtida hasta 50 años
• Latas 50 años
• Latas y tapas de aluminio 80 a 100 años
• Botellas de vidrio 1 millón de años
• Botellas de plástico indefinido
VARIABLES QUE INTERVIENEN EN LA DEGRADACIÓN DE LOS DESECHOS
ENERGÍA TIEMPO
EL TIEMPO ES LA VARIABLE MAS DIFÍCIL DE CONTROLAR
• A no ser nuestros amigos de Hollywood, nadie ha inventado aún una máquina para viajar en el tiempo
EN TEORÍA LA VARIABLE ENERGÍA, CADA DÍA ES MÁS FÁCILMENTE CONTROLABLE DEBIDO A LOS
AVANCES TECNOLÓGICOS
Sin embargo existen algunas barreras entre las cuales;
• Inversiones• Capacidad de pago de la población• Intereses de grupos• Marco jurídico
LA REALIDAD ES QUE HOY EN DÍA, LA DISPOSICIÓN FINAL ES LA SOLUCIÓN ECONÓMICAMENTE VIABLE
PARA EL 80% DE LOS DESECHOS GENERADOS
EL SISTEMA MÁS ADECUADO PARA LA DISPOSICIÓN EL SISTEMA MÁS ADECUADO PARA LA DISPOSICIÓN FINAL ES EL RELLENO SANITARIO.FINAL ES EL RELLENO SANITARIO.
BIOGÁSBIOGÁS LIXIVIADOSLIXIVIADOS
TERRENO NATURAL Y MANTO ACUIFEROCERCA PERIMETRALPROTECCION ARBOREACAMINO PERIMETRALDREN PERIMETRALEXCAVACIONGEOTEXTILGEOMEMBRANA
¿EN QUÉ CONSISTE UN RELLENO SANITARIO?
GEOTEXTILMATERIAL FILTRANTE Y DRENESDESECHOS SÓLIDOS COMPACTADOS EN
CELDA DIARIACUBIERTA INTERMEDIALLENADO DE FRANJAS Y PRIMER NIVELLLENADO DE NIVELES SIGUIENTESPOZOS DE VENTEOCUBIERTA FINAL
Bienes deProducción
Bienes deUso
ExtracciónVentas
Desecho
DesperdicioDe Uso
Desperdicio deProducción
Desperdicio
ES PRECISO QUE LA SOCIEDAD COMPRENDA LA NECESIDAD ES PRECISO QUE LA SOCIEDAD COMPRENDA LA NECESIDAD DE CAMBIAR EL ACTUAL CICLO INDUSTRIALDE CAMBIAR EL ACTUAL CICLO INDUSTRIAL
PRODUCCIÓN
SEPARACIÓN
TRANSFORMACIÓN
INSUMOS
LA SOCIEDAD COMPRENDA LA NECESIDAD DE CAMBIAR EL LA SOCIEDAD COMPRENDA LA NECESIDAD DE CAMBIAR EL ACTUAL CICLO…ACTUAL CICLO…
EXISTEN TECNOLOGÍAS NECESARIAS PARA LOGRAR CERRAR EL CÍCLO, PERO SU APLICACIÓN ES POCO VIABLE
• Requieren de altos consumos de energía (pirólisis)• Cambios culturales profundos (separación in situ)• Cambios en marco legal (incentivos económicos)• Adecuadas condiciones económicas de la población
(pago de tarifas)• Participación activa del sector industrial (ciclo de vida del
producto)
SIN EMBARGO, UNA ACCION QUE SE NECESITA LLEVAR A SIN EMBARGO, UNA ACCION QUE SE NECESITA LLEVAR A CABO Y CONTRIBUYE A CERRAR EL CÍCLO, ES LA CABO Y CONTRIBUYE A CERRAR EL CÍCLO, ES LA CAPTACIÓN, TRATAMIENTO Y/O USO DEL BIOGÁSCAPTACIÓN, TRATAMIENTO Y/O USO DEL BIOGÁS, ,
Ya que cuando éste no es controlado se pueden presentar:
recurrentes incendios
desprendimiento de olores desagradables
alto potencial de explosividad
contribuye importantemente a crear el efecto de invernadero
VARIABLES ECONÓMICAS
Demanda Potencialde Biogás
Variables que determinan el consumo
de biogás
Oferta Potencialde Biogás
Variables que determinan
la generación de biogás
RENTABILI
DAD
LA DECISIÓN DE TRATAR U APROVECHAR EL BIOGÁS
LA OFERTA DEPENDE DE FACTORES
a Cantidadde RSMdepositados
a Humedad
a Composición
a Antigüedaddel SDF
a Profundidad
Parámetrosasociados a
la generaciónde biogás
a Tamaño dela población
a Precipitaciónanual mín. y máx.
a Temperaturapromedio anual
a Composiciónde los RSM
> 500,000habitantes
promedionacional
15°C a 30°C
200 - 1000 mm.
Evaluación Técnica
Funcionesde
sensibilidadde los
factoresde campopara el
potencialde
producciónde biogás
Factoresde campo
Rangos deproducción óptima
3 a 15 años
2 a 10 millonesde toneladas
Antigüedad
Tonelaje
Altura Valores acotadospor los extremos
en los SDF( 12 a 30 mts.)
Superficie Valores extremos
en los SDF(16 a 54 ha. )
Valores extremosen los SDF
(200 a 1000 mm/año)
Precipitación
ANTIGUEDAD DEL SITIO DE DISPOSICIÓN FINAL
0.00
1.00
2.00
3.00
4.00
5.00
6.00
7.00
8.00
9.00
10.00
3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
ANTIGÜEDAD (Años)
f(x)
TONELAJE DE RESIDUOS EN EL SITIO DE DISPOSICIÓN FINAL
0.00
1.00
2.00
3.00
4.00
5.00
6.00
7.00
8.00
9.00
10.00
2 3 4 5 6 7 8 9 10
TONELAJE ACUMULADO (Tons.)
f(x)
ALTURA DE RESIDUOS EN EL SITIO DE DISPOSICIÓN FINAL
0.00
1.00
2.00
3.00
4.00
5.00
6.00
7.00
8.00
9.00
10.00
12 14 16 18 20 22 24 26 28 30
ALTURA (Mts.)
f(x)
SUPERFICIE DEL SITIO DE DISPOSICIÓN FINAL
0.00
1.00
2.00
3.00
4.00
5.00
6.00
7.00
8.00
9.00
10.00
16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 50 52 54
SUPERFICIE (Has.)
f(x)
PRECIPITACIÓN PLUVIAL EN EL SITIO DE DISPOSICIÓN FINAL
0.00
1.00
2.00
3.00
4.00
5.00
6.00
7.00
8.00
9.00
10.00
200 300 400 500 600 700 800 900 1000
PRECIPITACIÓN (mm./año)
f(x)
y = 10(1-(A-9)2/62)
y = -2.5+1.25T
y = -6.6666667+0.5555556H
y = -4.210526316+0.2631578947S
y = 10(1-(P-600)2/4002)
Aplicación de Modelos de Predicciónde Producción de Biogás
1. Modelo USEPA
a Los Valores de los parámetrosconstantes fueron proporcionadospara sitios con características deMonterrey (k y Lo).
a Los valores de los parámetros seobtuvieron mediante la ponderaciónde los porcentajes de composiciónde la materia degradable con susrespectivas tasas de decaimiento.El parámetro Lo se calcula por el método estequiométrico.
Q = Lo R [ e-kc - e-kt ]
k RECOMENDADA = 0.066 año-1
(TASA DE DECAIMIENTO)
Lo = 121.2 m3 / tonCH4
k = 0.187 año-1
(PONDERADA)
Lo = 137.39 m3 / tonCH4
Aplicación de Modelos de Predicciónde Producción de Biogás
a Los valores de los parámetrosse obtuvieron mediante elcálculo de las tasas dedecaimiento de cada tipo de materia degradable.
k = 0.231 año-1
(RAPIDAMENTE DEGRADABLE)
k = 0.139 año-1
(MEDIANAMENTE DEGRADABLE)
k = 0.035 año-1
(LENTAMENTE DEGRADABLE)
0,00
10,00
20,00
30,00
40,00
50,00
60,00
70,00
80,00
90,00
1 11 21 31 41 51
AÑO
MIL
LO
NE
S D
E M
3 D
E M
ET
AN
O
RD CH4 m3/año M D C H4 m3/año LD CH4 m3/año TOTAL C H4 m3/año
POTENCIAL DE PRODUCCION DE METANO EN EL SDF. DE MONTERREY, N.L.
KACUMULADA
36%
LA DEMANDA DEPENDE DEL USO POTENCIAL DEL BIOGÁS
GENERACIÓN DE GENERACIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICAENERGÍA ELÉCTRICA
LA DEMANDA DEPENDE DEL USO POTENCIAL DEL BIOGÁS
COMBUSTIBLE PARA COMBUSTIBLE PARA EQUIPOS AUTOMOTORESEQUIPOS AUTOMOTORES
LA DEMANDA DEPENDE DEL USO POTENCIAL DEL BIOGÁS
CALEFACCIÓN O GAS CALEFACCIÓN O GAS PARA CASAS HABITACIÓNPARA CASAS HABITACIÓN
LA DEMANDA DEPENDE DEL USO POTENCIAL DEL BIOGÁS
GAS PARA GAS PARA PROCESOS PROCESOS INDUSTRIALESINDUSTRIALES
Proceso para la Generación de energía eléctrica
ARREGLO TÉCNICO
PSE CONSIDERAN 2 SISTEMAS.vEXTRACCIÓN DE GASvPRODUCCIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA
CAPTACIÓN
GENERACIÓN
CONDUCCIÓN
LIMPIEZA
QUEMADO DEEXCEDENTES
SUCCIÓN
DOSIFICACION
TRANSFORMACIÓNDEL NIVEL
DE VOLTAJE
INTERCONECCIÓNA LA REDPÚBLICA
RED PÚBLICA
ALUMBRADOPÚBLICO
BOMBEO DE AGUAPOTABLE YRESIDUAL
MANEJO DE BIOGAS PRODUCCIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA
Análisis de Barreras Económicas
Variables Consideradas parael Análisis Económico
Valorpresente
neto
Beneficio/Costo
Tasa interna de
retorno
Tiempo derecuperación
Medidade
mérito
Valor económicoactual del proyecto
Relación del beneficioeconómico actual entre
el costo económicoactual del proyecto
Tasa de interés devengadapor el flujo neto de
efectivo del proyecto
Tiempo en que el flujo netode efectivo recupera lainversión del proyecto
Concepto
Resultado
EconómicamenteViable
NoEconómicamente
Viable
Valorpositivo
Mayorqueuno
Mayor que latasa de interésde oportunidad
Menor que eltiempo máximoesperado de
recuperación
Valornegativo
Menorqueuno
Menor que latasa de interésde oportunidad
Mayor que eltiempo máximoesperado de
recuperación
ALTERNATIVA 1-A
GENERACION EN 4.16 KV
requiere subestación elevadora
ALTERNATIVA 1-B
GENERACION EN 13.8 KV
ALTERNATIVA 1
MOTOGENERADORES DE GN
ALTERNATIVA 2-A
GENERACION EN 4.16 KV
requiere subestación elevadora
ALTERNATIVA 2-B
GENERACION EN 13.8 KV
ALTERNATIVA 2
MOTOGENERADORES DE BIOGAS
GENERACION DE ENERGIA ELECTRICA
ALTERNATIVA 3
MOTOCOMPRESORESDE GN
ALTERNATIVA 4
MOTOCOMPRESORESDE BIOGAS
SUMINISTRO DE METANO
ALTERNATIVAS DEINVERSION
OPCIONES COMUNES
1) AUTOABASTECIMIENTO DE AP Y BOMBEO
2) AUTOABASTECIMIENTO DE INMUEBLES
3) VENTA DE ENERGIA ELECTRICA A CFE
OPCIONES COMUNES
1) VENTA A LA INDUSTRIA
2) VENTA A DOMESTICOS
3) VENTA A AUTOMOTORES
4) VENTA A PERMISIONARIOS
5) VENTA A CFE
ANALISIS ECONOMICO DEL APROVECHAMIENTO DEL BIOGASGENERADO EN LOS SDF
a Identificación de barreras técnicas a nivel regional.
a Identificación de barreras técnicas a nivel municipal.
a Identificación de barreras específicas, técnicasy económicas.
a Identificación de barreras específicas, financierassociales, políticas y legales.
a Evaluación general de prefactibilidad.
RESULTADOS PRELIMINARES PROYECTO PREFACTIBILIDAD MONTERREY Y LEÓN
SDF Seleccionados
a Tipo de SDF Tiradero enproceso desaneamiento
a Superficie 25 ha
a Altura 35 m
a Inicio deoperación 1986
aCantidadacumulada 5’397,585 tn
aControl de Biogás
a No. Depepenadores 200 - 300
• Pozos de venteo 7• Pozos de quema 14
LOCALIZACIÓN DEL SITIO DE DISPOSICIÓN
MEX
46
MEX
80
MEX
51
37MEX
110MEX
MEX
45
MEX
110
MEX
90
MEX
15
MEX
37
MEX
110
MEX
43
MEX
45
MEX
120
La Piedad, Mich.
Purandiro
Cuitzeo Porvenir
Moroleón
37MEX
San Francisco Rinc. Gto.
León Gto.
Zamora de Hidalgo
Sahuayo
DISPOSICIÓN FINALSITIO DE
FINAL DE LEÓN.
SDF Seleccionados
a Tipo de SDF RellenoSanitario
a Superficie 44 ha
a Altura 20 m
a Inicio deoperación 1990
aCantidadacumulada 7’500,000 tn
aControl de Biogás
a No. Depepenadores no hay
• Pozos de venteo 5• Pozos de quema no
85MEX
MEX
53
MEX
54
MEX
40
85MEX
DISPOSICIÓN FINALSITIO DE
LOCALIZACIÓN DEL SITIO DE DISPOSICIÓNFINAL DE MONTERREY.
Santa Catarina
Villa de Garcia
Matriz de Contribución Proporcional
Factor de campo PonderaciónEvaluación
Ciudad Jerarquización
Monterrey 9.827150a Valor presente
neto 0.250
a Beneficio / Costo 0.250
a Periodo derecuperación 0.250
aTasa Internade Retorno 0.250
León 9.248275
Matriz de Evaluación General paraSelección del SDF, para la Instrumentación
del Proyecto de Aprovechamiento del Biogás
EvaluaciónSUMACiudad
29.57897León
35.709235Monterrey
Técnica Económica Financiera Social
6.047065 9.248275 8.033630 6.250000
7.632085 9.827150 8.250000 10.000000
CONSIDERACIONES FINALES
ØEL PROYECTO ES VIABLE DESDE SUS ASPECTOS TÉCNICOS, FINANCIEROS, LEGALES, INSTITUCIONALES Y SOCIALES.
ØEL APROVECHAMIENTO DEL BIOGAS PRINCIPALMENTE PARA LA GENERACIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA ES UN PROCESO TECNOLÓGICAMENTE PROBADO. EN ESTADOS UNIDOS EXISTEN CERCA DE 350 PLANTAS Y EN INGLATERRA SE ENCUENTRAN OPERANDO POCO MÁS DE 200
. ØSUS BENEFICIOS EN MATERIA AMBIENTAL SON SIGNIFICATIVOS. SE
ESTIMA UNA REDUCCIÓN SIGNIFICATIVA DE EMISIONES CO2
ØSE ESTÁN INICIANDO A NIVEL INTERNACIONAL LA APLICACIÓN DE ESTÍMULOS A EMPRESAS QUE REDUZCAN EMISIONES QUE INCIDAN EN EL CAMBIO CLIMÁTICO GLOBAL.
ØEN MÉXICO EXISTE UN ALTO POTENCIAL DE UTILIZACIÓN DEL BIOGÁS GENERADO EN RELLENOS SANITARIOS ASOCIADOS A SERVICIOS MUNICIPALES.
Reflexión final
“El verdadero viaje de descubrimiento no es buscar nuevas tierras, sino ver con
nuevos ojos”
Marcel Proust
Top Related