Estudio BIOGÃS - Altercexa
Estudio BIOGÃS - Altercexa
Estudio BIOGÃS - Altercexa
Create successful ePaper yourself
Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.
INFORME COMPLEMENTARIO SOBRE EL ESTUDIO DE<br />
SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA, EN EL MARCO DEL PROYECTO DE<br />
COOPERACIÓN TRANSFRONTERIZA ESPAÑA-PORTUGAL<br />
ALTERCEXA, PARA EL APOYO AL CAMBIO CLIMÁTICO A TRAVÉS<br />
DEL FOMENTO DE LAS ENERGÍAS RENOVABLES EN<br />
EXTREMADURA, ALENTEJO Y CENTRO.<br />
Diciembre 2010
INDICE<br />
INDICE<br />
1
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 1. EL BIOGÁS<br />
INDICE<br />
2
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 2. TIPOS DE BIOGÁS<br />
INDICE<br />
3
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
INDICE<br />
4
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 3. APLICACIONES DEL BIOGÁS<br />
INDICE<br />
5
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
INDICE<br />
6
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 4. TECNOLOGÍAS DEL BIOGÁS<br />
INDICE<br />
7
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 5. COSTES DEL BIOGÁS<br />
INDICE<br />
8
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 6. MARCO LEGAL DEL BIOGÁS<br />
INDICE<br />
9
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 7. EVOLUCIÓN DEL BIOGÁS<br />
INDICE<br />
10
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 8. BARRERAS Y MEDIDAS<br />
INDICE<br />
11
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 9. EMISIONES DE CO2<br />
INDICE<br />
12
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 10. INSTALACIONES EN EXTREMADURA<br />
INDICE<br />
13
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
INDICE<br />
14
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 11. INSTALACIONES FUERA DE EXTREMADURA<br />
INDICE<br />
15
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 12. INVESTIGACIONES Y PROYECTOS<br />
INDICE<br />
16
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 13. CONCLUSIONES<br />
INDICE<br />
BIBLIOGRAFÍA<br />
17
CAPITULO 1.<br />
EL BIOGÁS
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
1 OBJETIVO DEL INFORME<br />
CAPITULO 1. EL BIOGÁS<br />
El objeto del informe que se presenta a continuación es aportar información complementaria<br />
al <strong>Estudio</strong> de soluciones viables para el aprovechamiento del biogás como fuente de energía en<br />
Extremadura, en el ámbito del proyecto de Cooperación Territorial Transfronteriza ALTERCEXA,<br />
“medidas de Adaptación y Mitigación al Cambio Climático a través del impulso de las Energías<br />
Alternativas en Centro, Extremadura y Alentejo” presentado por la empresa adjudicataria<br />
OGESA S.L.<br />
Son objetivos del proyecto ALTERCEXA en el ámbito del estudio para el aprovechamiento del<br />
biogás en Extremadura los siguientes:<br />
• Permitir la correcta identificación y caracterización del potencial de aprovechamiento del<br />
biogás en Extremadura.<br />
• Detectar y fomentar el desarrollo de las mejores soluciones y aplicaciones para el<br />
aprovechamiento del biogás en Extremadura.<br />
• Fomentar la utilización del sistema de biogás en el territorio extremeño.<br />
Para ello en primer lugar se deberá analizar la evolución del sector de las energías renovables y<br />
en particular el sector del biogás a nivel internacional, nacional y autonómico.<br />
2 DEFINICIÓN DEL BIOGÁS<br />
2.1 DEFINICIÓN BIOMASA O SUSTRATO<br />
El término biomasa o sustrato se refiere a toda la materia orgánica que proviene de desechos<br />
de animales (estiércol), árboles, plantas, desechos orgánicos, que pueden ser convertidos en<br />
energía; o las provenientes de la agricultura (residuos de maíz, café, arroz, etc.), del<br />
aserradero (podas, ramas, aserrín, cortezas) y de los residuos urbanos (aguas residuales,<br />
basura orgánica y otros). Se refiere por tanto a cualquier tipo de materia orgánica que ha<br />
tenido su origen inmediato como consecuencia de un proceso biológico natural. El término<br />
biomasa comprende tanto a los productos de origen vegetal y a los de origen animal que se<br />
produce u obtiene en si cualquier proceso agroindustrial, agropecuario o agrícola.<br />
Página | 2
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPITULO 1. EL BIOGÁS<br />
La biomasa representa en la actualidad dos tercios de las energías renovables en Europa y se<br />
espera que la bioenergía desempeñe un papel clave en la consecución de los ambiciosos<br />
objetivos aprobados por la directiva de energías renovables, con la que se pretende abastecer,<br />
como mínimo, un 20% de la electricidad generada para el año 2020, cuando actualmente la<br />
cuota es del 8,5%<br />
2.2 LA DIGESTIÓN ANAERÓBICA<br />
La digestión anaeróbica, también denominada biometanización, es un proceso biológico<br />
fermentativo que ocurre en ausencia de oxígeno, en el cual gracias a la acción de una serie de<br />
microorganismos bacterianos, la materia orgánica se descompone, dando como resultado dos<br />
productos principales:<br />
1) Biogás<br />
El término biogás incluye una mezcla de gases producidos a lo largo de las múltiples<br />
etapas del proceso de descomposición de la materia orgánica y en las que intervienen<br />
una población heterogénea de microorganismos . Fundamentalmente el biogás está<br />
compuesto por metano y dióxido de carbono, mezclado en menor proporción con<br />
distintas gases.<br />
2) Digestato.<br />
Página | 3
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
3 TIPOS DE BIOGAS<br />
CAPITULO 1. EL BIOGÁS<br />
Dependiendo del substrato orgánico del que proceda y de las características de las<br />
instalaciones de generación-captación del biogás, el biogás utilizable como energía renovable<br />
se puede agrupar en los siguientes tipos:<br />
• Biogás de Vertedero (biodigestión natural)<br />
• Biogás de Digestores (biodigestión provocada en instalaciones industriales)<br />
3.1 BIOGÁS DE VERTEDERO (BIODIGESTIÓN NATURAL)<br />
Su aprovechamiento se produce una vez sellados los vertederos de residuos sólidos urbanos<br />
(RSU) y en función de su composición pueden presentar impurezas de siloxanos, compuestos<br />
fluorados y clorados<br />
3.1.1.1 Opciones de tratamiento de los residuos urbanos biodegradables: compost o<br />
biometanización.<br />
Las opciones de tratamiento a las que pueden ser destinados los residuos biodegradables (RB)<br />
dependen en gran medida de la forma en que se lleve a cabo su recogida.<br />
Digestión Aerobia (Compost)<br />
Para obtener compost de calidad mediante procesos de digestión aerobia en una instalación<br />
que trabaje con unos rendimientos aceptables, es necesario que:<br />
• La alimentación a estas plantas proceda de la recogida selectiva de RB con la suficiente<br />
limpieza y ausencia de contaminantes.<br />
• Además de los residuos más biodegradables (como residuos de cocina o de jardinería, por<br />
ejemplo) es necesario añadir residuos que den estructura a la masa a compostar (por ejemplo,<br />
astillas)<br />
• Los ratios que pueden obtenerse en procesos de compostaje son:<br />
Producción de compost: 40-50% (en peso) de la cantidad de RB entrante en la planta<br />
(siempre que el residuo entrante en la planta proceda de recogida selectiva).<br />
Degradación de carbono: 50% (en peso) en compost y 50% al aire.<br />
Página | 4
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
Digestión Anaerobia (Biogás y Digestato)<br />
CAPITULO 1. EL BIOGÁS<br />
Como anteriormente se comentó, la biometanización consiste en una digestión anaerobia,<br />
donde se obtiene biogás (principalmente dióxido de carbono y metano) que puede<br />
aprovecharse para generar energía mediante su combustión y una fase semisólida<br />
denominada digestato, que sometido a tratamiento adicional (habitualmente compostaje),<br />
puede ser utilizado a continuación en agricultura.<br />
La biometanización está indicada para residuos con un contenido alto de humedad (60-99%<br />
de humedad), al contrario que el compostaje que requiere residuos con menos humedad. Por<br />
el contrario, los residuos leñosos, que contienen un alto contenido en lignocelulosa, son más<br />
adecuados para el compostaje. No obstante se ha constatado que las plantas de<br />
biometanización tienen problemas de funcionamiento al tratar materia orgánica con muchos<br />
impropios procedente de recogida de la fracción resto, la que se deposita en los contenedores<br />
marrones o verdes, por lo que es necesario fomentar la recogida selectiva de materia orgánica<br />
en origen.<br />
3.1.1.2 Biogás de vertedero controlado de residuos<br />
La producción de biogás en un vertedero es variable en el tiempo, con un máximo alrededor<br />
de los 2-3 años tras el vertido.<br />
El proceso de degradación de la materia orgánica puede durar más de 20 años:<br />
• Los residuos de comida se degradan en un 50% en 1-2 años<br />
• Los residuos de jardín se degradan en unos 5 años<br />
• Los residuos de papel, madera y textiles se degradan en unos 15 años.<br />
• Los residuos como plásticos y gomas no se descomponen.<br />
Una tonelada de RSU con un contenido de materia orgánica del 50% genera aproximadamente<br />
200 m3 de biogás.<br />
No es posible captar todo el biogás generado: un 30-35% del mismo se perderá a través de la<br />
superficie del vertedero.<br />
Las características del biogás dependen principalmente de la composición de los RSU y de la<br />
humedad.<br />
CARACTERÍSTICAS DEL BIOGÁS<br />
TEMPERATURA (ºC) 35-40<br />
PESO ESPECÍFICO (kg/Nm3) 0,95<br />
PODER CALORÍFICO INFERIOR (kJ/Nm3) 18.000<br />
PRODUCCIÓN (Nm3/Tn RSU) 200<br />
RENDIMIENTO DE CAPTACIÓN (%) 65-70%<br />
Tabla 3.1.Características del biogás de vertedero. Fuente: Tecnologías Avanzadas de Generación Eléctrica. Plantas Biogás<br />
Vertedero. Octubre 2001. EVE Ente Vasco de la Energía<br />
Página | 5
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPITULO 1. EL BIOGÁS<br />
3.2 BIOGÁS DE DIGESTORES (BIODIGESTIÓN PROVOCADA EN INSTALACIONES<br />
INDUSTRIALES)<br />
Dentro de este tipo se pueden diferenciar tres subgrupos, dependiendo del origen de los<br />
sustratos a digerir:<br />
• Biogás de Depuradoras de Aguas Residuales<br />
• Biogás FORSU (Fracción Orgánica de Residuos Sólidos Urbanos)<br />
• Biogás Agroindustrial<br />
En algunos casos se requerirán mezclas (codigestión) para hacer los procesos viables.<br />
De los tipos de biogás anteriores, el más noble y con menor cantidad de impurezas es el<br />
obtenido a partir de residuos agroindustriales. No obstante, en los casos donde se usen como<br />
substrato los estiércoles y purines pueden aparecer cantidades significativas de sulfuro de<br />
hidrogeno en el biogás, que será preciso depurar antes de su aprovechamiento energético<br />
3.2.1 BIOGÁS DE DEPURADORAS DE AGUAS RESIDUALES.<br />
Este biogás se genera a partir de la digestión anaeróbica de los fangos primarios de las plantas<br />
de tratamiento de aguas residuales .<br />
• Lodos de estaciones depuradoras de aguas residuales urbanas<br />
• Lodos de estaciones depuradoras de aguas residuales industriales<br />
3.2.2 BIOGÁS FORSU (Fracción Orgánica de Residuos Sólidos Urbanos).<br />
Este biogás se genera a partir de la fracción orgánica procedente de los RSU<br />
3.2.3 BIOGÁS AGROINDUSTRIAL.<br />
El sector agroindustrial es la principal fuente generadora de subproductos y compuestos<br />
orgánicos. Los subproductos y residuos que forman el grupo de las materias primas<br />
agroindustriales son los que provienen de:<br />
• La agricultura<br />
• La pesca<br />
• La ganadería<br />
• La industria alimentaria<br />
• La industria bioenergética<br />
industrias de biodiesel (subproductos vegetales)<br />
industrias de bioetanol (subproductos vegetales)<br />
Página | 6
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
biorrefinerías.<br />
Glicerina<br />
CAPITULO 1. EL BIOGÁS<br />
Entre estos tipos de materias primas agroindustriales merece mencionar por su potencial en la<br />
producción de biogás las siguientes:<br />
De origen animal:<br />
→ Purín de cerdo<br />
→ Estiércol de vaca<br />
→ Gallinaza<br />
→ Restos de otras especies<br />
De origen vegetal:<br />
→ Hierba<br />
→ Hoja de remolacha<br />
→ Paja<br />
→ Trigo<br />
→ Cultivos energéticos (con una elevada producción de biogás)<br />
→ Microalgas<br />
De la Industria Alimentaria de origen vegetal: bagazo de la industria cervecera o residuos<br />
hortofrutícolas (citrícolas, del olivo y las almazaras, etc)<br />
→ Excedentes<br />
→ No conformes<br />
→ Subproductos de su transformación<br />
→ Etc<br />
Otros residuos de la Cadena alimentaria: residuos y aceites de gastronomía<br />
De la Industria Alimentaria de origen animal: subproductos de origen animal no<br />
destinados al consumo humano (SANDACH).<br />
→ Residuos cárnicos<br />
→ Residuos lácteos<br />
→ Residuos del pescado<br />
.<br />
Página | 7
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
4 CARACTERÍSTICAS DEL BIOGÁS<br />
CAPITULO 1. EL BIOGÁS<br />
4.1 COMPOSICIÓN MEDIA DEL BIOGÁS<br />
La riqueza del biogás depende del material digerido y del funcionamiento del proceso.<br />
La producción de biogás para cada tipo de substrato es variable en función de su carga<br />
orgánica y de la biodegradabilidad de la misma.<br />
En general, los residuos orgánicos industriales y la Fracción orgánica de Residuos Sólidos<br />
Urbanos (FORSU) presentan potenciales elevados de producción. Los residuos ganaderos y los<br />
lodos de depuradora presentan, sin embargo, potenciales menores, debido al relativamente<br />
bajo contenido en materia orgánica y a la baja biodegradabilidad de la misma.<br />
Existen opciones que permiten mejorar la producción de biogás de estos residuos:<br />
→ mezcla con residuos de mayor producción potencial (codigestión)<br />
→ pretratamiento para mejorar la degradabilidad del substrato<br />
→ aumento de la temperatura para mejorar la velocidad de crecimiento de los<br />
microorganismos y la eficiencia de la fase hidrolítica.<br />
El biogás es un combustible formado sustancialmente por los siguientes gases:<br />
COMPUESTOS DEL BIOGÁS (%)<br />
Metano, CH 4 50-75<br />
Dióxido de carbono, CO 2 25-45<br />
Vapor de agua, H 2 O 1-2<br />
Monóxido de carbono, CO 0-0,3<br />
Nitrógeno, N 2 1-5<br />
Hidrógeno, H 2 0-3<br />
Sulfuro de hidrógeno, H 2 S 0,1-0,5<br />
Oxígeno, O 2 0,1-1,0<br />
Tabla 4.1.Compuestos del Biogás (%). Fuente: El sector del biogás agroindustrial en España. Mesa sobre materia prima agraria y<br />
biocombustibles. Ministerio de Medio Ambiente, y Medio Rural y Marino. Madrid 16 Septiembre de 2010.<br />
Página | 8
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
Tabla 4.2.Componentes del biogás en función del substrato utilizado. Fuente: Coombs, 1990<br />
CAPITULO 1. EL BIOGÁS<br />
COMPONENTES DEL BIOGÁS EN FUNCIÓN DEL SUBSTRATO UTILIZADO<br />
COMPONENTES RESIDUOS<br />
AGRÍCOLAS<br />
LODOS DE<br />
DEPURADORA<br />
RESIDUOS<br />
INDUSTRIALES<br />
GAS DE<br />
VERTEDERO<br />
Metano 50-80% 50-80% 50-70% 45-65%<br />
Dióxido de carbono 30-50% 20-50% 30-50% 34-55%<br />
Agua Saturado Saturado Saturado Saturado<br />
Hidrógeno 0-2% 0-5% 0-2% 0-1%<br />
Sulfuro de hidrógeno 100-700 0-1% 0-8% 0,5-100 ppm<br />
ppm<br />
Amoniaco Trazas Trazas Trazas Trazas<br />
Monóxido de carbono 0-1% 0-1% 0-1% Trazas<br />
Nitrógeno 0-1% 0-3% 0-1% 0-20%<br />
Oxígeno 0-1% 0-1% 0-1% 0-5%<br />
Compuesto orgánicos Trazas Trazas Trazas 5 ppm*<br />
*termpemos,esteres<br />
5 PRODUCCIÓN DEL BIOGÁS EN FUNCIÓN DEL SUSBTRATO<br />
UTILIZADO<br />
PRODUCCIÓN DEL BIOGÁS EN FUNCIÓN DEL SUBSTRATO UTILIZADO<br />
TIPO DE RESIDUOS Contenido orgánico Sólidos volátiles<br />
(%)<br />
Producción<br />
de biogás<br />
(m3/Tn)<br />
Purines de cerdo Hidratos de carbono, lípidos y 3-5 10-20<br />
proteínas<br />
Fangos residuales Hidratos de carbono, lípidos y 3-4 17-22<br />
proteínas<br />
Fangos residuales Hidratos de carbono, lípidos y 15-20 85-110<br />
concentrados<br />
proteínas<br />
FORSU separada en<br />
origen<br />
Hidratos de carbono, lípidos y<br />
proteínas<br />
20-30 150-240<br />
Tabla 5.1.Producción del biogás en función del substrato utilizado. Fuente: Coombs,, 1990<br />
Página | 9
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
5.1 EQUIVALENCIAS ENERGÉTICAS DEL BIOGÁS<br />
CAPITULO 1. EL BIOGÁS<br />
Fuente: El sector del biogás agroindustrial en España. Mesa sobre materia prima agraria y biocombustibles. Ministerio de Medio<br />
Ambiente, y Medio Rural y Marino. Madrid 16 Septiembre de 2010.<br />
El biogás es un gas combustible cuya composición depende fundamentalmente del tipo de<br />
sustrato utilizado y digerido en el proceso, y su alta concentración en metano (CH4), de<br />
elevada capacidad calorífica (5.750 kcal / m3), le confiere características combustibles ideales<br />
para su aprovechamiento energético en motores de cogeneración, calderas, turbinas,<br />
pudiendo por tanto generar electricidad, calor o ser utilizados como biocarburantes.<br />
La equivalencia energética del biogás depende de la concentración de metano que haya en él,<br />
ya que el poder calorífico del CO2 es nulo. Así cuanto mayor sea la cantidad de metano en el<br />
biogás, mayor será el poder calorífico del mismo.<br />
Gas Natural<br />
De manera aproximada, se puede constatar que el gas natural tiene un contenido en metano<br />
(CH4) del 100%.<br />
1 Nm3 de Gas Natural = 11 kWh<br />
La cantidad de metano (CH4) necesaria para obtener 10 kWh de energía total es de 1 m3 de<br />
metano<br />
1 Nm3 CH4 ≈ 10 kWh<br />
Biogás<br />
• 1 Nm3 de biogás (97 % de metano) = 9,67 kWh<br />
• 1 Nm3 de biogás (65 % de metano) =Energía de 0,65 m3 de gas natural<br />
Combustibles<br />
• 1 litro de Gasolina = 9.06 kWh<br />
• 1 litro de Diesel = 9.8 kWh<br />
Energía Eléctrica<br />
El rendimiento eléctrico de un motor es del 40 –45%<br />
• 1 m3 de biogás = 2,8 kWh de energía eléctrica renovable.<br />
Página | 10
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPITULO 1. EL BIOGÁS<br />
Ilustración 5.1. Criterios de equivalencia energética del biogás respecto de otras fuentes de energía. Fuente: CIEMAT<br />
6 PROCESO DE FORMACIÓN DEL BIOGÁS<br />
Fuente: Informe de Vigilancia Tecnológica madri+d. “Situación actual de la producción de biogás y de su aprovechamiento”<br />
Fuente: El sector del biogás agroindustrial en España. Mesa sobre materia prima agraria y biocombustibles. Ministerio de Medio<br />
Ambiente, y Medio Rural y Marino. Madrid 16 de Septiembre de 2010. (Pavslostathis y Giraldo-Gómez, 1991). Adaptado de<br />
Pavlostathis, S.G., Giraldo-Gómez, E. (1991)<br />
6.1 INTRODUCCIÓN<br />
La digestión anaeróbica es un proceso microbiológico que, en condiciones anaerobias<br />
(ausencia de oxigeno) permite transformar la materia orgánica en metano. Se compone de<br />
múltiples etapas en la que intervienen una población heterogénea de microorganismos.<br />
El proceso completo se puede resumir en dos fases principales, una primera hidrolítica<br />
fermentativa y una segunda metanogénica.<br />
Fase Hidrolítica:<br />
Los polímeros orgánicos son metabolizados mediante hidrólisis y fermentación microbiana en<br />
una mezcla de ácidos grasos volátiles (acético, propiónico, butírico, valérico, láctico…),<br />
carbónico e hidrogeno.<br />
Página | 11
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPITULO 1. EL BIOGÁS<br />
Fase Metanogénica:<br />
En la segunda fase, encadenada con la primera, se transforman los productos finales de la<br />
misma en metano y dióxido de carbono, mediante las bacterias metanogénicas que son<br />
anaeróbicas estrictas.<br />
6.2 ETAPAS DE LA DIGESTIÓN ANAERÓBICA<br />
6.2.1 Etapa de hidrólisis<br />
La hidrólisis es el primer paso necesario para la degradación de la materia orgánica compleja.<br />
En esta etapa, las bacterias hidrolíticas actúan sobre las macromoléculas orgánicas<br />
despolimerizándolas enzimáticamente en los correspondientes monómeros o fragmentos más<br />
sencillos. Así, los lípidos son degradados por enzimas hidrolíticas (lipasas) a ácidos grasos de<br />
cadena larga y glicerina. Las proteínas son hidrolizadas por proteasas en proteosas, péptidos y<br />
aminoácidos, y los polisacáridos son convertidos en monosacáridos.<br />
6.2.2 Etapa acidogénica<br />
Los compuestos solubles obtenidos en la etapa anterior son transformados por las bacterias<br />
acidogénicas en ácidos grasos de cadena corta (ácidos grasos volátiles), alcoholes, amoníaco,<br />
hidrógeno y dióxido de carbono. Los ácidos grasos volátiles son principalmente ácido acético,<br />
propiónico, butírico y valérico. En esta etapa se debe controlar la cantidad de hidrógeno,<br />
porque el metabolismo de las bacterias acidogénicas depende de él.<br />
6.2.3 Etapa acetogénica<br />
Mientras que algunos productos de la fermentación (hidrógeno y ácido acético) pueden ser<br />
metabolizados directamente por los organismos metanogénicos, los productos intermedios<br />
(ácido propiónico, butírico, etc.) necesitan ser transformados en productos más sencillos,<br />
a través de las bacterias acetogénicas. Como principales productos se obtienen ácido<br />
acético, hidrógeno y dióxido de carbono que, posteriormente, pueden ser aprovechados por<br />
las bacterias metanogénicas. Las bacterias acetogénicas también necesitan un control<br />
exhaustivo de la concentración de hidrógeno, ya que con una elevada presión de hidrógeno se<br />
reduce la formación de acetato, produciendo preferentemente ácido propiónico, butírico o<br />
etanol en vez de metano<br />
6.2.4 Etapa metanogénica<br />
En la etapa final del proceso, las bacterias metanogénicas transforman el ácido acético,<br />
hidrógeno y dióxido de carbono en metano y dióxido de carbono. Las bacterias responsables<br />
Página | 12
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPITULO 1. EL BIOGÁS<br />
de este proceso son anaeróbicas estrictas. Se distinguen dos tipos de microorganismos, los que<br />
degradan el ácido acético a metano y dióxido de carbono (bacterias metanogénicas<br />
acetoclásicas) y los que reducen el dióxido de carbono con hidrógeno a metano y agua<br />
(bacterias metanogénicas hidrogenófilas).<br />
La principal vía de producción de metano es la primera, con alrededor del 70% del metano<br />
producido. Este es un proceso lento y constituye la etapa limitante del proceso de degradación<br />
anaeróbica.<br />
Ilustración 6.1.Etapas de la fermentación anaeróbica . Fuente: Informe de Vigilancia Tecnológica madri+d. “Situación actual de<br />
la producción de biogás y de su aprovechamiento” (Pavslostathis y Giraldo-Gómez, 1991).<br />
Página | 13
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPITULO 1. EL BIOGÁS<br />
Ilustración 6.2.Etapas de la fermentación anaeróbica . Fuente: El sector del biogás agroindustrial en España. Mesa sobre materia<br />
prima agraria y biocombustibles. Ministerio de Medio Ambiente, y Medio Rural y Marino. Madrid 16 de Septiembre de 2010.<br />
(Pavslostathis y Giraldo-Gómez, 1991). Adaptado de Pavlostathis, S.G., Giraldo-Gómez, E. (1991)<br />
6.3 PARÁMETROS QUE AFECTAN AL PROCESO DE DIGESTIÓN<br />
Los factores físicos y químicos que condicionan este proceso son varios. A continuación se<br />
describen los más importantes<br />
6.3.1 Nutrientes<br />
Para el desarrollo del proceso se necesita, además de una fuente de carbono y energía, la<br />
presencia de una serie de nutrientes minerales (nitrógeno, azufre, fósforo, potasio, calcio,<br />
magnesio, etc.). En el medio a digerir debe haber una relación adecuada entre nutrientes para<br />
el desarrollo de la flora bacteriana.<br />
Relación entre nutrientes<br />
Fuente: Informe de Vigilancia Tecnológica madri+d. “Situación actual de la producción de biogás y de su aprovechamiento”<br />
Página | 14
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPITULO 1. EL BIOGÁS<br />
La relación C/N debe estar comprendida entre 15/1 y 45/1, ya que valores inferiores<br />
disminuyen la velocidad de reacción. Para el fósforo la relación óptima es 150/1.<br />
Fuente: El sector del biogás agroindustrial en España. Mesa sobre materia prima agraria y biocombustibles. Ministerio de Medio<br />
Ambiente, y Medio Rural y Marino. Madrid 16 Septiembre de 2010.<br />
Una de las ventajas inherentes al proceso de digestión anaerobia es su baja necesidad de<br />
nutrientes como consecuencia de su pequeña velocidad de crecimiento. No obstante, resulta<br />
fundamental para la estabilización del proceso que la relación C/N se mantenga entre 20/1 y<br />
30/1 y la relación N/P más adecuada es de entre 1/5 y 1/7<br />
Normalmente, la FORSU, los residuos ganaderos y los fangos de depuración de aguas<br />
residuales presentan nutrientes en las proporciones adecuadas. Sin embargo, en la digestión<br />
de ciertos residuos industriales puede ser necesario la adición de dichos elementos o bien un<br />
post-tratamiento aeróbico.<br />
6.3.2 Temperatura<br />
La digestión anaeróbica se puede llevar a cabo en un amplio intervalo de temperaturas, pero<br />
dependiendo del tipo de bacterias que se utilicen se pueden diferenciar tres intervalos<br />
diferentes. En general, el intervalo mesofílico es el más utilizado, pese a que en el termofílico<br />
es donde se tiene la mayor producción de biogás. Esto es debido a la mayor sensibilidad que<br />
presentan las bacterias termofílicas a las pequeñas variaciones térmicas, lo que conlleva a un<br />
mayor control del sistema y, por tanto, a una actividad más costosa. Por otro lado, en este<br />
intervalo de temperatura el mantenimiento del sistema consume más energía que la que<br />
puede proporcionar el gas resultante.<br />
TEMPERATURA<br />
BACTERIAS RANGO DE TEMPERATURAS SENSIBILIDAD<br />
Psicrofílicas Menos de 20ºC ±2ºC/hora<br />
Mesofílicas Entre 20ºC y 40ºC ±1ºC/hora<br />
Termofílicas Más de 40ºC ±0,5ºC/hora<br />
Tabla 6.1.Intervalos de temperaturas en el que trabajan las bacterias anaeróbicas Fuente: Informe de Vigilancia Tecnológica<br />
madri+d. “Situación actual de la producción de biogás y de su aprovechamiento” (GTZ Gmbh, 1999)<br />
En función de la temperatura óptima de crecimiento, los microorganismos se clasifican en:<br />
Fuente: El sector del biogás agroindustrial en España. Mesa sobre materia prima agraria y biocombustibles. Ministerio de Medio<br />
Ambiente, y Medio Rural y Marino. Madrid 16 Septiembre de 2010.<br />
<br />
<br />
<br />
Psicrófilos (temperatura óptima de crecimiento inferior a 30°C)<br />
Mesófilos (óptimo de crecimiento entre 30 y 45°C)<br />
Termófilos (su temperatura óptima es superior a los 45°C y generalmente entre 50 y<br />
60°C).<br />
Página | 15
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPITULO 1. EL BIOGÁS<br />
Como consecuencia de este crecimiento específico de los microorganismos se pueden<br />
distinguir las fermentaciones psicrófila, mesófila y termófila. La operación en el rango mesófilo<br />
es el de mayor difusión.<br />
6.3.3 pH<br />
Es uno de los parámetros de control más habituales debido a que en cada fase del proceso los<br />
microorganismos presentan máxima actividad en un intervalo de pH diferente. Así, el intervalo<br />
de pH óptimo de los microorganismos hidrolíticos es entre 7,2 y 7,5, para los acetogénicos<br />
entre 7 y 7.2 y para los metanogénicos entre 6.5 y 7.5.<br />
6.3.4 Contenido en sólidos<br />
Es también un factor determinante, ya que la movilidad de las bacterias metanogénicas dentro<br />
del substrato se ve limitada a medida que se aumenta el contenido de sólidos y, por lo tanto,<br />
pueden verse afectadas la eficiencia y producción de biogás. Sin embargo, se puede encontrar<br />
en la literatura datos de producciones de gas importantes logradas en rellenos sanitarios con<br />
un alto contenido de sólidos (Pavslostathis y Giraldo-Gómez, 1991).<br />
6.3.5 Tiempo de retención. T.R.<br />
Se define como el tiempo que el substrato está sometido a la acción de los microorganismos<br />
en el reactor. Cabe indicar que este parámetro sólo puede ser claramente definido en los<br />
sistemas discontinuos (batch), donde el tiempo de retención coincide con el tiempo de<br />
permanencia del substrato dentro del digestor.<br />
En los digestores continuos y semicontinuos , el tiempo de retención se define como el valor<br />
en días del cociente entre el volumen del digestor y el volumen de carga diaria.<br />
De acuerdo al diseño del reactor, el mezclado y la forma de extracción de los efluentes<br />
pueden existir variables diferencias entre los tiempos de retención de líquidos y sólidos<br />
debido a lo cual suelen determinarse ambos valores.<br />
El T.R. está íntimamente ligado con dos factores: el tipo de sustrato y la temperatura del<br />
mismo.<br />
La selección de una mayor temperatura implicará una disminución en los tiempos de<br />
retención requeridos y consecuentemente serán menores los volúmenes de reactor necesarios<br />
para digerir un determinado volumen de material.<br />
Página | 16
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPITULO 1. EL BIOGÁS<br />
La relación costo beneficio es el factor que finalmente determinará la optimización entre la<br />
temperatura y el T.R., ya varían los volúmenes, los sistemas paralelos de control, la calefacción<br />
y la eficiencia.<br />
Con relación al tipo de sustrato, generalmente los materiales con mayor proporción de<br />
carbono retenido en moléculas resistentes como la celulosa demandará mayores tiempos de<br />
retención para ser totalmente digeridos.<br />
A modo de ejemplo se dan valores indicativos de tiempos de retención usualmente más<br />
utilizados en la digestión de estiércoles a temperatura mesofílica<br />
El límite mínimo de los T.R. está dado por la tasa de reproducción de las bacterias<br />
metanogénicas debido a que la continua salida de efluente del digestor extrae una<br />
determinada cantidad de bacterias que se encuentran en el líquido. Esta extracción debe ser<br />
compensada por la multiplicación de las bacterias que pertenecen dentro del reactor.<br />
TIEMPOS DE RETENCIÓN<br />
MATERIA PRIMA T.R.<br />
Estiércol vacuno líquido 20-30 días<br />
Estiércol porcino líquido 15-25 días<br />
Estiércol aviar líquido 20-40 días<br />
Tabla 6.2..Fuente: Manual para la producción de biogás. Instituto de Ingeniería Rural, I.N.T.A. Castelar<br />
6.3.6 Tiempo de residencia ó Tiempo de Retención hidráulica<br />
En los digestores continuos y semicontinuos, como funcionan en condiciones estacionarias, la<br />
variable tiempo definida en el reactor discontinuo se reemplazada por el tiempo de residencia,<br />
que se define como el valor en días del cociente entre el volumen del digestor y el volumen de<br />
carga diaria. El tiempo de residencia indica, por tanto, el tiempo que el substrato permanece<br />
por término medio en el digestor. Este parámetro está íntimamente ligado con el tipo de<br />
substrato y la temperatura del mismo. La selección de una mayor temperatura implicará una<br />
disminución en los tiempos de retención requeridos y, consecuentemente, serán menores los<br />
volúmenes de reactor necesarios para digerir un determinado volumen de material.<br />
6.3.7 Inhibidores<br />
Existen una gran cantidad de sustancias que pueden inhibir la digestión anaeróbica.<br />
Entre ellos, cabe destacar el oxígeno, amoniaco, metales pesado, antibióticos y detergentes,<br />
ácidos volátiles.<br />
Oxígeno<br />
Página | 17
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPITULO 1. EL BIOGÁS<br />
Aunque su efecto inhibidor no es permanente, ya que en la flora bacteriana existen<br />
microorganismos que irán consumiendo el oxígeno que pueda tener el medio.<br />
Amoniaco<br />
Si la biomasa es rica en nitrógeno, se puede producir un exceso de amoniaco que inhibe el<br />
proceso.<br />
Metales Pesados<br />
Otros inhibidores son los metales pesados, que actúan sobre los microorganismos<br />
metanogénicos.<br />
Antibióticos y Detergentes<br />
Algunas sustancias orgánicas, como antibióticos y detergentes en determinadas<br />
concentraciones, pueden inhibir el proceso.<br />
Acidos Volátiles<br />
Por último, una concentración elevada de ácidos volátiles puede producir un efecto inhibidor.<br />
Un síntoma típico de mal funcionamiento de los digestores es el aumento de la concentración<br />
de los ácidos volátiles en el efluente. La inestabilidad del proceso puede estar relacionada con<br />
una sobrecarga orgánica del digestor, una entrada de elementos tóxicos, inhibidores en el<br />
efluente o una variación de temperatura. Un gran aumento de ácidos hará reducirse el pH que<br />
inhibirá progresivamente a las bacterias metanogénicas hasta bloquear completamente el<br />
proceso anaerobio.<br />
En la Tabla que se muestra a continuación, se representan los valores de concentración<br />
inhibidora de los inhibidores más habituales. Estos valores son orientativos, ya que las<br />
bacterias se pueden adaptar con el tiempo a las condiciones más desfavorables.<br />
INHIBIDORES<br />
INHIBIDORES INTERVALO (ppm)<br />
Na 3.500-5.500<br />
K 2.500-4.500<br />
Ca 2.500-4.500<br />
Mg 1.000-1.500<br />
NH4 1.500-3.500<br />
Tabla 6.3.Intervalos de concentración en el sustrato que resultan tóxicos Fuente: El sector del biogás agroindustrial en España.<br />
Mesa sobre materia prima agraria y biocombustibles. Ministerio de Medio Ambiente, y Medio Rural y Marino. Madrid 16<br />
Septiembre de 2010.<br />
Página | 18
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
INHIBIDORES<br />
INHIBIDORES CONCENTRACIÓN INHIBIDORA (mg/ml)<br />
Sulfuro (como azufre) 200<br />
Cu 10-250<br />
Cr 200-2.000<br />
Zn 350-1.000<br />
Ni 100-1.000<br />
CN 2<br />
Na 8.000<br />
Ca 8.000<br />
Mg 3.000<br />
CAPITULO 1. EL BIOGÁS<br />
Tabla 6.4.Valores de las concentraciones de inhibidores comunes. Fuente: Informe de Vigilancia Tecnológica madri+d.<br />
“Situación actual de la producción de biogás y de su aprovechamiento” (GTZ Gmbh, 1999)<br />
6.3.8 Agitación<br />
Hay diferentes motivos para mantener un grado de agitación adecuado en el medio de<br />
digestión: mezclado y homogeneización del substrato, distribución uniforme de calor para<br />
mantener la temperatura homogénea, favorecer la transferencia de gases y evitar la formación<br />
de espumas o la sedimentación. La agitación puede ser mecánica o neumática a través del<br />
burbujeo de biogás recirculado a la presión adecuada. En ningún caso debe ser violenta, ya que<br />
podría destruir los agregados de bacterias.<br />
6.4 CONDICIONES IDEALES PARA LA DIGESTIÓN ANAEROBIA EN FUNCIÓN DE LA<br />
FASE<br />
CONDICIONES IDEALES<br />
PARÁMETRO HIDRÓLISIS/ACIDIFICACIÓN FORMACIÓN DE CH4<br />
Temperatura 25-35 Mesófilo: 32-42<br />
Termófilo: 50-58<br />
Ph 5,2-6,3 6,7-7,5<br />
Relación C:N 10-45 20-30<br />
Contenido en sólidos<br />
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPITULO 1. EL BIOGÁS<br />
6.5 PRETRATAMIENTO DEL SUSTRATO EN LA PRODUCCIÓN DE BIOGÁS DE<br />
DIGESTORES. BIOGÁS AGROINDUSTRIAL<br />
Fuente: El sector del biogás agroindustrial en España. Mesa sobre materia prima agraria y biocombustibles. Ministerio de Medio<br />
Ambiente, y Medio Rural y Marino. Madrid 16 Septiembre de 2010.<br />
Además de homogeneizar la mezcla de sustratos que posteriormente serán introducidos en el<br />
digestor, la aplicación de unos pretratamientos adecuados, mejorará el rendimiento de la<br />
digestión anaerobia, aumentando la producción y la calidad del biogás, reduciendo los tiempos<br />
de retención, higienizando los subproductos (según los casos) y creando unas condiciones<br />
óptimas para el crecimiento microbiano. En general, los pretratamientos facilitan la liberación<br />
del carbono de la materia orgánica contenida en el sustrato, aumentan la superficie específica<br />
de la materia y solubilizan y degradan la mezcla.<br />
Tipos de pretratamientos:<br />
Mecánicos: el principio básico de funcionamiento de los pretratamientos mecánicos es<br />
el de trituración y homogeneización de la mezcla. Con este tipo de tratamientos se<br />
logra una reducción del tamaño de las partículas y un incremento de la superficie<br />
específica disponible para las bacterias. Se suele aplicar sobre materiales de origen<br />
estructural, difíciles de degradar (celulosa, lignina…), como por ejemplo en los residuos<br />
obtenidos de la recolección de los cereales.<br />
Térmicos: este tipo de procesos están basados en la higienización de los materiales<br />
tratados, con temperaturas comprendidas entre 60 a 70 ºC, favoreciendo la etapa de<br />
hidrólisis e incrementando la producción de biogás. El ejemplo más claro de este tipo<br />
de pretratamientos es el de la pasteurización.<br />
Se suelen emplear en residuos de mataderos (harinas de carne, estómagos), residuos<br />
de la industria alimentaria (procesado de alimentos, pescado) y lodos de industrias<br />
alimentarias.<br />
Otros tipos de pretratamientos térmicos existentes, son el tratamiento térmico a alta<br />
temperatura (133 ºC y altas presiones) y la inyección rápida de vapor (usado<br />
fundamentalmente en lodos).<br />
Biológicos: algunos de los tratamientos biológicos más representativos son los<br />
tratamientos fúngicos, ensilado y tratamientos enzimáticos, que se realizan sobre<br />
restos de cereales, de maíz…Los tratamientos enzimáticos, aprovechan la actividad<br />
metabólica de algunas enzimas hidrolíticas, para degradar parcialmente los sustratos.<br />
El ensilado es un proceso fermentativo que permite la conservación de sustratos<br />
vegetales a lo largo del año. Se produce ácido láctico, que disminuye el pH, lo que<br />
impide otras fermentaciones espontáneas<br />
Página | 20
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPITULO 1. EL BIOGÁS<br />
Químicos: estos tratamientos se aplican sobre los lodos de depuradora, residuos de la<br />
industria alimentaria, etc., mediante la adición de sustancias de origen ácido o bases.<br />
Termoquímicos: con estos métodos se regula el pH y la temperatura deseados de la<br />
mezcla. Se realizan sobre residuos de paja, lodos de depuración y residuos sólidos<br />
urbanos, entre otros.<br />
Ultrasonidos: es un método no muy usado. Este pretratamiento fundamentalmente se<br />
aplica sobre lodos de estaciones depuradoras de aguas residuales industriales.<br />
De todos los pretratamientos anteriores, los más representativos son los mecánicos y los<br />
térmicos.<br />
7 CODIGESTIÓN<br />
La "co-digestión anaerobia" consiste en el tratamiento anaerobio conjunto de residuos<br />
orgánicos de diferente origen y composición, con el fin de aprovechar la complementariedad<br />
de las composiciones para permitir perfiles de proceso más eficaces, compartir instalaciones<br />
de tratamiento, unificar metodologías de gestión, amortiguar las variaciones temporales en<br />
composición y producción de cada residuo por separado, así como reducir costes de inversión<br />
y explotación.<br />
8 BENEFICIOS APORTADOS POR EL BIOGÁS DESDE EL PUNTO<br />
DE VISTA ENERGÉTICO, MEDIOMABIENTAL, ECONÓMICO Y<br />
SOCIOECONÓMICO<br />
8.1 BENEFICIOS DESDE EL PUNTO DE VISTA ENERGÉTICO<br />
• Proceso neto de producción de energía.<br />
• Generación de un combustible renovable de alta calidad.<br />
8.2 BENEFICIOS DESDE EL PUNTO DE VISTA MEDIOAMBIENTAL<br />
Página | 21
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPITULO 1. EL BIOGÁS<br />
• Realizada en la condiciones adecuadas, la combustión de biogás produce agua y CO2<br />
pero dicha cantidad emitida de este gas, principal responsable del efecto invernadero,<br />
fue captada por las plantas durante su crecimiento, es decir el CO2 de la biomasa viva<br />
forma parte de un flujo de circulación natural entre la atmósfera y la vegetación, por lo<br />
que no supone un incremento del gas invernadero en la atmosfera siempre y cuando<br />
la vegetación se renueve a la misma velocidad en la que se degrada. Así mismo, no<br />
produce emisiones sulfuradas o nitrogenadas, ni partículas sólidas.<br />
• A nivel mundial, la disponibilidad de energía se ha convertido en uno de los<br />
principales problemas.<br />
• Los países tanto en vías de desarrollo como desarrollados se enfrentan a una demanda<br />
creciente de energía para satisfacer sus expectativas económicas y sociales.<br />
• El uso de combustibles fósiles para obtener energía, sobre todo eléctrica, trae como<br />
consecuencia el vertido de sustancias tóxicas al aire, al agua y a los suelos, dañando la<br />
naturaleza a corto, medio y largo plazo. Frente a esta situación y en un futuro no muy<br />
lejano, parece clara la necesidad de una transición en las fuentes de energía desde su<br />
actual dependencia de los hidrocarburos a nuevas energías renovables y cada vez mas<br />
ecologistas.<br />
8.3 BENEFCIOS ECONÓMICOS RESULTANTES DE LA APLICACIÓN DE ESTA<br />
TECNOLOGÍA<br />
• Producción de energía (electricidad y calor).<br />
• Producción de bioabono de alta calidad.<br />
• Los beneficios micro-económicos a través de la sustitución de energía y fertilizantes,<br />
del aumento de ingresos y del aumento de la producción agrícola-ganadera cuando se<br />
emplea a nivel agropecuario.<br />
• Beneficios macro-económicos a través de la generación descentralizada de energía,<br />
reduciendo costos de importación y de protección ambiental.<br />
• Mayor eficiencia en materia de costos que otras opciones de tratamiento desde la<br />
perspectiva del ciclo de vida y del rendimiento de utilidades.<br />
• El aprovechamiento energético de la biomasa contribuye a la diversifcación<br />
energética, uno de los objetivos marcados por los planes energéticos, tanto a escala<br />
nacional como mundial, desplazamiento<br />
ELÉCTRICA FÓSIL POR ENERGÍAS RENOVABLES<br />
8.4 BENEFICIOS SOCIOECONÓMICOS<br />
• Disminuye la dependencia externa del abastecimiento de combustibles.<br />
Página | 22
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPITULO 1. EL BIOGÁS<br />
• Favorece el desarrollo del mundo rural y supone una oportunidad para el sector<br />
agrícola, ya que permite sembrar cultivos energéticos en sustitución de otros<br />
excedentarios.<br />
Página | 23
CAPITULO 2.<br />
TIPOS DE BIOGÁS
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
1 INTRODUCCIÓN<br />
CAPÍTULO 2. TIPOS DE BIOGÁS<br />
A lo largo del presente capítulo se describirá de forma detallada tipos de biogás que se<br />
distinguen en función del substrato orgánico del que proceda y de las características de las<br />
instalaciones de generación-captación del biogás.<br />
Tal y como se nombró en el capítulo anterior se distinguen dos tipos de biogás:<br />
• Biogás de Vertedero (biodigestión natural)<br />
• Biogás de Digestores (biodigestión provocada en instalaciones industriales)<br />
1.1 EUROBSERV´ER DATA BASE<br />
Herramienta disponible en línea para consultar los datos de los barómetros de EurObserv'ER.<br />
Es un módulo que permite a los usuarios de Internet configurar sus propios parámetros de<br />
consulta por sectores, por indicadores (económica, energética o la política), un año y una zona<br />
geográfica (país o un grupo de países), al mismo tiempo.<br />
Página | 25
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 2. TIPOS DE BIOGÁS<br />
Los resultados se muestran en los mapas de Europa que también proporcionan información<br />
sobre los potenciales del sector. Los resultados de los datos reunidos por los barómetros<br />
publicados desde 2001. El sistema también se puede utilizar para descargar los resultados<br />
deseados en forma de una imagen o archivo en formato de hoja de cálculo.<br />
1.1.1 TOTAL BIOGAS (BIOGÁS TOTAL)<br />
Gráfico 1.1.Sector de Energías Renovables. Biogas. Total Biogas. Primary Energy production EU27. (Producción de Energía<br />
Primaria en la Unión Europea EU27). Fuente: http://www.eurobserv-er.org/<br />
Página | 26
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 2. TIPOS DE BIOGÁS<br />
Gráfico 1.2.Sector de Energías Renovables. Biogas. Total Biogas. Primary Energy production Spain. (Producción de Energía<br />
Primaria en España). Fuente: http://www.eurobserv-er.org/<br />
1.1.2 LANDFILL GAS. (GAS DE VERTEDERO)<br />
Gráfico 1.3.Sector de Energías Renovables. Biogas. Landfill gas. Primary Energy production U27. (Gas de relleno sanitario, gas<br />
vertedero Unión Europea 27). Fuente: http://www.eurobserv-er.org/<br />
Página | 27
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 2. TIPOS DE BIOGÁS<br />
Gráfico 1.4. Sector de Energías Renovables. Biogas. Landfill gas. Primary Energy production Spain. (Gas de relleno sanitario, gas<br />
vertedero en España. Fuente: http://www.eurobserv-er.org/<br />
1.1.3 SEWAGE SLUDGE. (GAS DE LODOS DE DEPURADORAS)<br />
Gráfico 1.5.Sector de Energías Renovables. Biogas. Sewage Sludge gas. Primary Energy production UE27. (Gas de lodos de<br />
depuradora en Europa 27. Fuente: http://www.eurobserv-er.org/<br />
Página | 28
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 2. TIPOS DE BIOGÁS<br />
Gráfico 1.6..Sector de Energías Renovables. Biogas. Sewage Sludge gas. Primary Energy production Spain. (Gas de lodos de<br />
depuradora en España. Fuente: http://www.eurobserv-er.org/<br />
1.1.4 OTHER BIOGÁS. (OTROS GASES)<br />
Gráfico 1.7.Sector de Energías Renovables. Biogas. Other Biogas. Primary Energy production UE27. (otros gases en Europa 27.<br />
Fuente: http://www.eurobserv-er.org/<br />
Página | 29
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 2. TIPOS DE BIOGÁS<br />
Gráfico 1.8.Sector de Energías Renovables. Biogas. Other Biogas. Primary Energy production Spain. (otros gases en España).<br />
Fuente: http://www.eurobserv-er.org/<br />
Página | 30
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 2. TIPOS DE BIOGÁS<br />
2 BIOGÁS DE VERTEDERO DE RESIDUOS CONTROLADO<br />
(BIODIGESTIÓN NATURAL)<br />
Fuente: Informe de Vigilancia Tecnológica Madri+d. “Situación actual de la producción de biogás y de su aprovechamiento”<br />
2.1 RESIDUOS SÓLIDOS URBANOS (RSU)<br />
La composición de los RSU presenta diferencias que dependen de diversos factores:<br />
• Características de la población, según se trate de zonas rurales o núcleos urbanos,<br />
zonas residenciales o de servicios, etc.<br />
• Época del año, los residuos de verano son más ricos en restos vegetales.<br />
• Del nivel de vida de la población.<br />
La composición principal de los RSU es la siguiente:<br />
• Materia orgánica, precedente de alimentos principalmente.<br />
• Papel y cartón: periódicos, revistas y embalajes.<br />
• Plásticos de envases y embalajes.<br />
• Vidrio. Botellas, frascos y tarros.<br />
• Metales: latas, botes, etc.<br />
• Material Textil<br />
• Madera<br />
2.1.1 DATOS EN EXTREMADURA<br />
Fuente: <strong>Estudio</strong> de Soluciones Viables para el Aprovechamiento del Biogás en Extremadura. Proyecto ALTERCEXA<br />
Fuente: http://www.extremambiente.es<br />
2.1.1.1 COMPOSICIÓN DE LOS RESIDUOS URBANOS GENERADOS EN EXTREMADURA<br />
La composición de los residuos urbanos generados en la Comunidad Autónoma de<br />
Extremadura ha sido determinada mediante la caracterización un número determinado de<br />
muestras de Residuos Urbanos en las Plantas de triaje y compostaje (Ecoparques) existentes<br />
en cada una de las áreas de Gestión de Residuos de la Comunidad Autónoma de Extremadura,<br />
procedentes de la fracción “resto” (basura doméstica no seleccionada) depositada en el<br />
contenedor marrón o verde<br />
Los resultados obtenidos en la caracterización de la fracción “resto” de residuos urbanos se<br />
presentan a continuación.<br />
Página | 31
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 2. TIPOS DE BIOGÁS<br />
Tabla 2.1. Composición media de la fracción "resto" de los residuos urbanos generados en Extremadura. Fuente: www.<br />
extremambiente.es<br />
Dentro de la fracción “otros materiales” se incluyen diversos tipos de residuos como pilas y<br />
acumuladores, baterías de vehículos, fluorescentes y lámparas de mercurio, tierras y<br />
escombros, etc.<br />
Gráfico 2.2. Composición media de la fraccion "resto" de los residuos urbanos generados en Extremadura<br />
Página | 32
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 2. TIPOS DE BIOGÁS<br />
2.1.1.2 RESIDUOS MUNICIPALES PRODUCIDOS Y GESTIONADOS EN EXTREMADURA.<br />
PRODUCCIÓN DE RESIDUOS MUNICIPALES, AÑO 2009. (DATOS A 25/5/10)<br />
GENERACIÓN DE RESIDUOS. TN RSU/AÑO<br />
Fuente: www.extremambiente.es<br />
1. Evolución ratio kg /(hab. x día) de residuos municipales<br />
-Población según el Instituto Nacional de Estadísticas (INE)<br />
-A partir de 2005 se incluyen los residuos municipales no comercializables recogidos por<br />
gestores privados autorizados.<br />
2. Evolución ratio kg /(hab. x año) de residuos municipales<br />
3. Evolución residuos municipales gestionados en instalaciones autorizadas<br />
4. Evolución toneladas anuales tratadas por área de gestión de residuos municipales<br />
-Durante 2006 el área de Villanueva de la Serena asumió el tratamiento de diversos residuos<br />
generados en el área de Talarrubias.<br />
Página | 33
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 2. TIPOS DE BIOGÁS<br />
5. Evolución toneladas de residuos municipales recogidos selectivamente por las<br />
Entidades Locales y por los gestores autorizados<br />
2.1.1.3 RESIDUOS MUNICIPALES PRODUCIDOS Y GESTIONADOS EN EXTREMADURA.<br />
RECUPERACIÓN DE RESIDUOS MUNICIPALES. AÑO 2009<br />
1. Toneladas de materia orgánica separada de la mezcla de residuos municipales y<br />
compost obtenido<br />
-Las cifras de materia orgánica separada de la mezcla de residuos municipales en la criba<br />
rotatoria (trómel) son estimadas e incluyen el peso de los impropios.<br />
-Las cifras de compost se corresponden con las comercializadas como producto fertilizante.<br />
Página | 34
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 2. TIPOS DE BIOGÁS<br />
2. Toneladas de material recuperado de los residuos municipales en 2009 en las plantas<br />
de clasificación y por los gestores autorizados destinado al reciclaje<br />
* Material recuperado de la fracción mezcla de residuo municipal.<br />
** Material recuperado de la fracción de envases ligeros.<br />
*** Material recuperado de la fracción de voluminosos.<br />
2.1.1.4 RESIDUOS MUNICIPALES PRODUCIDOS Y GESTIONADOS EN EXTREMADURA.<br />
ELIMINACIÓN DE RESIDUOS MUNICIPALES EN VERTEDERO. AÑO 2009<br />
1. Toneladas de residuos municipales depositadas en vertederos controlados<br />
Las cifras de residuos depositados en los vertederos de rechazos de los Ecoparques son<br />
estimadas, se han calculado restando al total de las entradas el material recuperado y las<br />
pérdidas del ciclo –fundamentalmente vapor de agua- producidas en la elaboración de<br />
compost.<br />
Página | 35
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 2. TIPOS DE BIOGÁS<br />
2. Evolución del porcentaje de residuos municipales recogidos por las Entidades Locales<br />
y gestores autorizados destinados a eliminación y valorización<br />
Se observa claramente el impacto producido por la entrada en funcionamiento en 2001 de los<br />
tres primeros Ecoparques (Mérida, Mirabel y Talarrubias); efecto que se repite a partir de 2006<br />
con la entrada en funcionamiento de los nuevos Ecoparques de Badajoz y Navalmoral de<br />
la Mata, así como por el aumento significativo del número de gestores autorizados<br />
dedicados a la recuperación de residuos. Este efecto es acentuado aún más este año<br />
por la entrada en pleno funcionamiento del Ecoparque de Villanueva y la inauguración<br />
en octubre del Ecoparque de Cáceres.<br />
Página | 36
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 2. TIPOS DE BIOGÁS<br />
3. Toneladas de residuos urbanos biodegradables depositadas en vertederos<br />
controlados<br />
2.1.2 DATOS EN ESPAÑA<br />
En el año 2003, se recogieron en España casi 23 millones de toneladas de RSU, de los cuales el<br />
49 % aproximadamente correspondieron a la fracción de material orgánico, según datos de<br />
Eurostat 2004. En el año 2006 la cantidad generada alcanzó los 26 millones de toneladas<br />
debido tanto al incremento de población como a la generación de residuos urbanos por<br />
habitante.<br />
Página | 37
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
2.1.3 APROVECHAMIENTO DE LA MATERIA ORGÁNICA<br />
CAPÍTULO 2. TIPOS DE BIOGÁS<br />
2.1.3.1 BIODIGESTIÓN PROVOCADA EN INSTALACIONES INDUSTRIALES (PLANTAS DE<br />
BIOMETANIZACIÓN)<br />
(Se ampliará esta información en puntos posteriores del capítulo)<br />
Cuando la materia orgánica contenida en los RSU se utiliza como substrato de la fermentación<br />
anaeróbica, el proceso se denomina biometanización o biogasificación.<br />
En este proceso, la materia orgánica se transforma en biogás y en una fracción sólida más<br />
pobre que el compost, que también puede utilizarse como mejorador de suelo.<br />
Antes de la digestión anaeróbica en las plantas de biometanización es necesario realizar un<br />
pretratamiento, que consiste en la separación de la Fracción Orgánica de Residuos Sólidos<br />
Urbanos (FORSU) y su trituración para reducir la fracción biodegradable a un tamaño adecuado<br />
y homogéneo, que facilite la biometanización.<br />
2.1.3.2 BIODIGESTIÓN NATURAL<br />
La Fracción Orgánica de Residuos Sólidos Urbanos (FORSU) también puede ser aprovechada<br />
para la producción de biogás en vertederos controlados. En este caso, los residuos se<br />
descargan, extienden y compactan para evitar las bolsas de aire en su interior, cubriéndose<br />
después con tierra u otros materiales apropiados, formando capas regulares sucesivas de<br />
espesores variables.<br />
2.1.4 REFERENCIAS PLAN DE ENERGÍAS RENOVABLES (PER) 2005-2010<br />
Dentro de la clasificación de residuos biodegradables empleados como materia prima para la<br />
obtención del biogás se encuentra la Fracción Orgánica de los Residuos Sólidos Urbanos.<br />
Este tipo de residuos pueden emplearse para producir biogás de dos maneras principales,<br />
como ya se comentó en le apartado anterior:<br />
A través de la desgasificación de vertedero<br />
Se trata de una tecnología de interés a partir de un VOLUMEN DE CAPACIDAD DE 200-250<br />
TONELADAS/DÍA DE CAPACIDAD, tecnología que ha experimentado un interesante despegue<br />
en España en los últimos años<br />
Mediante la Digestión anaerobia en biorreactores.<br />
Se trata de una tecnología que, hoy por hoy, resulta menos interesante para tratar estos<br />
residuos que otros procesos más simples como el compostaje aerobio.<br />
El biogás producido a partir de la fracción orgánica de RSU tiene una aplicación energética<br />
creciente en vertederos controlados, siendo necesario potenciar la digestión anerobia en<br />
biorreactores que incluyan la codigestión con lodos de depuradora<br />
Página | 38
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 2. TIPOS DE BIOGÁS<br />
2.1.5 REFERENCIAS PLAN NACIONAL DE ENERGÍAS RENOVABLES (PANER) 2011-2020<br />
2.2 PROCESO DE FORMACIÓN DEL BIOGÁS EN VERTEDERO<br />
La FORSU experimenta un proceso de fermentación inicialmente aeróbico hasta que se agota<br />
el oxígeno y las condiciones pasan a ser anaeróbicas, produciéndose el biogás.<br />
El gas generado, al difundirse a través de la masa de residuo, arrastra trazas de compuestos<br />
orgánicos y otros contaminantes gaseosos hasta la superficie del vertedero, produciendo<br />
emisiones que influyen en el efecto invernadero. No obstante, la captación de este biogás para<br />
su aprovechamiento energético o su uso como recurso en procesos de tecnologías avanzadas,<br />
permite eliminar los contaminantes atmosféricos peligrosos.<br />
Para que un vertedero genere biogás es necesario que las basuras depositadas incluyan<br />
materia orgánica y que las condiciones de su descomposición puedan llegar a ser anaeróbicas.<br />
Por ello, este gas se genera y capta en los vertederos controlados de RSU. Dichos vertederos se<br />
caracterizan por la colocación de los residuos en celdas impermeabilizadas de cara a la<br />
recolección y tratamiento de las emisiones gaseosas y líquidas (lixiviados) que se forman.<br />
Referencia Marco Legal<br />
REAL DECRETO 1481/2001 de 27 de Diciembre<br />
En el Real Decreto 1481/2001, de 27 de diciembre, por el que se regula la eliminación de<br />
residuos mediante depósito en vertedero, según el artículo 5, la Administración General del<br />
Estado y las Comunidades Autónomas deben elaborar un programa conjunto de actuaciones<br />
para reducir los residuos biodegradables destinados a vertedero. Este programa debe incluir<br />
medidas que permitan alcanzar los objetivos específicos que para residuos urbanos<br />
biodegradables recoge el artículo 5.2. del citado Real Decreto, en particular mediante<br />
reciclaje, compostaje y otras formas de valorización como producción de biogás mediante<br />
digestión anaerobia.<br />
El artículo 5.2. del Real Decreto 1481/2001, establece que deberá alcanzarse los siguientes<br />
objetivos:<br />
→ En el 2016, la cantidad total (en peso) de residuos urbanos biodegradables<br />
destinados a vertedero no superará el 35 % de la cantidad total de residuos urbanos<br />
biodegradables generados en 1995.<br />
Así la tendencia tiene que ser la reducción de los residuos biodegradables depositados en<br />
vertederos.<br />
Esta estrategia se centra principalmente en los residuos urbanos de origen domiciliario, de<br />
forma que sirva para cumplir los objetivos de reducción incluidos en el artículo 5.2. del Real<br />
Decreto 1481/2001, dado que para los demás residuos potencialmente biodegradables es<br />
necesario mejorar la información sobre su generación y su gestión antes de proponer medidas<br />
para reducir su vertido.<br />
En los últimos años se han construido centros de tratamiento que incluyen instalaciones<br />
de digestión anaerobia y compostaje para tratar residuos sólidos urbanos.<br />
Página | 39
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
2.2.1 FASES DE LA FORMACIÓN DEL BIOGÁS EN EL VERTEDERO<br />
CAPÍTULO 2. TIPOS DE BIOGÁS<br />
La formación de los gases en el vertedero se puede dividir en 5 fases (Fuente: Álvarez et al,<br />
2001; Carreras y Dorronsoro, 2006).<br />
Fase inicial (I):<br />
Es la fase inmediata al vertido y es aeróbica. En ella predomina el N2 y hay una creciente<br />
formación de CO2 a la vez que disminuye el oxígeno. Tiene una duración aproximada de 15<br />
días.<br />
Fase de transición (II):<br />
Se produce la transición a las condiciones anaeróbicas, reduciéndose los sulfatos y los nitratos.<br />
Fase ácida (III):<br />
Es la primera fase anaeróbica y se caracteriza por la ausencia de aire. Se produce la formación<br />
de ácidos de fermentación y al final de la misma se alcanza la mayor concentración de CO2. Su<br />
duración es de aproximadamente 2 meses.<br />
Fase metanogénica (IV):<br />
Constituye la segunda fase anaeróbica donde se produce la formación del metano (CH4).<br />
Se estima que tiene una duración de 2 años.<br />
Fase de maduración (V):<br />
Sería la fase final, en la cual la materia orgánica es ya de naturaleza escasamente<br />
biodegradable y existe una clara disminución en la producción de los gases en el vertedero.<br />
Tiene una duración entre 10 y 30 años.<br />
En el caso de la producción de biogás en los vertederos hay que tener en cuenta que, a<br />
diferencia de los digestores de residuos donde los parámetros de descomposición de la basura<br />
pueden estar bastante controlados (temperatura, grado de humedad, flujos, etc.), la mayor<br />
parte de los parámetros no pueden ser ajustados (Fuente: Beyebach, 2005).<br />
Por ejemplo, la temperatura ambiental, que afecta en el caso de los vertederos a la<br />
temperatura de la masa de residuos, la presión atmosférica o el grado de humedad de los<br />
residuos no son parámetros controlables. Incluso la propia composición del residuo que se<br />
vierte no es estable a lo largo del tiempo. Todo esto, junto con el hecho, además, de que el<br />
biogás de vertedero se está formando durante un gran número de años (la duración total de<br />
las 5 fases puede llegar a ser de 25 años) hacen que el combustible obtenido en un vertedero<br />
pueda tener unas características variables en el tiempo.<br />
Página | 40
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 2. TIPOS DE BIOGÁS<br />
Gráfico 2.1.Fases de gerenación del biogás en vertero (Fuente: Carreras y Dorronsoro, 2006)<br />
De todo el gas generado, aproximadamente entre un 50 y un 60% estará dispuesto para su<br />
recolección y, de éste, un 60% estará disponible durante los 10 primeros años, un 35% en los<br />
siguientes 10 años y el resto en un plazo posterior de 20 a 30 años.<br />
Además, se debe tener en cuenta que durante la fase de maduración empieza a producirse<br />
una importante disminución en la producción de los gases en los vertederos. Esto repercute en<br />
el aprovechamiento económico del biogás, debido a que las emisiones son aprovechables<br />
energéticamente de manera rentable sólo a una intensidad y composición determinada<br />
2.2.1.1 PROCESO DE DEGRADACIÓN DE LA MATERIA ORGÁNICA<br />
El periodo degradativo en el vertedero es diferente para cada constituyente. Así, la materia<br />
orgánica, como es el caso de los residuos alimenticios, se degrada rápidamente.<br />
La degradación es moderada en los residuos de jardín, lenta para el papel, cartón, madera y<br />
textiles, y, prácticamente, nula para el plástico, piel y goma. Normalmente, se puede<br />
considerar que sólo los residuos alimenticios y de jardín y dos terceras partes del papel<br />
contenido en los residuos se degradan para generar biogás en el vertedero (Fuente: Carreras<br />
et al., 2005).<br />
El proceso de degradación de la materia orgánica puede durar más de 20 años:<br />
• Los residuos de comida se degradan en un 50% en 1-2 años<br />
• Los residuos de jardín se degradan en unos 5 años<br />
• Los residuos de papel, madera y textiles se degradan en unos 15 años.<br />
• Los residuos como plásticos y gomas no se descomponen.<br />
Página | 41
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
2.3 ETAPA EN LOS SISTEMAS DE DESGASIFICACIÓNDE VERTEDEROS<br />
CAPÍTULO 2. TIPOS DE BIOGÁS<br />
Una vez generado el biogás, su obtención se lleva a cabo mediante sistemas de<br />
desgasificación, los cuales se componen de tres elementos principales:<br />
Sistema de captación de gases<br />
Conducción y control<br />
Transporte.<br />
Gráfico 2.2. Fuente: Planta Biogás Vertedero. Octubre 2001. Tecnologías Avanzadas de Generación Eléctrica. EVE<br />
2.3.1 SISTEMA DE CAPTACIÓN DE GASES<br />
La captación de gases se realiza mediante una red de pozos verticales y/o zanjas horizontales,<br />
distribuidos por toda la superficie del vertedero. El diseño de la red de captación de gas en un<br />
vertedero se realiza mediante ensayos en campo que permiten calcular el radio de influencia<br />
de un pozo. En función de la zona del vertedero, varía la tasa de generación de biogás, la<br />
permeabilidad al paso del mismo y la profundidad del vaso del vertedero, lo que hace<br />
necesario en algunos casos, acercar los pozos y permite en otros, separarlos (Fuente: Martín,<br />
1997). Aunque el espaciado entre pozos es muy variable, se considera habitual, un radio de<br />
influencia de 20 m (Fuente: Brown y Maunder, 1994).<br />
Página | 42
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 2. TIPOS DE BIOGÁS<br />
Gráfico 2.3. Esquema de un pozo de biogás (Fuente: Noguer, 2006)<br />
Para realizar la perforación de los pozos existen diferentes técnicas, pero considerando la<br />
enorme heterogeneidad del material existente en los vertederos, la experiencia ha llevado a<br />
desarrollar la técnica de la perforación mediante barrena helicoidal discontinua. Su<br />
funcionamiento consiste en la introducción de la barrena en el vertedero para avanzar por<br />
cada movimiento, según el material, de 10 a 100centímetros, extrayendo a la superficie los<br />
residuos excavados. De este modo, se consigue tener la barrena en perfecto estado en todo<br />
momento, con lo que se optimiza el rendimiento de la perforación.<br />
Una vez realizados los pozos se introducen en ellos unas tuberías (normalmente de polietileno)<br />
ranuradas en un 20-30% de su longitud, con objeto de que penetre el gas,y una parte ciega en<br />
lo más alto. El espacio anular existente entre la tubería y la pared del pozo se suele rellenar<br />
con material que en ningún caso será de tipo calcáreo, ya que sería disuelto por el conjunto<br />
biogás-condensados-lixiviados. En los últimos metros, donde la tubería es ciega, y para evitar<br />
la entrada de oxígeno al pozo, se rellena con un material aislante, incluyendo algún tipo de<br />
material de separación entre ambas capas, como puede ser una junta de plástico, caucho, etc.,<br />
con el objetivo de impedir la entrada de oxígeno a los conductos de transporte de biogás.<br />
2.3.2 CONDUCCIÓN Y CONTROL<br />
Una vez captado el gas hay que trasladarlo desde la superficie de los pozos hasta los<br />
colectores. Para ello, se disponen una serie de tuberías, habitualmente de polietileno. En este<br />
tramo se ubica la valvulería de medición y control de los caudales aportados por cada pozo con<br />
el objetivo de mantener constante el porcentaje de metano en el biogás que llega a la<br />
combustión, controlando los niveles de oxígeno presentes en el gas, mediante la presión de<br />
aspiración de modo que no exista posibilidad de que la mezcla metano-oxígeno se vuelva<br />
explosiva.<br />
Actualmente, estas tuberías quedan enterradas bajo varias capas de áridos, pero para una<br />
gestión óptima del campo de gas, conviene que se encuentren en la superficie del vertedero,<br />
Página | 43
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 2. TIPOS DE BIOGÁS<br />
de tal modo que cualquier trabajo de mantenimiento sobre la misma sea sencillo: extracción<br />
de condensados, conservación de pendientes en los tendidos, etc.<br />
La conducción y el control de los gases hasta los colectores principales, es quizás, el punto que<br />
más diferencia las técnicas de desgasificación.<br />
Gráfico 2.4. Sistema de pozos y colectores para extracción de biogás en vertedero. (Fuente Noguer, 2006)<br />
A escala comercial, existen básicamente dos métodos de control de biogás:<br />
automático<br />
manual<br />
El primero consiste en dotar al sistema de analizadores de metano y oxígeno, caudalímetros y<br />
tomas de presión que, de forma automática, envían los datos a un autómata central que<br />
reacciona regulando de una forma u otra las válvulas instaladas.<br />
El sistema manual se basa en la instalación en cada pozo de válvulas de regulación y puntos de<br />
toma de muestras manuales, de modo que un operario una o dos veces por semana<br />
comprueba el estado de todos los pozos y, en consecuencia, regula las válvulas.<br />
El sistema manual, aunque parezca muy precario, resulta bastante adecuado, ya que las<br />
variaciones de caudal y presión en los pozos se producen de forma lenta y progresiva y casi<br />
nunca repentina. En este sentido, son fácilmente detectables en un seguimiento continuo, por<br />
lo que no es preciso instalar un sistema automático, que se caracteriza por un coste elevado de<br />
montaje y mantenimiento.<br />
2.3.3 TRANSPORTE<br />
Por último, el transporte de gases hasta la estación de aspiración se realiza mediante<br />
colectores de mayor diámetro a los que se conectan los ramales de conducción.<br />
En cualquier caso, no existe ningún método ni normativa que regule el diseño de estas<br />
instalaciones, por lo que es fácil encontrar diseños de muy diversa índole.<br />
Página | 44
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 2. TIPOS DE BIOGÁS<br />
Gráfico 2.5.Esquema de funcionamiento de una planta de producción de energía eléctrica. Fuente: <strong>Estudio</strong> de Soluciones<br />
Viables para el Aprovechamiento del Biogás en Extremadura. Proyecto ALTERCEXA<br />
2.4 PRODUCCIÓN DE BIOGÁS<br />
La producción de biogás es variable en el tiempo, con un máximo alrededor de los 2-3 años<br />
tras el vertido.<br />
Una tonelada de RSU con un contenido de materia orgánica del 50% genera aproximadamente<br />
200 m3 de biogás.<br />
No es posible captar todo el biogás generado: un 30-35% del mismo se perderá a través de la<br />
superficie del vertedero.<br />
Las características del biogás dependen principalmente de la composición de los RSU y de la<br />
humedad.<br />
CARACTERÍSTICAS DEL BIOGÁS<br />
TEMPERATURA (ºC) 35-40<br />
PESO ESPECÍFICO (kg/Nm3)<br />
0,95<br />
PODER CALORÍFICO INFERIOR (kJ/Nm3) 18.000<br />
PRODUCCIÓN (Nm3/Tn RSU)<br />
200<br />
RENDIMIENTO DE CAPTACIÓN (%) 65-70%<br />
Tabla 2.2.Características del biogás de vertedero. Fuente: Tecnologías Avanzadas de Generación Eléctrica. Plantas Biogás<br />
Vertedero. Octubre 2001. EVE Ente Vasco de la Energía<br />
Página | 45
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
2.5 TÉCNICAS PARA EL APROVECHAMIENTO DEL BIOGÁS<br />
CAPÍTULO 2. TIPOS DE BIOGÁS<br />
Actualmente, existen distintas técnicas mediante las cuales es posible realizar un<br />
aprovechamiento de este gas.<br />
2.5.1 ENRIQUECIMIENTO DE OXÍGENO CON TECNOLOGÍA DE MEMBRANAS<br />
El desarrollo de este sistema denominado “Lean Caloric Gas-Utilization (LCG-U)” se basa en la<br />
tecnología de separación de gases mediante membranas. Se utilizan membranas de<br />
disolución/difusión sin poros de altas electividad, compuestas por una capa activa y una capa<br />
portadora de material de polímero, en las que la velocidad de difusión o bien la velocidad de<br />
transporte de las moléculas a través de las membranas es diferente para cada gas. Esto<br />
posibilita una separación entre diferentes gases y así obtener una mayor/menor concentración<br />
de los gases individuales de una mezcla en el rechazo/permeado. Así, en el aire que pasa por la<br />
membrana (permeado) se elimina el contenido en nitrógeno lo que conlleva una<br />
concentración en oxígeno, posibilitando una perfecta combustión delgas en el motor. Debido a<br />
la flexibilidad de esta tecnología, el diseño y las plantas necesarias pueden ser ajustadas a la<br />
situación individual de cada cliente fácilmente (Fuente: Peters, 2003).<br />
2.5.2 ENRIQUECIMIENTO DE METANO CON TECNOLOGÍA DE MEMBRANA<br />
Otra posibilidad es el enriquecimiento de metano con tecnología de membrana, donde se<br />
utiliza un sistema de membranas similar al anterior. En este caso, el permeado se enriquece en<br />
CO2 y se reinfiltra al vertedero mediante pozos de infiltración mientras que el rechazo de la<br />
membrana es un gas enriquecido en metano y oxígeno. Con este procedimiento se puede<br />
obtener una reducción importante del periodo de la fase post-clausura a causa de una<br />
degradación acelerada de materia orgánica. Los resultados obtenidos con esta tecnología<br />
conllevan un ahorro de capital y una mejora de la rentabilidad para el explotador del vertedero<br />
(Fuente: Peters, 2003).<br />
2.6 IMPACTO AMBIENTAL DEL APROVECHAMIENTO DEL BIOGÁS DE VERTEDERO<br />
Durante la generación de biogás en los vertederos se detecta la presencia de concentraciones<br />
significativas de ácido sulfhídrico (H2S) y siloxanos, que influyen en los posteriores sistemas de<br />
aprovechamiento energético de biogás (Fuente: Peters, 2003;Beyebach, 2005).<br />
Página | 46
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 2. TIPOS DE BIOGÁS<br />
2.6.1 EL ACIDO SULIHÍDRICO<br />
El ácido sulfhídrico, habitual en el biogás en concentraciones de 200 a 4000 ppm, es un<br />
compuesto nocivo, ya que ataca los elementos metálicos de toda la planta, teniendo una<br />
mayor influencia en los puntos o zonas de mayor temperatura. Por lo tanto, se han<br />
desarrollado una gran variedad de métodos para su eliminación.<br />
Métodos Tradicionales<br />
Métodos Biotecnológicos<br />
Los métodos tradicionales son los físico-químicos: separación con membrana, adsorción,<br />
absorción, etc. Estos métodos son eficientes, aunque resultan caros y presentan el<br />
inconveniente de que se pueden formar contaminantes secundarios, que tienen que ser<br />
tratados o eliminados.<br />
Últimamente, los métodos biotecnológicos han experimentado un gran desarrollo debido a su<br />
gran eficiencia, su reducido coste de inversión, su menor requerimiento de energía y a que no<br />
producen contaminantes secundarios.<br />
2.6.2 LOS SILOXANOS Y OTROS COMPUESTOS DE SILICIO<br />
Los siloxanos y otros compuestos de silicio pueden formar deposiciones (cristalizaciones) que<br />
son especialmente peligrosas en las cámaras de combustión de los grupos generadores. Una<br />
forma de eliminar este tipo de compuestos se puede efectuar con carbón activo, debiendo<br />
instalar normalmente con esta unidad un sistema de deshumidificación para reducir el<br />
contenido de agua en el biogás. Aplicado en vertederos, este sistema también puede<br />
contribuir a la optimización del aprovechamiento energético del biogás. Cabe indicar que este<br />
tipo de contaminantes no sólo se encuentra en el biogás obtenido de los vertederos sino que,<br />
por ejemplo, también tiene especial importancia en el caso de los gases obtenidos en las<br />
depuradoras.<br />
2.7 ECOPARQUES. PLANTAS DE RECICLAJE, VALORIZACIÓN Y COMPOSTAJE DE<br />
R.S.U.<br />
<br />
SEPARACIÓN DE LA MATERIA ORGÁNICA Y PRODUCCIÓN DE COMPOST<br />
Estas plantas se construyen para lograr promover la reducción, la reutilización, el reciclado y la<br />
valorización de los residuos.<br />
En las plantas de Reciclaje, compostaje y valorización de los RSU, concretamente en la línea de<br />
RSU se tratan la fracción de residuos recogida en los contenedores marrones o verdes,<br />
denominada fracción resto.<br />
En estas plantas se consigue separar parte de la fracción orgánica que contienen los RSU, que<br />
se destina a la elaboración de compost.<br />
Página | 47
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
Referencia Marco Legal<br />
CAPÍTULO 2. TIPOS DE BIOGÁS<br />
Legislación vigente en residuos<br />
• Ley 10/1998, de 21 de abril, de Residuos<br />
• Ley 11/1997, de 24 de abril, de Envases y Residuos de Envases<br />
• Real Decreto 1481/2001, de 27 de diciembre, por el que se regula la eliminación de residuos<br />
mediante depósito en vertedero.<br />
2.7.1 DESCRIPCIÓN DEL PROCESO DE TRATAMIENTO DE LOS RESIDUOS EN UNA PLANTA DE<br />
RECICLAJE, VALORIZACIÓN Y COMPOSTAJE DE R.S.U.<br />
Los residuos siguen el siguiente proceso:<br />
Gráfico 2.6.Proceso de tratamiento de los residuos. Fuente: <strong>Estudio</strong> de Soluciones Viables para el Aprovechamiento del Biogás<br />
en Extremadura. Proyecto ALTERCEXA<br />
Página | 48
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
Página | 49<br />
CAPÍTULO 2. TIPOS DE BIOGÁS<br />
2.7.1.1 ENTRADA DEL MATERIAL:<br />
Entrada de los camiones que traen los residuos sólidos urbanos (R.S.U.) de los diferentes<br />
municipios. Estos camiones son pesados, antes de verter su carga, en la báscula.<br />
Una vez pesado el camión, éste va a verter su carga a la nave de recepción, desde la cual se<br />
alimenta la cinta transportadora, es aquí donde se inicia todo el proceso de reciclaje y<br />
valorización de los residuos sólidos urbanos que llegan a las instalaciones.<br />
2.7.1.2 TRIAJE PRIMARIO:<br />
La cinta transportadora lleva los residuos a un primer triaje o triaje primario. El objetivo de<br />
esta etapa es eliminar aquellos residuos más voluminosos o pesados que puedan dañar la<br />
maquinaria posterior. Así pues, el operario retirará manualmente todos esos residuos, tales<br />
como mesas, sillas, lavadoras, carteles publicitarios, palets, placas metálicas etc.<br />
2.7.1.3 CRIBADO:<br />
Una vez separados esos materiales, los R.S.U. restantes continúan por la cinta transportadora,<br />
llegando al tromel o criba rotativa. En el tromel existen cuchillas, de manera que debido al<br />
movimiento gira-torio y al peso de las bolsas al caer sobre éstos, produce el desgarro y la<br />
apertura de las mismas. Además, el trómel está dotado de una malla de orificios, de<br />
aproximadamente 100 mm, por los cuales se produce el paso de la fracción inferior a este<br />
tamaño, de naturaleza orgánica en su mayor parte, por lo que la función del trómel es la de<br />
actuar de criba con los residuos sólidos urbanos separando la materia orgánica. Mientras tanto<br />
el resto de los materiales continúan avanzando por dicha criba. En este tromel es donde se<br />
lleva a cabo la primera separación del material, así pues, la materia orgánica que pasa a través<br />
de los orificios es recogida por otra cinta, que la lleva directamente a la nave de fermentación,<br />
no antes sin pasar por el separador inductivo donde se producirá la segregación de los<br />
materiales que contienen aluminio. Mediante el fenómeno conocido como corrientes<br />
inducidas de Foucault se genera el salto de los envases fabricados de aluminio haciéndoles<br />
introducirse de este modo en una bajante por donde caen a una bandeja.<br />
La materia orgánica se hace pasar por un separador magnético de metales mediante<br />
electroimanes colocados sobre cinta de salida.<br />
2.7.1.4 FERMENTACIÓN:<br />
Una vez en la nave de fermentación, la materia orgánica puede ser fermentada al aire libre o<br />
en túneles, si es al aire libre, estará aproximadamente dos meses, volteándose o aireándose,<br />
al menos, una vez a la semana, pero si en lugar de estar al aire libre, lo fermentamos en<br />
túneles, su permanencia se ve reducida considerablemente, pues solamente estará 15 días.<br />
Esta reducción se logra gracias al control total de los parámetros que afectan a la<br />
fermentación de la materia orgánica, dicho control se ejerce gracias a la informatización de los<br />
túneles.<br />
Cuando la materia orgánica ya ha terminado su fermentación pasa a la nave de maduración,<br />
donde la materia orgánica se coloca en pilas sin comprimirla en exceso, de aproximadamente<br />
21 m de largo, 5 metros de ancho y 3 m de altura, dejándola reposar aproximadamente dos<br />
meses. Las pilas son ventiladas por convección natural, de forma que el aire caliente que sube<br />
desde el centro de la pila, crea un vacío parcial que aspira el aire de los lados. Las pilas se<br />
voltean una vez a la semana aproximadamente con la pala con la finalidad de homogeneizar la<br />
mezcla y su temperatura, eliminar el exceso de calor, controlar la humedad y aumentar la<br />
porosidad de la pila para mejorar la ventilación. Pasado ese tiempo el material ya está listo<br />
para ser limpiado.
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 2. TIPOS DE BIOGÁS<br />
2.7.1.5 LIMPIEZA DE LA MATERIA ORGÁNICA:<br />
Para limpiar la materia orgánica compostada de los impropios e impurezas, se utiliza la<br />
maquinaria de afino, la cual puede disponer de un tromel con una malla de 15 cm de diámetro<br />
o de una malla elástica de 12 mm y una mesa densimétrica, además de un ciclón para separar<br />
pequeños plásticos, trocitos de papel-cartón, etc. Después de esta separación ya está listo el<br />
material (compost o abono) para su venta y uso en agricultura.<br />
2.7.1.6 TRIAJE SECUNDARIO:<br />
Volviendo de nuevo al tromel, ahí siguen girando el resto de los residuos que no han pasado<br />
por los orificios del mismo, es decir aquella fracción mayor de 100 mm. Estos materiales salen<br />
del tromel y pasan a una cinta transportadora que lleva esos residuos a la zona de triaje<br />
secundario. La cabina de triaje secundario está formada por dos cintas transportadoras en<br />
cuyos lados existen unas tolvas de de descarga a contenedores. A ambos lados de estas cintas<br />
y junto a las tolvas se sitúan los operarios que realizan las operaciones de clasifcación y<br />
recuperación de los productos reciclables.<br />
En este triaje los operarios separan manualmente los materiales que recuperamos, estos son:<br />
PET, PEAD,<br />
PEBD, PP, Tetrabrik y papel-cartón mientras que el metal y el aluminio son separados por un<br />
electroimán y un separador de foucalt, respectivamente.<br />
Los materiales clasificados manualmente en las cabinas de triaje caen a través de las tolvas a<br />
los trojes (huecos definidos por los muros de hormigón).<br />
2.7.1.7 DEPÓSITO EN VERTEDERO DEL RECHAZO.<br />
El resto de los materiales que no se han seleccionado, continúan avanzando por la cinta<br />
transportadora hacia una prensa, o un contenedor, dependiendo de la instalación, pasándose<br />
a considerar rechazo.<br />
Este rechazo es el que es llevado a los vertederos de los Ecoparques y compactado gracias a<br />
una máquina compactadora, consiguiendo así disminuir aún más su volumen.<br />
Cuando el vertedero haya acabado su vida útil, éste se sellará con láminas de polietileno y<br />
Geotextil, dejándolo totalmente integrado en su entorno, como lo exige el Real Decreto<br />
1481/2001, de 27 de diciembre, por el que se regula la eliminación de residuos mediante<br />
depósito en vertedero.<br />
A continuación se muestra un esquema del funcionamiento de una planta de producción de<br />
energía eléctrica mediante el biogás generado en un vertedero controlado.<br />
Página | 50
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
3 BIOGÁS DE DIGESTORES<br />
CAPÍTULO 2. TIPOS DE BIOGÁS<br />
(BIODIGESTIÓN PROVOCADA EN INSTALACIONES<br />
INDUSTRIALES)<br />
Dentro de este tipo se pueden diferenciar tres subgrupos, dependiendo del origen de los<br />
sustratos a digerir:<br />
• Biogás de Depuradoras Urbanas<br />
• Biogás FORSU (Fracción Orgánica de Residuos Sólidos Urbanos)<br />
• Biogás Agroindustrial<br />
En algunos casos se requerirán mezclas (codigestión) para hacer los procesos viables.<br />
De los tipos de biogás anteriores, el más noble y con menor cantidad de impurezas es el<br />
obtenido a partir de residuos agroindustriales. No obstante, en los casos donde se usen como<br />
substrato los estiércoles y purines pueden aparecer cantidades significativas de sulfuro de<br />
hidrogeno en el biogás, que será preciso depurar antes de su aprovechamiento energético<br />
4 BIOGÁS DE DIGESTORES. BIOGÁS FORSU (FRACCIÓN<br />
ORGÁNICA DE RESIDUOS SÓLIDOS URBANOS)<br />
Fuente: Informe de Vigilancia Tecnológica Madri+d. “Situación actual de la producción de biogás y de su aprovechamiento”<br />
Este biogás se genera a partir de la fracción orgánica procedente de los RSU<br />
Cuando la materia orgánica contenida en los RSU se utiliza como substrato de la fermentación<br />
anaeróbica, el proceso se denomina biometanización o biogasificación.<br />
En este proceso, la materia orgánica se transforma en biogás y en una fracción sólida más<br />
pobre que el compost, que también puede utilizarse como mejorador de suelo.<br />
Antes de la digestión anaeróbica en las plantas de biometanización es necesario realizar un<br />
pretratamiento, que consiste en la separación de la Fracción Orgánica de Residuos Sólidos<br />
Urbanos (FORSU) y su trituración para reducir la fracción biodegradable a un tamaño adecuado<br />
y homogéneo, que facilite la biometanización.<br />
Página | 51
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 2. TIPOS DE BIOGÁS<br />
4.1 ECOPARQUES. PLANTAS DE RECICLAJE, VALORIZACIÓN Y COMPOSTAJE DE<br />
R.S.U.<br />
PRODUCCIÓN DE BIOGÁS:<br />
BIOGÁS NATURAL (BIOGÁS DE VERTEDEROS DE RESIDUOS CONTROLADOS)<br />
BIOGÁS DE DIGESTORES (BIODIGESTIÓN PROVOCADA EN INSTALACIONES<br />
INDUSTRIALES)<br />
Como se ha mencionado anteriormente las posibilidades de producción de biogás a partir de<br />
los residuos sólidos urbanos (RSU) son a través de:<br />
⇒ Desgasificación de vertederos y aprovechamiento del biogás<br />
⇒ Digestión anaerobia en biorreactores<br />
A continuación se describe el funcionamiento de una planta de tratamiento de residuos<br />
urbanos, en la que la fracción orgánica de los residuos sólidos urbanos es aprovechada para:<br />
PRODUCCIÓN DE COMPOST<br />
⇒ Mediante Digestión anaerobia de la materia orgánica<br />
⇒ A partir del lodo digerido en los biorreactores<br />
APROVECHAMIENTO Y PRODUCCIÓN DE BIOGÁS<br />
⇒ Producción de biogás mediante digestión anaerobia en biorreactores.<br />
⇒ Aprovechamiento del biogás generado en el vertedero asociado a la planta de<br />
tratamiento.<br />
Los residuos siguen el siguiente proceso:<br />
Página | 52
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 2. TIPOS DE BIOGÁS<br />
PRODUCCIÓN DE COMPOST<br />
Etapas en la Digestión anaeróbica de la materia orgánica y elaboración de compost a partir<br />
del lodo digerido en biorreactores<br />
1. Separación de la fracción orgánica:<br />
En la etapa de cribado es donde se produce la separación de los la materia orgánica contenida<br />
en los RSU. Una vez realizada la retirada de los voluminosos, los residuos se dirigen al tromel o<br />
criba rotatoria. En el tromel existen cuchillas, de manera que debido al movimiento giratorio y<br />
al peso de las bolsas al caer sobre éstos, produce el desgarro y la aertura de las mismas.<br />
Además, el trómel está dotado de una malla de orificios, de aproximadamente 100 mm, por<br />
los cuales se produce el paso de la fracción inferior a este tamaño, de naturaleza orgánica en<br />
su mayor parte.<br />
2. Traslado a la zona de digestión:<br />
El producto que se va a someter a este proceso es la fracción orgánica procedente del cribado<br />
del trommel de la nave de reciclaje tras su paso por los separadores de metales. Tras la salida<br />
de los separadores de metales, el material se dirige mediante sendas cintas transportadoras a<br />
los púlpers directamente, o bien, a un foso de orgánico para su dosifcación si fuera necesario.<br />
Página | 53
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
3. Púlper:<br />
CAPÍTULO 2. TIPOS DE BIOGÁS<br />
En el interior de los púlpers se produce la mezcla de aportes mediante un agitador en el que se<br />
reciben aportes continuos de agua de proceso procedente del centrifugado, mediante las<br />
correspondientes bombas y de fracción orgánica de RSU, procedente del trommel, en una<br />
proporción de 3 a 1.En los púlpers se producen lodos de decantación que cuando se retiran se<br />
depositan en un contenedor de arenas para posteriormente llevarse a depósito de rechazo.<br />
4. Cribado<br />
La salida del púlper se dirige a las dos cribas. Éstas consisten en unos depósitos con dos<br />
tamices sucesivos de orifcios de distinto tamaño y con dos conos situados en su parte inferior.<br />
En la parte superior de la criba quedarán residuos que serán recogidos por un tornillo<br />
llevándose a un contenedor de fotantes para su posterior traslado al depósito de rechazos. En<br />
los conos precipitarán las arenas de la mezcla. Estas arenas se llevarán a contenedor y<br />
posteriormente a depósito de rechazo.<br />
5. Desarenado secundario<br />
Las salidas de las respectivas cribas se unen en el desarenador donde las arenas residuales<br />
precipitarán, llevándose al contenedor de arenas para su posterior traslado a vertedero.<br />
6. Hidrólisis<br />
A la salida del desarenador se vuelve a dividir el producto en las dos líneas, llevándose a<br />
depósitos para comenzar el proceso de hidrólisis. Este proceso se produce mediante agitación<br />
del producto con un tiempo de permanencia determinado o antes de su envío a los digestores.<br />
Para la disminución del contenido de azufre que produciría ácido sulfhídrico (SH2) que<br />
deterioraría, por corrosión, los motores de cogeneración, se introduce cloruro férrico (FeCl3)<br />
en los depósitos de hidrólisis generándose sulfato férrico Fe2(SO4)3 , que precipitará junto al<br />
resto de arenas.<br />
7. Digestión<br />
Tras la salida del proceso hidrólisis, el producto (agua con materia sólida) se lleva a los<br />
digestores donde permanecerá un tiempo determinado concluyéndose el proceso con la<br />
obtención de biogás. Los digestores son depósitos en los que tiene lugar la reacción química<br />
denominada fermentación anaerobia produciéndose biogás, compuesto principalmente por<br />
CH4, CO2 y trazas de otros compuestos como el SH2. El aporte energético para la digestión se<br />
produce por la propia reacción que tiene lugar, exotérmica, y por el sistema de intercambio de<br />
calor que opera entre los motores de cogeneración, que deben enfriarse, y los digestores que<br />
deben calentarse.<br />
8. Depósito intermedio:<br />
Antes del envío del producto a centrifugadoras para proceder a la deshidratación de lodos, se<br />
lleva a un depósito intermedio que sirve como pulmón, permitiendo la dosifcación correcta de<br />
entrada a las centrifugadoras.<br />
Este depósito se limpia y el residuo resultante se lleva a compostaje.<br />
Página | 54
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
9. Deshidratación de lodos:<br />
CAPÍTULO 2. TIPOS DE BIOGÁS<br />
Aparte de los gases ya nombrados, por centrifugación se extrae por un lado agua sucia, que se<br />
reincorporaría de nuevo al proceso en los púlpers, y por otro, materia deshidratada y agotada<br />
(esto es, sin capacidad de producir CH4) que se llevaría mediante cinta transportadora al<br />
proceso de compostaje.<br />
10. Gasómetro y antorcha:<br />
El caudal de salida del biogás de los digestores no es constante, sin embargo, debe serlo el<br />
aporte a los motores que producen energía de forma continua. Para corregir esta situación se<br />
dispondría del gasómetro, instalación cuya función es mantener constante la presión de salida<br />
del biogás que alimentará al sistema de gases posterior a los digestores.Consiste en esferas<br />
concéntricas de material voluble. En la esfera interna se almacena el biogás y en la externa el<br />
aire. Cuando la aportación del biogás disminuye, se bombea aire en la esfera externa para<br />
aumentar la presión ejercida sobre la interna que disminuirá su volumen, logrando mantener<br />
así su presión constante. Cuando la aportación del biogás aumenta, se destinará parte del<br />
mismo a una antorcha en la que se quemaría.<br />
11. Elaboración del compost.<br />
Recepción del lodo y maduración a partir del lodo digerido.<br />
Con una pala cargadora se lleva este producto a túneles cerrados que se llenan dejando<br />
superiormente un espacio vacío que permita realizar las maniobras con holgura. Una vez lleno<br />
el túnel se procederá a cerrar las puertas. En este punto comienza la fermentación aerobia<br />
controlada. El equipamiento de proceso de los túneles incorpora dispositivos que crea una<br />
atmósfera artifcial óptima para el correcto funcionamiento del sistema y desarrollo del<br />
proceso, permitiendo, una mayor y más rápida maduración del digestato. Estas medidas<br />
complementarias serían: una red de ventilación forzada, humidifcación y medidas de<br />
temperaturas.<br />
APROVECHAMIENTO Y PRODUCCIÓN DE BIOGÁS<br />
Etapas en la producción de biogás mediante digestión anaerobia en biorreactores y<br />
aprovechamiento del biogás generado en el vertedero asociado a la planta de tratamiento<br />
A. DESGASIFICACIÓN DE GASES EN VERTEDERO<br />
vertedero de rechazo asociado a la planta de tratamiento<br />
vertedero de residuos controlado<br />
El biogás procedería del vertedero de rechazo asociado a la planta de tratamiento. En el caso<br />
de que en las cercanías a la planta de tratamiento exista un vertedero de residuos controlado,<br />
el biogás para el aprovechamiento energético podría proceder además de dicho vertedero. El<br />
sistema de extracción de biogás de vertedero estaría compuesto por soplantes, que son las<br />
encargadas de generar una pequeña depresión, para poder extraer el biogás de los pozos que<br />
Página | 55
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 2. TIPOS DE BIOGÁS<br />
se instalarían en el vertedero.El biogás pasa a las soplantes y se dirige a la zona de mezclado<br />
para unirse con el biogás procedente del proceso de digestión.<br />
B. GASES PROCEDENTES DE LOS BIODIGESTORES<br />
El gas de digestión se obtiene como consecuencia de la biometanización que se produce en los<br />
digestores. Dicho gas pasa de la cúpula de los mismos al gasómetro, desde el que se aspiraría<br />
el gas mediante soplantes. Dichas soplantes trasladan el gas de digestión hacia una tubería<br />
común en el que después de atravesar por una pequeña instalación para la eliminación de<br />
condensados y para el enfriamiento de dicho gas llegan a la zona de desgasificación. Dichas<br />
soplantes tienen además la misión de mantener constante la presión de entrada en los<br />
motores.<br />
Las etapas del proceso de aprovechamiento de biogás generado tanto en el vertedero como<br />
en los biodigestores son:<br />
1. Mezclador:<br />
En esta instalación se mezcla con el gas de vertedero, el procedente de la biodigestión y el gas<br />
natural (caso de que fuese necesario).<br />
2. Motores:<br />
Se dispondría de motores, que funcionan por combustión interna, en los cuales entra el<br />
biogás, mezcla del obtenido por desgasifcación del vertedero, de los biodigestores y con gas<br />
natural (en caso de que fuese necesario, y en una proporción que nunca podría superar un<br />
máximo).El ciclo de un motor de combustión interna puede defnirse como la serie completa de<br />
acontecimientos que ocurren antes de que vuelvan a repetirse. El motor con ciclo de 4 tiempos<br />
necesita 4 movimientos de cada pistón, dos hacia arriba y dos hacia abajo (dos revoluciones<br />
completas del cigüeñal), para completarlo. Los tiempos, en el orden en que se reproducen, se<br />
llaman:<br />
1º. Admisión<br />
2º. Compresión<br />
3º. Explosión o carrera de fuerza<br />
4º. Escape o descarga<br />
La primera etapa del ciclo Otto, la de admisión, empieza cuando el pistón está colocado en la<br />
parte superior del cilindro. Con la válvula de escape cerrada y la admisión abierta, el pistón se<br />
mueve hacia abajo provocando la admisión al producirse un vacío parcial en el interior del<br />
cilindro. La presión atmosférica, por ser mayor que la que existe en el interior del cilindro, hace<br />
que entre aire y se mezcla en proporciones adecuadas con el combustible.<br />
A continuación se produce la comprensión. En esta etapa ambas válvulas están cerradas y la<br />
mezcla de combustible queda en el cilindro que ahora está cerrada. El pistón al moverse hacia<br />
arriba dentro del cilindro comprime la mezcla combustible.<br />
Cuando el pistón ha llegado al punto muerto superior (PMS) la mezcla combustible que entró<br />
al cilindro durante la admisión ha quedado comprimida. En este momento del ciclo dicha<br />
Página | 56
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 2. TIPOS DE BIOGÁS<br />
carga combustible se infama por medio de una chispa producida por la bujía y se verifica la<br />
combustión. Debido al calor generado por la combustión, se expanden los gases y se produce<br />
una alta presión en el interior del cilindro. Esta presión actúa en forma de “de empuje” contra<br />
la cabeza del pistón, obligando a bajar, lo que constituye la transmisión de la energía al<br />
cigüeñal en forma de fuerza de torsión o rotatoria.<br />
Cuando el pistón se acerca al punto muerto inferior (PMI) la posición que corresponde al fn de<br />
la energía, la válvula de escape, se abre disminuyendo la presión en el interior del cilindro. Esta<br />
válvula permanece abierta mientras el pistón se mueve hacia arriba, hasta que llega al punto<br />
muerto superior (PMS). Cuando el pistón alcanza la posición más alta se cierra la válvula de<br />
escape.<br />
3. Alternador:<br />
El funcionamiento de un alternador está basado en el hecho de que un conductor eléctrico<br />
corta líneas de fuerza de un campo magnético, se induce de él una f.e.m (fuerza<br />
electromotriz); careciendo de importancia que el campo magnético esté fjo y el conductor se<br />
mueva o por el contrario, sea el conductor el que este fjo y el campo magnético sea el que se<br />
mueva.<br />
La misión principal del alternador consiste en transformar la energía mecánica generada como<br />
consecuencia del movimiento de los cilindros durante la combustión de los gases en los<br />
motores en energía eléctrica<br />
4. Transformador:<br />
Es un dispositivo que se encarga de “transformar” el voltaje de corriente alterna que tiene a su<br />
entrada en otro diferente que entrega a su salida<br />
5. Antorchas:<br />
La antorcha de vertedero se utilizarían o bien cuando dicho gas no es de buena calidad,<br />
quemándose en este caso hasta que la riqueza del gas alcanza un grado lo suficientemente<br />
bueno para meterlo a motores, o bien cuando se produzca una parada, emergencia o avería en<br />
la instalación de generación (problema eléctrico, de automatización de los propios motores,<br />
etc.) por las que se haga necesario darle salida a dicho gas.<br />
Página | 57
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 2. TIPOS DE BIOGÁS<br />
5 BIOGÁS DE DIGESTORES. BIOGÁS DE DEPURADORAS DE<br />
AGUAS RESIDUALES<br />
5.1 REFERENCIAS PLAN DE ENERGÍAS RENOVABLES (PER) 2005-2010<br />
Lodos de depuración de aguas residuales urbanas<br />
Los lodos de depuración procedentes de los tratamientos primario y secundario que se<br />
realizan en las Estaciones Depuradoras de Aguas Residuales pueden someterse a tecnologías<br />
de digestión anaerobia para producir biogás, lo que resulta especialmente interesante, cuando<br />
de considerar una aplicación energética del biogás producido se trata, a partir de la cifra de<br />
100.000 habitantes equivalentes. En la actualidad, y fruto de la propia evolución de este<br />
sector de tratamiento de residuos en nuestro país, la utilización energética del biogás<br />
generado a partir de este tipo de residuo ha alcanzado un importante grado de desarrollo<br />
Referencia Marco Legal<br />
Plan Integral de Residuos de Extremadura 2009-2015 (PIREX)<br />
Plan Nacional Integrado de Residuos (PNIR) 2007-2015<br />
5.2 INTRODUCCIÓN<br />
Referencia Marco Legal<br />
NACIONAL<br />
• Directiva 91/271/CEE sobre el tratamiento de las Aguas Residuales Urbanas<br />
• Resolución de 14 de junio de 2001, de la Secretaría General de Medio Ambiente, por la<br />
que se dispone de la publicación del Acuerdo de Consejo de Ministros, de 1 de junio de<br />
2001, por el que se aprueba el Plan Nacional de Lodos de Depuradoras de Aguas<br />
Residuales 2001-2006<br />
• Plan Nacional Integrado de Residuos (PNIR) 2007-2015<br />
AUTONÓMICO<br />
• DEROGADO. ORDEN de 9 de febrero de 2001, por la que se da publicidad al Plan<br />
Director de Gestión Integrada de Residuos de la Comunidad Autónoma de<br />
Extremadura de 2000<br />
• Resolución de 12 de abril de 2010, de la Secretaría General, por la que se acuerda la<br />
publicación del Plan Integral de Residuos de Extremadura 2009-2015 (PIREX)<br />
Página | 58
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 2. TIPOS DE BIOGÁS<br />
El Biogás de Depuradoras de Aguas Residuales se genera a partir de la digestión anaeróbica de<br />
los fangos primarios de las plantas de tratamiento de aguas residuales.<br />
→ Lodos de estaciones depuradoras de aguas residuales urbanas<br />
→ Lodos de estaciones depuradoras de aguas residuales industriales<br />
La producción de lodos de depuradoras está aumentando rápidamente debido al aumento del<br />
nivel de tratamiento del agua y al crecimiento del número de estaciones de depuración de<br />
aguas residuales (EDAR), como consecuencia de la puesta en práctica de la Directiva Europea<br />
sobre Tratamiento de Aguas Residuales Urbanas (Directiva 91/271/CEE). El tratamiento de<br />
estos lodos, mediante el proceso de digestión anaeróbica, es una alternativa que permite el<br />
aprovechamiento de los mismos para la obtención de biogás (Fuente: Muñoz y Sánchez, 2005)<br />
Inicialmente, el tratamiento anaeróbico fue aplicado a lodos de plantas de tratamiento de<br />
aguas municipales y para tratar aguas procedentes de la industria conservera. Sin embargo, en<br />
la actualidad se emplea también para tratar agua residual industrial con elevada carga<br />
orgánica (2000 a 30000 mg O2/l de DBO). Las industrias de fabricación de bebidas, producción<br />
de leche y derivados, azucarera, textil y petroquímica son algunos ejemplos de industrias que<br />
emplean el proceso anaeróbico para el tratamiento de sus aguas residuales. Sin embargo, el<br />
tratamiento biológico de las aguas residuales de origen urbano suele ser un proceso de<br />
degradación aeróbico (en presencia de oxígeno), ya que estas aguas presentan menores<br />
concentraciones de materia orgánica (100 a 300 mg O2/l de DBO).<br />
5.2.1 GESTIÓN Y /O TRATAMIENTO DE LOS LODOS DE DEPURACIÓN<br />
Modelo de Gestión<br />
La Directiva 91/271/CEE exige que, a partir del año 2005, la práctica totalidad de las<br />
aglomeraciones urbanas de la Unión Europea sean dotadas de sistemas colectores adecuados,<br />
así como de estaciones depuradoras que sometan las aguas residuales a un tratamiento<br />
secundario antes de ser vertidas a cauces públicos.<br />
En junio de 2001 se aprobó el I Plan Nacional de Lodos de Depuradora EDAR 2001-2006 (I<br />
PNLD), publicado en el BOE del 12 de julio. Ese Plan finalizó su periodo de validez el 31 de<br />
diciembre de 2006.El PNLD (2001-2006) tenía por objeto mejorar la gestión de los lodos, y en<br />
particular optimizar la aplicación agrícola, protegiendo el medio ambiente y especialmente la<br />
calidad del suelo. El PNLD (2001-2006) priorizaba el reciclado de los nutrientes del LD sobre<br />
otras posibles opciones respetando el principio de jerarquía establecido en la normativa de<br />
residuos.<br />
Página | 59
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 2. TIPOS DE BIOGÁS<br />
Utilización de los lodos de depuradora en agricultura<br />
Prácticamente todos los lodos procedentes de aguas residuales urbanas se han aplicado a<br />
parcelas agrícolas próximas a las depuradoras. Aunque en determinados lugares los<br />
agricultores son reacios a su empleo, lo que puede provocar problemas por la posible<br />
acumulación de elementos tras las excesivas dosis de aplicación en las parcelas donde los<br />
titulares sí han autorizado la aplicación de los lodos tratados.<br />
Situación que ha hecho innecesario desarrollar la normativa técnica de este tipo de plantas<br />
que se proponía en el anterior Plan Director Nacional de Lodos de Depuradora.<br />
http://www.mapa.es/app/Condicional/Modulos/inicio.aspx?pg=8&lng=es<br />
Utilización de los lodos generados en los Ecoparques<br />
Alguno ecoparques disponen de planta de compostaje para lodos, aunque no se utilizan, al<br />
existir una alternativa ambiental y económicamente más sostenible, siempre que los lodos<br />
cumplan los requisitos legales para su aplicación al suelo.<br />
5.3 LODOS DE ESTACIONES DEPURADORAS DE AGUAS RESIDUALES URBANAS<br />
Fuente: <strong>Estudio</strong> de Soluciones Viables para el Aprovechamiento del Biogás en Extremadura. Proyecto ALTERCEXA<br />
Fuente: Informe de Vigilancia Tecnológica Madri+d. “Situación actual de la producción de biogás y de su aprovechamiento”<br />
Los lodos o fangos de depuración constituyen el residuo semisólido resultante del proceso de<br />
depuración de las aguas residuales urbanas, por el cual se eliminan la mayor parte de los<br />
contaminantes disueltos y en suspensión contenidos en dichas aguas.<br />
El fango (lodo) suele ser un líquido o semisólido con un contenido en sólido variable,<br />
dependiendo de las operaciones de tratamiento recibido, y que suele estar comprendido entre<br />
el 0,25 % y el 12 % en peso.<br />
En general, los fangos están formados por los sólidos sedimentados del agua residual, el<br />
exceso de microorganismos producidos durante el tratamiento biológico, los productos<br />
sedimentados por coagulación natural o provocada de las partículas en suspensión o de<br />
carácter coloidal y los precipitados químicos formados por la reacción de los coagulantes con<br />
las partículas disueltas. Estos lodos, ricos en nutrientes (N, P y K), están constituidos, en<br />
algunos casos, por más del 60% de materia orgánica.<br />
Los lodos son residuos que poseen una capacidad contaminante importante y, por tanto,<br />
también se requiere su tratamiento, siendo necesario en muchos casos su traslado.<br />
La procedencia de los sólidos producidos en las plantas de tratamiento varía en función del<br />
tipo de planta y del modo de explotación.<br />
Página | 60
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 2. TIPOS DE BIOGÁS<br />
PRINCIPALES FUENTES DE SÓLIDOS Y FANGO<br />
Sólidos gruesos<br />
Desbaste<br />
Desareando<br />
Arenas y espumas<br />
Preaireación<br />
Arenas y espumas<br />
Decantación primaria<br />
Fango primario y espumas<br />
Tanques de aireación<br />
Sólidos suspendidos<br />
Sedimentación secundaria<br />
Fango secundario y espumas<br />
Instalaciones de tratamiento de fangos Fango, compostaje y cenizas<br />
Tabla 5.1.Principales fuentes de sólidos y fango. Fuente: <strong>Estudio</strong> de Soluciones Viables para el Aprovechamiento del Biogás en<br />
Extremadura. Proyecto ALTERCEXA<br />
5.4 LODOS DE ESTACIONES DEPURADORAS DE AGUAS RESIDUALES INDUSTRIALES<br />
El origen de las aguas residuales se encuentra en un amplio número de procesos industriales<br />
que emplean el agua para fines muy variados.<br />
Según Robert A. Corbitt (Corbitt, 2003), aproximadamente dos tercios del agua residual que se<br />
genera en la industria proviene de procesos de refrigeración.<br />
No obstante, el agua se emplea en prácticamente todos los procesos industriales, durante los<br />
cuales es alterada y su calidad degradada debido al aporte de nutrientes, sólidos en<br />
suspensión, bacterias, materia orgánica y en algunos casos elementos tóxicos.<br />
Las aguas residuales industriales con elevada carga orgánica son susceptibles de ser utilizadas<br />
como substrato para la digestión anaeróbica. Sin embargo, la composición de los efluentes<br />
industriales es tan variable como su caudal y depende de las particularidades de cada<br />
industria.<br />
En términos generales, las aguas residuales industriales con mayor contenido en materia<br />
orgánica son las provenientes de la industria alimentaria (conservera, láctea, bebidas<br />
fermentadas y destiladas, carne y productos de avicultura, remolacha azucarera, levadura,<br />
café, pescado, arroz, panadería, caña de azúcar y aceites), farmacéutica, textil, industria de<br />
materiales (pulpa y papel, madera y productos petroleoquímicos) y química (detergentes y<br />
pesticidas) (Nelson y Avijit, 1998).<br />
Página | 61
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 2. TIPOS DE BIOGÁS<br />
6 BIOGÁS DE DIGESTORES. BIOGÁS AGROINDUSTRIAL<br />
6.1 REFERENCIA MARCO LEGAL<br />
6.1.1 REFERENCIAS PLAN DE ENERGÍAS RENOVABLES (PER) 2005-2010<br />
En el Plan de Energías Renovables (PER) 2005-2010 se considera la producción de biogás como<br />
una energía renovable que además representa una solución medioambiental y de tratamiento<br />
de residuos. Así mismo, en los países de nuestro entorno, también se considera el biogás en<br />
general y el del sector agroindustrial en particular como una energía renovable, que además<br />
tiene una componente medioambiental de reducción de emisiones evitadas de Gases de<br />
Efecto Invernadero (GEI) en el sector eléctrico.<br />
Por tanto, el aprovechamiento energético del biogás debe considerarse como una importante<br />
fuente de energía renovable, que fundamentalmente se obtiene a partir de cuatro tipos de<br />
subproductos orgánicos: los residuos sólidos urbanos (RSU), los lodos de las plantas de<br />
depuración de aguas residuales urbanas, los efluentes de las industrias agroalimentarias y los<br />
diferentes tipos de estiércoles ganaderos.<br />
Otro factor que tiene una importancia capital a la hora de marcar las prioridades de inversión<br />
en el sector energético PER 2011-2020, será el cálculo del sobreprecio de la tarifa eléctrica de<br />
la producción energética del biogás respecto al precio de la tarifa eléctrica del pool español y<br />
que permita rentabilizar las instalaciones de producción. Este sobrecoste deberá ser justificado<br />
en cualquier caso con los costes de la compra de derechos de emisión que España deberá<br />
asumir para cumplir con los compromisos del Protocolo de Kyoto, teniendo en cuenta que<br />
actualmente la tonelada de CO2 equivalente se sitúa en el entorno de los 20 euros.<br />
Comentarios.-Residuos ganaderos<br />
La aplicación de proceso de digestión anaerobia en residuos ganaderos sólo es posible<br />
tecnológicamente a partir de una elevada concentración de cabezas de ganado en<br />
explotaciones intensivas. El nivel de aprovechamiento energético actual de estos residuos<br />
puede considerarse bajo<br />
Por tanto la digestión anaerobia es una tecnología interesante para tratar los residuos<br />
producidos en explotaciones ganaderas intensivas con alta concentración de ganado. No<br />
obstante y debido a la competencia de otras tecnologías, con el secado térmico de purines<br />
empleando gas natural como combustible, esta aplicación tiene en nuestro país un nivel de<br />
utilización muy bajo en la actualidad<br />
Comentarios.-Residuos industriales biodegradables<br />
El empleo de tecnologías de digestión anaerobia para el tratamiento de los residuos<br />
biodegradables generado en industrias como la cervecera, azucarera, alcoholera, láctea,<br />
oleícola, etc es bastante común en nuestro país, y sus perspectivas de desarrollo son<br />
Página | 62
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 2. TIPOS DE BIOGÁS<br />
consistentes por cuanto este tipo de tecnologías están insertas perfectamente dentro del<br />
propio proceso industrial<br />
6.2 INTRODUCCIÓN<br />
El sector agroindustrial es la principal fuente generadora de subproductos y compuestos<br />
orgánicos. Los subproductos y residuos que forman el grupo de las materias primas<br />
agroindustriales son los que provienen de:<br />
• La agricultura<br />
• La pesca<br />
• La ganadería<br />
• La industria alimentaria<br />
• La industria bioenergética<br />
industrias de biodiesel (subproductos vegetales)<br />
industrias de bioetanol (subproductos vegetales)<br />
biorrefinerías.<br />
Glicerina<br />
6.2.1 LOS RESIDUOS AGROPECUARIOS<br />
Fuente: Informe de Vigilancia Tecnológica Madri+d. “Situación actual de la producción de biogás y de su aprovechamiento”<br />
Los residuos agropecuarios son una fuente importante de residuos de elevado potencial<br />
contaminante en Europa, y dentro de éstos, los residuos ganaderos constituyen el principal<br />
problema ambiental. Quizá esta sea una de las causas que favorece el hecho de que los<br />
residuos ganaderos se utilicen significativamente más que el resto de residuos agrícolas para la<br />
obtención de biogás.<br />
Los residuos agrícolas pueden ser de diversos tipos: restos de poda y ramas de cultivos<br />
leñosos, plantas verdes y tallos de cultivos herbáceos, pajas de cereales de invierno, tallos y<br />
cascarillas de cereales de primavera, restos de frutas y hortalizas, residuos plásticos de<br />
invernaderos, substratos, residuos de productos fitosanitarios (pesticidas y fertilizantes),<br />
envases de productos fitosanitarios, aceites usados y envases que los han contenido, etc.<br />
Los residuos ganaderos, por su parte, también son muy variados: mezcla de las deyecciones<br />
animales (sólidas y líquidas), restos de la cama, alimentos y agua en cantidades variables y con<br />
consistencia fluida o pastosa, antibióticos y otros medicamentos de uso veterinario,<br />
detergentes y envases de medicamentos de uso veterinario (Rodríguez et al., 2007).<br />
La intensificación de la actividad ganadera ha supuesto la producción de grandes volúmenes<br />
de residuos orgánicos con los consiguientes problemas de gestión y eliminación que se<br />
derivan.<br />
Página | 63
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 2. TIPOS DE BIOGÁS<br />
6.2.2 CLASIFICACIÓN DE LOS SUBPRODUCTOS Y RESIDUOS DEL GRUPO DE MATERIAS<br />
PRIMAS AGROINDUSTRIALES<br />
Entre los tipos de materias primas agroindustriales merece mencionar por su potencial en la<br />
producción de biogás las siguientes:<br />
De origen animal:<br />
→ Purín de cerdo<br />
→ Estiércol de vaca<br />
→ Gallinaza<br />
→ Restos de otras especies<br />
De origen vegetal:<br />
→ Hierba<br />
→ Hoja de remolacha<br />
→ Paja<br />
→ Trigo<br />
→ Cultivos energéticos (con una elevada producción de biogás)<br />
→ Microalgas<br />
De la Industria Alimentaria de origen vegetal: bagazo de la industria cervecera o residuos<br />
hortofrutícolas (citrícolas, del olivo y las almazaras, etc)<br />
→ Excedentes<br />
→ No conformes<br />
→ Subproductos de su transformación<br />
→ Etc<br />
Otros residuos de la Cadena alimentaria: residuos y aceites de gastronomía<br />
De la Industria Alimentaria de origen animal: Subproductos de origen Animal No<br />
Destinados al Consumo Humano (SANDACH).<br />
→ Residuos cárnicos<br />
→ Residuos lácteos<br />
→ Residuos del pescado<br />
6.2.2.1 CLASIFICACIÓN DE LAS MATERIAS PRIMAS AGROINDUSTRIALES DE LA INDUSTRIA<br />
ALIMENTARIA DE ORIGEN ANIMAL<br />
En función del riesgo que implican para la salud pública, animal y del medio ambiente, y el<br />
riesgo que implican para la protección de la cadena alimentaria humana y animal, los<br />
subproductos SANDACH se clasifican en las siguientes categorías:<br />
- Categoría 1: aquellos materiales que presentan un mayor riesgo.<br />
Por ello el único destino posible de estos materiales es la eliminación.<br />
Página | 64
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 2. TIPOS DE BIOGÁS<br />
Algunos ejemplos son: materiales específicos de riesgo (MER), productos derivados de<br />
animales a los que se hayan administrado sustancias prohibidas, residuos del catering<br />
internacional, etc.<br />
- Categoría 2: materiales que presentan un riesgo intermedio y los usos de dichos materiales<br />
son distintos de la alimentación animal.<br />
Ejemplos: estiércol y contenido del tubo digestivo o animales que mueran sin ser sacrificados<br />
para el consumo, incluida la erradicación de enfermedades, entre otros.<br />
- Categoría 3: son los que tienen un menor riesgo; por ello, los usos son más amplios que en<br />
las otras dos categorías anteriores, incluyendo la alimentación animal en algunos casos. Son las<br />
partes de animales que se consideran aptos para el consumo humano de conformidad con la<br />
normativa comunitaria, pero que no son destinados a este fin<br />
Referencia Marco Legal<br />
A partir del 4 de marzo de 2011 entrará en vigor el nuevo Reglamento (CE) nº 1069/2009 del<br />
Parlamento Europeo y del Consejo, que establece una serie de pequeñas diferencias respecto<br />
al actual Reglamento 1774/2002, que se refieren a la utilización de las diferentes categorías de<br />
SANDACH y los tratamientos que deben recibir para su uso en plantas de biogás<br />
• RESUMEN NUEVOS REQUISITOS ESPECIFICADOS EN EL NUEVO REGLAMENTO (CE) nº<br />
1069/2009<br />
Materiales Categoría 2<br />
Señalar que ciertos materiales de categoría 2 (estiércol, tubo digestivo y su contenido, etc.)<br />
pueden ser utilizados directamente para su uso en plantas de biogás.<br />
El resto de materiales de categoría 2, deberán ser sometidos a una esterilización a presión.<br />
Materiales Categoría 3<br />
Por su parte, los materiales de categoría 3 pueden ser utilizados en plantas de biogás sin<br />
ningún tratamiento previo.<br />
Digestatos<br />
Los digestatos obtenidos a partir de material de categoría 1 deberán ser eliminados, mientras<br />
que los digestatos obtenidos a partir de categoría 2 y 3, pueden ser utilizados como enmienda<br />
orgánica, según la normativa correspondiente.<br />
Página | 65
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 2. TIPOS DE BIOGÁS<br />
Gráfico 6.1.SANDACH permitidos en plantas de biogás y sus pretratamientos. Fuente: El sector del biogás agroindustrial en<br />
España. Mesa sobre materia prima agraria y biocombustibles. Ministerio de Medio Ambiente, y Medio Rural y Marino. Madrid<br />
16 Septiembre de 2010. Fuente: Ministerio de Medio Ambiente, y Medio Rural y Marino<br />
6.3 CARACTERÍSTICAS DE LOS SUBPRODUCTOS AGROINDUSTRIALES<br />
6.3.1 PARÁMETROS A EVALUAR<br />
Los principales parámetros que deberán evaluarse para la caracterización de las materias<br />
primas agroindustriales utilizables en las plantas de biogás son los siguientes:<br />
• Sólidos totales (ST): porcentaje de sólidos que forman la materia fresca.<br />
• Sólidos Volátiles (SV): porcentaje de sólidos totales (ST) que se volatilizan mediante<br />
calcinación a 550ºC. Representa la medida de la materia orgánica que se transforma<br />
en biogás mediante la digestión anaerobia mesófila o termófila de los compuestos<br />
orgánicos. La producción de biogás de un sustrato suele referirse a los sólidos volátiles,<br />
y una manera de expresar la biodegradabilidad es como porcentaje de sólidos volátiles<br />
eliminados.<br />
• Nutrientes: una adecuada proporción de nutrientes en las materias primas tiene un<br />
efecto fundamental sobre la producción de biogás, la formación de la biomasa<br />
microbiana, la concentración de enzimas y coenzimas necesarias en el proceso y la<br />
creación de las denominadas sustancias buffer. Las sustancias buffer son aquellas que<br />
favorecen las condiciones del proceso, aportando capacidad tampón o reguladora a la<br />
mezcla, estabilizando el pH.<br />
Página | 66
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 2. TIPOS DE BIOGÁS<br />
El Carbono y El Nitrógeno<br />
El carbono y el nitrógeno son las fuentes principales de alimentación de las bacterias<br />
formadoras de metano; siendo el carbono la fuente de energía de los microorganismos,<br />
mientras que el nitrógeno contribuye a la formación de nuevas células.<br />
Exceso/Defecto de Nitrógeno<br />
Si no existe suficiente cantidad de nitrógeno en el medio para permitir que las bacterias se<br />
multipliquen, la velocidad de producción de gas se verá limitada; si por el contrario hay exceso<br />
de nitrógeno en el medio, se produce amoniaco, el cual, en grandes cantidades, es tóxico e<br />
inhibe el proceso, elevando los valores de pH.<br />
Exceso/Defecto de Carbono<br />
Si el carbono se encuentra en exceso, el proceso se hace más lento y tiende a acidificar el<br />
medio, produciendo ácidos grasos volátiles (AGV), los cuales, en exceso inhiben la<br />
fermentación anaerobia.<br />
Relación C/N<br />
En general, los deshechos animales presentan una relación C/N por debajo del óptimo de<br />
mecanización, debido a sus elevadas concentraciones de nitrógeno y por ello, el rendimiento<br />
en producción de biogás se mejora significativamente cuando se codigiere con residuos<br />
agrícolas u otros sustratos orgánicos con elevada relación C/N.<br />
Tabla 6.1.Relaciones C/N de algunos sustratos. Fuente: El sector del biogás agroindustrial en España. Mesa sobre materia prima<br />
agraria y biocombustibles. Ministerio de Medio Ambiente, y Medio Rural y Marino. Madrid 16 Septiembre de 2010. Fuente:<br />
Flotats X<br />
6.3.2 RESUMEN DE LAS CARACTERÍSTICAS MÁS SIGNIFICATIVAS DE LOS SUSTRATOS<br />
AGROINDUSTRIALES MÁS REPRESENTATIVOS<br />
Conviene destacar que únicamente deben utilizarse como referencia general pues la<br />
variabilidad de los mismos es muy acusada. Por tanto a la hora de efectuar un estudio real<br />
para la construcción de una planta de biogás, es imprescindible hacer previamente una<br />
valoración precisa de los subproductos que se van utilizar en el proceso de biodigestión.<br />
Página | 67
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 2. TIPOS DE BIOGÁS<br />
Tabla 6.2.Resumen de las características más significativas de los sustratos agroindustriales más habituales.. Fuente: El sector<br />
del biogás agroindustrial en España. Mesa sobre materia prima agraria y biocombustibles. Ministerio de Medio Ambiente, y<br />
Medio Rural y Marino. Madrid 16 Septiembre de 2010. Fuente: Adaptación de Steffen, R., Szolar, O., Braun, R. (1998).<br />
Feedstocks for Anaerobic Digestion.<br />
6.4 POTENCIAL DE GENERACIÓN DE BIOGÁS AGROINDUSTRIAL EN ESPAÑA.<br />
FUENTE: MESA SOBRE MATERIA PRIMA AGRARIA Y BIOCOMBUSTIBLES. MINISTERIO<br />
DE MEDIO AMBIENTE, Y MEDIO RURAL Y MARINO. MADRID 16 DE SEPTIEMBRE DE<br />
2010<br />
6.4.1 INTRODUCCIÓN<br />
Para efectuar una evaluación del potencial del biogás agroindustrial en España, es<br />
imprescindible conocer previamente la producción total de las principales materias primas<br />
susceptibles de ser digeridos y teniendo en cuenta las particularidades de su producción,<br />
estimar la cantidad real de los mismos que pueden ser utilizados en la producción de biogás.<br />
Aunque en la mayoría de los países europeos el desarrollo del biogás se ha efectuado en base<br />
a la utilización de los cultivos energéticos como cosustrato, en España esta posibilidad se ve<br />
muy limitada por nuestras condiciones agro-climáticas.<br />
Página | 68
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 2. TIPOS DE BIOGÁS<br />
En consecuencia deberán buscarse cosustratos alternativos entre los residuos de los cultivos<br />
y/o entre los SANDACH que al mezclarles con los estiércoles y purines permitan obtener unos<br />
rendimientos en producción de biogás que rentabilicen las instalaciones.<br />
Por ello, se evalúan los diferentes subproductos y residuos generados en la actividad<br />
agroindustrial española, entre los que se incluirán:<br />
• LOS ESTIÉRCOLES Y PURINES DEL SECTOR GANADERO<br />
• LOS SUBPRODUCTOS DE ORIGEN ANIMAL NO DESTINADOS A CONSUMO HUMANO<br />
(SANDACH)<br />
• LOS RESIDUOS VEGETALES DE LA INDUSTRIA AGROALIMENTARIA Y LOS<br />
SUBPRODUCTOS DE LA INDUSTRIA DE BIOCARBURANTES<br />
A continuación se recogen de una forma resumida, la producción de los diferentes tipos de<br />
subproductos agroindustriales y su potencial productivo de biogás. La información se ha<br />
agrupado según el tipo de subproducto, su producción y su potencial productivo de biogás.<br />
Tabla 6.3.Resumen de la producción de subproductos agroindustriales y su potencial productivo de biogás. Mesa sobre materia<br />
prima agraria y biocombustibles. Ministerio de Medio Ambiente, y Medio Rural y Marino. Madrid 16 Septiembre de 2010.<br />
Fuente: Ministerio de Medio Ambiente y Medio Rural y Marino.<br />
En consecuencia de la tabla antes mostrada se desprende que el potencial de generación de<br />
biogás agroindustrial en España es de aproximadamente 1.930 millones de m3/año, para<br />
una producción total de subproductos de 78,87 millones de toneladas por año.<br />
Página | 69
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
Conclusiones sobre los Estiércoles y purines<br />
CAPÍTULO 2. TIPOS DE BIOGÁS<br />
Los estiércoles y purines representan el 94,09 % de la producción total de subproductos<br />
agroindustriales y únicamente alcanzan el 79,12 % de la producción de biogás, existiendo por<br />
tanto un diferencial de 15 puntos porcentuales entre ambos parámetros. Ello es debido al<br />
escaso potencial de producción de biogás de los mismos, cuyo valor medio es de 20,58 m3 de<br />
biogás/Tm. Este reducido potencial productivo de biogás es más patente en el caso de los<br />
purines, que representando el 58,27 % de la producción total de subproductos<br />
agroindustriales, alcanzan únicamente el 25,76 % de la producción total de biogás y una<br />
producción unitaria media de 10,82 m3 de biogás/m3de purín.<br />
Por tanto los estiércoles y purines deberán ser considerados como subproductos<br />
fundamentales a la hora de efectuar un programa de producción energética de fuentes<br />
renovables, debido al volumen de los mismos y a sus excelentes características para ser<br />
metanizados, pero será imprescindible mezclar con otros subproductos de mayor potencial de<br />
producción de biogás(codigerir), para incrementar los ingresos por generación de biogás en las<br />
instalaciones.<br />
Conclusiones sobre Subproductos de origen animal no destinados a consumo humano<br />
El caso de las harinas SANDACH es totalmente contrario al de los estiércoles y purines, pues<br />
con tan solo 0,15 % de producción tiene una capacidad de generación de biogás de 2,84 % y un<br />
valor medio 469 m3 de biogás/Tn.<br />
Por tanto las harinas deben ser consideradas como excelentes subproductos para ser<br />
codigeridos cuando procedan de plantas de Categoría 2.<br />
Actualmente la mayor parte de los SANDACH de Categoría 2 se procesan en instalaciones de<br />
Categoría 1 para obtener harinas y ello las invalida para ser utilizadas en plantas de biogás. Por<br />
tanto, una de las líneas futuras de actuación debería potenciar la construcción de plantas de<br />
Categoría 2 para de esta forma poder contar con un cosustrato de alta calidad para generar<br />
biogás.<br />
Conclusiones sobre Residuos Agroindustriales: Vegetales, Industria Agrícola y Ganadera,<br />
Glicerina<br />
Entre los residuos agroindustriales existe una enorme variabilidad, tanto en producción como<br />
en potencial productivo de biogás. No obstante, de forma similar a las harinas SANDACH, con<br />
tan solo una producción de 5,76 % tiene una capacidad de generación de biogás del 18,03 %,<br />
con un valor medio 76,56 m3 de biogás/Tm de residuo agroindustrial.<br />
Estos tipos de subproductos, que en general tienen un marcado carácter estacional, su<br />
producción está muy dispersa y se localiza en ciertas áreas, tiene además elevados costes de<br />
manejo, por lo que su utilización como cosustrato se limite, en general, a instalaciones de<br />
biogás localizadas en áreas próximas de su punto de producción. Posiblemente podría ser<br />
transportado fuera de las áreas de producción las harinas y la glicerina por sus elevados ratios<br />
de generación de biogás de 469 m3 de biogás/Tm y 686 m3de biogás/Tm respectivamente.<br />
Página | 70
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 2. TIPOS DE BIOGÁS<br />
6.4.2 ANÁLISIS PRODUCCIÓN Y POTENCIAL PRODUCTIVO EN BIOGAS DE ESTIÉRCOLES Y<br />
PURINES EN ESPAÑA<br />
6.4.2.1 PRODUCCIÓN TOTAL DE ESTIERCOLES Y PURINES DEL SECTOR GANADERO EN<br />
ESPAÑA<br />
De acuerdo con el censo agrario de 2008 y en base a los datos sobre producción de estiércoles<br />
y purines de las diferentes categorías de animales de las distintas especies, la producción total<br />
de los mismos se recoge en la Tabla siguiente:<br />
Tabla 6.4.Producción total de estiércoles y purines del sector ganadero (año 2008). Mesa sobre materia prima agraria y<br />
biocombustibles. Ministerio de Medio Ambiente, y Medio Rural y Marino. Madrid 16 Septiembre de 2010. Fuente: Ministerio<br />
de Medio Ambiente y Medio Rural y Marino.<br />
Página | 71
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 2. TIPOS DE BIOGÁS<br />
Esta producción total de estiércoles y purines del sector ganadero español que se reseña en la<br />
tabla anterior, no puede tomarse íntegramente como fuente generadora de biogás del sector,<br />
ya que se deberán descontar los estiércoles y purines del ganado extensivo.<br />
6.4.2.2 PRODUCCIÓN TOTAL DE ESTIERCOLES Y PURINES DEL SECTOR GANADERO EN<br />
ESPAÑA SUSCEPTIBLE DE SER UTILIZADO EN LA PRODUCCIÓN DE BIOGÁS<br />
De acuerdo con las características productivas de las diferentes especies ganaderas españolas,<br />
únicamente se consideran a efectos de cálculo del potencial de producción de biogás:<br />
→ El vacuno de leche y cebo,<br />
→ El porcino intensivo y<br />
→ La avicultura tanto de puesta como de carne(Broilers).<br />
No obstante, teniendo en cuenta que la producción de broilers en España se efectúa<br />
preferentemente sobre cama de aserrín, este sustrato, que representan 1.020.765,70 de<br />
toneladas por año, tiene unos bajos índices de producción de biogás y por tanto, antes de<br />
decidir su incorporación en los digestores, deberá evaluarse esta circunstancia junto a que<br />
sus características intrínsecas puede causar problemas en el funcionamiento de los<br />
digestores.<br />
Página | 72
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 2. TIPOS DE BIOGÁS<br />
Tabla 6.5.Producción total de estiércoles y purines del sector ganadero en España susceptible de ser utilizado en la producción<br />
de biogás. Mesa sobre materia prima agraria y biocombustibles. Ministerio de Medio Ambiente, y Medio Rural y Marino.<br />
Madrid 16 Septiembre de 2010. Fuente: Ministerio de Medio Ambiente y Medio Rural y Marino.<br />
6.4.2.3 PRODUCCIÓN TOTAL DE BIOGÁS<br />
Con los ratios sobre producción de biogás de los distintos tipos de estiércoles y purines y de las<br />
producciones totales de los mismos de las diferentes especies ganaderas, se calcula el<br />
potencial de producción total de biogás de la cabaña española que se recoge en Tabla<br />
mostrada a continuación<br />
Página | 73
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 2. TIPOS DE BIOGÁS<br />
Tabla 6.6.Potencial de producción de biogás de estiércoles y purines de la ganadería intensiva (año 2008). Mesa sobre materia<br />
prima agraria y biocombustibles. Ministerio de Medio Ambiente, y Medio Rural y Marino. Madrid 16 Septiembre de 2010.<br />
Fuente: Ministerio de Medio Ambiente y Medio Rural y Marino.<br />
6.4.2.4 CONSIDERACIONES<br />
1) LA BIODIGESTIÓN ANAEROBIA DEL PURÍN<br />
Fuente: III Jornada, Biocombustibles, aplicaciones prácticas en la industria agroalimentaria. Finca La Orden, 18 de noviembre<br />
2009<br />
Características y Composición del purín<br />
Los efluentes líquidos de las granjas intensivas de ganado porcino o vacuno se denominan<br />
vulgarmente purines. Son la mezcla de orina, heces y aguas de lavado de las granjas.Están<br />
mayoritariamente constituidas por agua, conteniendo alrededor de un 3% a un 9% en peso de<br />
materia sólida en suspensión y en solución.<br />
Composición de un purín de cerdo<br />
Tabla 6.7.Fuente: III Jornada, Biocombustibles, aplicaciones prácticas en la industria agroalimentaria. Finca La Orden, 18 de<br />
noviembre 2009<br />
Página | 74<br />
COMPOSICIÓN DE UN PURÍN DE CERDO<br />
Contenido en materia seca total (%peso) 6%<br />
Contenido en materia orgánica (%peso) 4%<br />
DQO (mgr O2/litro) 68.000<br />
DBO5 (mgr O2/litro) 23.000<br />
Nitrógeno (% en peso de materia seca) 9<br />
P 2 O 5 (%e en peso de materia seca) 5<br />
K 2 O (% en peso de materia seca) 7<br />
Cu (ppm) 28<br />
Zn (ppm) 42
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CONCEPTOS:<br />
CAPÍTULO 2. TIPOS DE BIOGÁS<br />
DQO(COD): Demanda Química de Oxígeno, es el volumen de oxígeno necesario para oxidar la<br />
fracción orgánica de una muestra susceptible de oxidación química (se valora con dicromato<br />
potásico en medio ácido).<br />
DBO(BOD): Demanda Biológica de Oxígeno, es la medida de la cantidad de oxígeno necesaria<br />
para la oxidación de la materia orgánica biodegradable como resultado de oxidación<br />
bioquímica aerobia.<br />
DBO5: Demanda Biológica de Oxígeno en cinco días de incubación.<br />
SIEMPRE: DQO > DBO<br />
SV Sólidos volátiles, Materia orgánica que se volatiliza a una temperatura de 550 ºC<br />
Composición de un purín de vacuno<br />
El purín de vacuno tiene una composición análoga, si bien el contenido en materia sólida y en<br />
nitrógeno suelen ser más altos. Así, típicamente puede encontrarse un purín de vaca con 8%<br />
en peso de materia sólida y con 12% en peso de N sobre la materia sólida. En cambio, los<br />
contenidos en Cu y Zn suelen ser más bajos (2 ppm y 15 ppm, por ejemplo).<br />
Condiciones de la Biodigestión anaerobia del purín<br />
La biodigestión anaerobia del purín puede realizarse en condiciones mesofílicas (35 ºC -37 ºC)<br />
o termofílicas (50 ºC-55 ºC).En el primer caso, la biodigestión es más controlable y se requieren<br />
tiempos de retención hidráulica de 18-22 días. En la digestión termofílica, la operación es más<br />
sensible a inhibidores (por ejemplo alcontenido en amoniaco del propio purín), pero se<br />
requieren tiempos de retención hidráulica menores, del orden de 12-16 días. El proceso en<br />
condiciones termofílicas tiene además la ventaja de la eliminación de los gérmenes patógenos.<br />
En general, el proceso mesofílico se usa cuando el purín constituye más del 60% de la<br />
alimentación al biodigestor, en tanto que el termofílico puede utilizarse cuando se realizac<br />
obiodigestión con otros residuos y el purín está en menor concentración. La razón de esta<br />
discriminación reside en la concentración de nitrógeno amoniacal, mayor en el purín que en<br />
otros residuos y al hecho de que el contenido en amoniaco libre (inhibidor) es tres veces<br />
mayor a 50 ºC que a 38 ºC.<br />
Página | 75
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 2. TIPOS DE BIOGÁS<br />
Gráfico 6.2.Fuente: III Jornada, Biocombustibles, aplicaciones prácticas en la industria agroalimentaria. Finca La Orden, 18 de<br />
noviembre 2009<br />
Rendimientos y características del biogás y del purín digerido<br />
La producción de biogás en régimen mesofílico con una DQO del orden de 70.000mgrO2/l es<br />
de 15 Nm3 por tonelada de purín. El biogás contiene 60-70% en volumen de metano, siendo el<br />
resto mayoritariamente anhídrido carbónico. El biogás generado por la digestión anaerobia del<br />
purín contiene sulfuro de hidrógeno en cantidades del orden de 2.000 a 5.000 ppm. Para<br />
reducir esta concentración, se añade cloruro férrico durante la biodigestión, o bien se depura<br />
el biogás por medios químicos o biológicos. La biodigestión elimina la materia orgánica<br />
putrescible y responsable del mal olor fecal que caracteriza al purín. La DQO se reduce en un<br />
40-60 % y la materia sólida en un 25-40 %. El nitrógeno ureico se transforma en amoniacal, por<br />
lo que aumenta el contenido, ya inicialmente alto, de nitrógeno amoniacal en el purín digerido<br />
hasta más del 70 % del nitrógeno total.<br />
Página | 76
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
Datos de una instalación de digestión anaerobia<br />
DATOS DE UNA INSTALACIÓN DE DIGESTIÓN ANAEROBIA<br />
CAPÍTULO 2. TIPOS DE BIOGÁS<br />
Capacidad<br />
100.000 t/a (DQO: 70.000 mg/l)<br />
Régimen mesofílico<br />
37ºC, 20 días de retención<br />
Generación de biogás<br />
1,5 mill. De Nm3/año (65% CH4)<br />
Calor disponible (agua caliente)<br />
4 mill. De kWh/año (motogenerador de<br />
0,5 MW)<br />
Calor adicional opcional recuperable de humos del<br />
motogenerador<br />
2 mill. De kWh/año<br />
Inversión Coste neto de tratamiento 3 mill. De €<br />
Inversión Coste neto de tratamiento<br />
6 a 8 €/t de purín (sin transporte del<br />
purín)<br />
Tabla 6.8.Fuente: III Jornada, Biocombustibles, aplicaciones prácticas en la industria agroalimentaria. Finca La Orden, 18 de<br />
noviembre 2009<br />
2) PRODUCCIÓN DE ESTIÉRCOL<br />
Fuente: Manual para la producción de biogás. Instituto de Ingeniería Rural, I.N.T.A. Castelar<br />
Ing. A. M. Sc. Jorge A. Hilbert<br />
Los valores tanto de producción como de rendimiento en gas de los estiércoles presentan<br />
grandes diferencias entre distintos autores. Esto es debido al sinnúmero de factores<br />
intervinientes que hacen muy difícil la comparación de resultados por lo tanto los valores<br />
brindados en la tabla que se muestra a continuación deben ser tomados como orientativos.<br />
Como norma se deberá tomar en cuenta que a raíz de estar trabajando en un medio biológico<br />
sólo los promedios estadísticos de una serie prolongada de mediciones serán confiables<br />
siempre y cuando figuren las condiciones en las cuales fueron realizadas las pruebas. En<br />
cuanto al volumen de estiércol producido por las distintas especies animales son variables de<br />
acuerdo fundamentalmente al peso y al tipo de alimentación y manejo de los mismos. Cuando<br />
se encare un proyecto específico se recomienda realizar una serie de mediciones en el lugar<br />
donde se emplazará el digestor.<br />
CANTIDADES DE ESTIÉRCOL PRODUCIDO POR DISTINTOS TIPOS DE ANIMALES Y EL<br />
RENDIMIENTO EN GAS DE LOS MISMOS TOMANDO COMO REFERENCIA EL KILOGRAMO DE<br />
SÓLIDOS VOLÁTILES<br />
ESPECIE PESO VIVO Kg ESTIERCOL L/dia l/kg S.V. %CH4<br />
Cerdos 50 4,5-6 340-550 65-70<br />
Vacunos 400 25-40 90-310 65<br />
Equinos 450 12-16 200-300 65<br />
Ovinos 45 2,5 90-310 63<br />
Aves 1,5 0,06 310-620 60<br />
Caprinos 40 1,5 110-290 --<br />
Tabla 6.9.Fuente: Manual para la producción de biogás. Instituto de Ingeniería Rural, I.N.T.A. Castelar<br />
Página | 77
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 2. TIPOS DE BIOGÁS<br />
PRODUCCIÓN POR PLAZA Y AÑO DE ESTIÉRCOL FRESCO Y DE NITRÓGENO AL INICIO DEL<br />
PERIODO DE ALMACENAMIENTO DEL PURÍN SEGÚN CATEGORÍAS DE PORCINO<br />
Purín Purín<br />
GANADO Categoría de animales<br />
(l/día) (m3/año)<br />
Porcino<br />
Cerda en ciclo cerrado (incluye<br />
madre y su descendencia hasta la<br />
finalización del cebo)<br />
Tabla 6.10.Fuente: Plan de Biodigestión de Purines. Ministerio de Medio Ambiente y Medio Rural y Marino.<br />
Nitrógeno<br />
kgN/plaza.año<br />
48,63 17,75 67,17<br />
Cerda con lechones destete (0-6 kg) 13,97 5,1 15,28<br />
Cerda con lechones hasta 20 kg 16,77 6,12 18,90<br />
Lechón de 6/20kg 1,12 0,41 1,80<br />
Cerdo de 20 a 50 kg 4,93 1,8 6,31<br />
Cerdo de 50 a 100 kg 6,85 2,5 8,05<br />
Cerdo de 20 a 100 kg 5,89 2,15 7,25<br />
Verraco 14 5,11 15,93<br />
3) IMPLICACIONES AMBIENTALES EN LA PRODUCCIÓN Y GESTIÓN DE PURÍN<br />
Como ya se comentó anteriormente, los residuos ganaderos, son muy variados: mezcla de las<br />
deyecciones animales (sólidas y líquidas), restos de la cama, alimentos y agua en cantidades<br />
variables y con consistencia fluida o pastosa, antibióticos y otros medicamentos de uso<br />
veterinario, detergentes y envases de medicamentos de uso veterinario (Rodríguez et al.,<br />
2007).<br />
La intensificación de la actividad ganadera ha supuesto la producción de grandes volúmenes<br />
de residuos orgánicos con los consiguientes problemas de gestión y eliminación que se<br />
derivan.<br />
Así, las principales implicaciones ambientales se deben a la producción y gestión del purín.<br />
Los purines están constituidos principalmente por materia orgánica (65-75% en base seca),<br />
nitrógeno (4-6% medidos como nitrógeno elemental), fósforo (3,5-5,5% en términos de P2O5),<br />
potasio (2,5-4 %como K2O), magnesio (0,5-1,5%) y calcio (3,5-4 %). No obstante, la<br />
composición del os purines es muy heterogénea dependiendo de la especie, edad, tipo y<br />
sistema de alimentación, sistema de limpieza, estado sanitario y fisiológico del animal,<br />
etc.(Ferrer y Sanz, 1983).<br />
Consideraciones respecto a la correcta gestión de los purines y la disminución de riesgos<br />
de contaminación por nitratos.<br />
Fuente: Biovec ingeniería ambiental<br />
La contaminación por nitrógeno procedente de purines y estiércoles, en gran medida no se<br />
debe al exceso de abono orgánico en determinadas zonas si no a la mala gestión de este.<br />
Página | 78
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
Bases del problema:<br />
CAPÍTULO 2. TIPOS DE BIOGÁS<br />
1. Mala gestión del granjero-agricultor<br />
La correcta gestión del abonado (tanto químico como orgánico) depende del granjero, y en<br />
demasiadas ocasiones el único asesoramiento que tienen es el del comercial de productos<br />
fitosanitarios. A este hecho se une demasiadas ocasiones el síndrome del bar. En el bar se<br />
reúnen dos vecinos agricultores y demasiadas veces se dedican a competir sobre quien<br />
consigue mayores rendimientos en sus campos. El agricultor que produce menos cantidad<br />
queda ridiculizado en público. Al año siguiente aplicara unas dosis de abonado químico<br />
muy superior, con el objetivo de intentar ridiculizar en el bar a su vecino. La consecuencia del<br />
síndrome del bar, es que ambos vecinos reducen sus beneficios y contaminan los<br />
acuíferos.<br />
2. Dificultad de los cultivos en asimilar los nutrientes orgánicos.<br />
Respecto a la dificultad de asimilación del nitrógeno contenido en los purines, un reciente<br />
estudio Danés muestra que tomando como referencia el abonado químico, en igual<br />
condiciones:<br />
• El cultivo absorbe el 81% del nitrógeno con utilización de un purín fresco.<br />
• El cultivo absorbe el 98% del nitrógeno con utilización de fracción líquida de purín digerida<br />
anaeróbicamente.<br />
3. Elevado coste del transporte<br />
Transportar purines a largas distancias para su aplicación resulta caro, y el ganadero como<br />
cualquier empresario mira siempre a su bolsillo. Cuantificar el poder fertilizante del purín, y<br />
compararlo con el químico puede ayudar a su mejor valorización. El purín digerido<br />
anaeróbicamente es homogéneo y mejor fertilizante, haciendo rentable económicamente<br />
su transporte a mayor distancia que el purín fresco.<br />
Conclusiones:<br />
1.- El problema de contaminación por nitratos no se debe solo a las excreciones ganaderas.<br />
2.- La digestión anaerobia es una buena herramienta para el correcto uso fertilizante de los<br />
purines facilitando:<br />
• Un producto homogéneo<br />
• Más fácilmente asimilable por las plantas que un purín fresco<br />
• Una correcta y sencilla separación de fases “sólido – líquido”<br />
• Una fracción sólida que desprende muchos menos olores y más fácil de transportar valorizar<br />
• Ahorro en fertilizante químico<br />
3.- La separación de fases sólido –líquido permite un mejor uso fertilizante del purín.<br />
4.- La administración ha de tomar medidas referentes a la gestión global del abonado, no<br />
solo criminalizando a los productores ganaderos.<br />
Página | 79
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 2. TIPOS DE BIOGÁS<br />
6.4.2.5 PLAN DE BIODIGESTIÓN DE PURINES. MINISTERIO DE MEDIO AMBIENTE Y MEDIO<br />
RURAL Y MARINO 2009<br />
La información incluida en este apartado se complementará con parte del contenido incluido<br />
en el capítulo de Emisiones de CO 2<br />
<br />
Antecedentes<br />
El 20 de julio de 2007 el Gobierno informó favorablemente, para su remisión al Consejo<br />
Nacional del Clima y a la Comisión de Coordinación de Políticas de Cambio Climático la<br />
Estrategia Española de Cambio Climático y Energía Limpia (Horizonte 2007-2012-2020), la<br />
cual define el marco de actuación que deben abordar las Administraciones Públicas en España<br />
para asegurar el cumplimiento por nuestro país de sus obligaciones en el Protocolo de Kioto e<br />
incluye un Plan de Medidas Urgentes de la Estrategia de Cambio Climático y Energía Limpia<br />
(EECCEL) que contempla más del 65 por ciento de las medidas contenidas en la Estrategia,<br />
entrando en acción antes de finales de 2007 y para cada una de las cuales se establece el<br />
Ministerio responsable, el plazo y los recursos requeridos y las emisiones de GEI evitadas en el<br />
periodo 2008-2012.<br />
A su vez, dicho Plan de Medidas Urgentes recoge la elaboración de este Plan de Biodigestión<br />
de Purines, aplicable tanto en instalaciones con digestores rurales sobre balsas como en<br />
instalaciones con digestores industriales en régimen centralizado o para explotaciones<br />
individuales, cuyo objeto principal es la reducción de emisiones de GEI en la gestión de purines<br />
y, al mismo tiempo, en las zonas vulnerables o con alta concentración ganadera, se facilitará,<br />
para el caso de las instalaciones con digestores industriales, la gestión del nitrógeno contenido<br />
en el digestato mediante postratamientos como por ejemplo separación sólido-líquido, la<br />
eliminación o reducción-separación de nitrógeno de los purines.<br />
Conclusiones sobre actividades emisores de Gases de Efecto Invernadero por el manejo<br />
de estiércoles en las granjas y por su aplicación a los suelos como abono:<br />
• En la gestión de estiércoles, es el almacenamiento de los estiércoles líquidos o purines<br />
del sector porcino el que contribuye en un mayor porcentaje (90,2 por cien) a las<br />
emisiones de metano y que suponen en términos absolutos unas emisiones de 8,8 M T<br />
CO2 eq.<br />
Así mismo, en menor cuantía, el 4,0 por cien del N2O emitido en este capítulo equivale<br />
en términos absolutos a unas emisiones de 0,12 M T CO2 eq. Ƒ<br />
• Respecto a la aplicación al suelo de los purines de porcino como abono, el porcentaje<br />
de emisión de N2O del 5,7 por cien, se corresponde, en términos absolutos, con una<br />
emisión de 1,1 M T CO2 eq. de N2O.<br />
Así pues, teniendo en cuenta que en la gestión de los estiércoles líquidos o purines se emiten<br />
fundamentalmente metano, para reducir de forma significativa las emisiones de GEI de este<br />
sector es aconsejable fomentar la digestión anaerobia de parte de los mismos, solos o<br />
en codigestión, mediante recuperación del metano y su posterior combustión o<br />
aprovechamiento energético.<br />
Página | 80
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
Objeto y ámbito de aplicación<br />
CAPÍTULO 2. TIPOS DE BIOGÁS<br />
El Plan de Biodigestión de purines tiene como objetivo la reducción de las emisiones de gases<br />
de efecto invernadero de los purines mediante tratamientos basados en el proceso de<br />
digestión anaerobia, que permitan la captación y cuantificación del biogás, y su posterior<br />
valorización energética o eliminación por combustión.<br />
La energía eléctrica producida, en su caso, a partir del biogás, por estas instalaciones, está<br />
sujeta a la obtención de primas conforme a lo establecido en el RealDecreto 661/2007, de 25<br />
de mayo, por el que se regula la actividad de producción de energía eléctrica en régimen<br />
especial.<br />
El desarrollo del Plan para la reducción de gases de efecto invernadero se efectuará en<br />
colaboración con las comunidades autónomas con el objetivo de alcanzar el tratamiento<br />
de 9.470.000 t de purines/año, tanto en instalaciones de tratamiento centralizadas como<br />
en granjas individuales.<br />
El tratamiento de esta cantidad de purines determinará una reducción de 1,78 Millones de<br />
toneladas de CO2 eq./año y de 8,9 Millones de toneladas de CO2 eq. durante el periodo<br />
2008-2012.<br />
Así mismo, para las zonas declaradas vulnerables de acuerdo con la la Directiva<br />
91/676/CEE del Consejo, de 12 de diciembre de 1991, relativa a la protección de las aguas<br />
contra la contaminación producida por nitratos utilizados en la agricultura (conocida<br />
como “Directiva de Nitratos”),, así como en las zonas de alta concentración ganadera donde<br />
se supera una carga de ganado intensivo, que produce purín, de 1,2 UGM (Unidad de Ganado<br />
Mayor) por hectárea de superficie agraria de herbáceos, el Plan contempla también la<br />
posibilidad de aplicar tecnologías complementarias a la biodigestión anaeróbica, que<br />
permitan mejorar la gestión del nitrógeno del digestato mediante la separación sólido<br />
líquido, la aplicación de procesos de eliminación o reducción-recuperación.<br />
La determinación de la carga ganadera se efectuará a nivel de términos municipales en<br />
subzonas de 20 Km. de diámetro, utilizándose para el cálculo de UGM los datos REGA<br />
(Registro General de Explotaciones Ganaderas) y las equivalencias de cada categoría de<br />
porcino del Real Decreto 324/2000, de 3 de marzo, sobre normas básicas de ordenación de<br />
explotaciones porcinas y para determinar las hectáreas de superficie agraria de herbáceos<br />
se incluirán las tierras ocupadas por cultivos temporales, las praderas temporales y las<br />
tierras dedicadas a huertas.<br />
Para potenciar la valorización agrícola del digestato y el reciclado de materias primas frente a<br />
los postratamientos complementarios como por ejemplo separación sólido-líquido,<br />
eliminación o reducción-recuperación de nitrógeno, se incluyen en el artículo 10 del Real<br />
Decreto de bases reguladoras de las subvenciones para fomentar la aplicación de los<br />
procesos técnicos del plan de biodigestión de purines límites de las ayudas según el valor<br />
medioambiental de las actividad realizada.<br />
Puesto que la digestión anaerobia de purines resulta poco eficiente desde el punto de vista<br />
energético, tanto en las plantas individuales como en las instalaciones centralizadas se<br />
Página | 81
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 2. TIPOS DE BIOGÁS<br />
permitirá la aplicación de procesos de codigestión para mejorar el rendimiento<br />
energético de las instalaciones de metanización y, de esta forma, beneficiarse de la<br />
financiación que supone la prima eléctrica del biogás contemplada en el Real Decreto<br />
661/2007, de 25 de mayo. No obstante, dado que el objetivo prioritario de este Plan es<br />
maximizar el tratamiento de los purines para reducir sus emisiones de metano, se disminuirá<br />
progresivamente la subvención de la instalación centralizada o individual con digestores<br />
industriales, cuando se sobrepase el 20 por cien de otro substrato distinto de los<br />
estiércoles en la mezcla a digerir con el purín.<br />
Líneas de actuación<br />
Para el sector ganadero, los gastos de la gestión de los estiércoles y purines deben estar<br />
incorporados en los costes de producción y, por ello, la valorización agronómica de los<br />
mismos y la posible aplicación de tecnologías de tratamiento de purines para reducción<br />
de GEI, han de evaluarse como factores de viabilidad económica de las explotaciones<br />
ganaderas.<br />
La problemática medioambiental de la gestión de los purines se manifiesta<br />
fundamentalmente en las zonas de alta concentración ganadera por las limitaciones que<br />
se imponen en la Directiva de Nitratos, tanto en las zonas declaradas como vulnerables<br />
donde son de aplicación los “Programas de Acción”, como en el resto de las zonas agrícolas<br />
donde deberán aplicarse los Códigos de Buenas Prácticas Agrícolas elaborados en las<br />
diferentes comunidades autónomas.<br />
El desarrollo de las tecnologías de digestión anaerobia de purines tiene un efecto<br />
medioambiental directo en la reducción de sus emisiones de GEI, pero no tienen<br />
incidencia sobre el contenido de nitrógeno de los referidos subproductos. Por tanto, en las<br />
referidas zonas de alta concentración ganadera las instalaciones podrán complementar<br />
las tecnologías de metanización con postratamientos para mejorar la gestión del<br />
nitrógeno del digestato, como por ejemplo separación sólido-liquido o procesos de<br />
eliminación o reducción-recuperación del contenido de nitrógeno de los purines.<br />
En consecuencia, con carácter general, será preciso que por parte de las comunidades<br />
autónomas se elaboren estudios específicos en las diferentes zonas ganaderas, para en<br />
función de sus características agro-ganaderas y de acuerdo con los criterios<br />
establecidos se autoricen las instalaciones de tratamiento centralizado de codigestión<br />
complementadas, en su caso, con procesos de reducción de nitrógeno, o bien se opte por<br />
las instalaciones de metanización individualizadas en las granjas, o por la combinación de<br />
ambos sistemas.<br />
INSTALACIONES INDIVIDUALES CON DIGESTORES RURALES SOBRE BALSAS DE<br />
EXPLOTACIONES GANADERAS INTENSIVAS.<br />
Este plan contempla la aplicación de procesos de fermentación anaeróbica en<br />
explotaciones individuales mediante la adaptación de digestores rurales en las actuales balsas<br />
de almacenamiento de purines, y la combustión directa en antorcha del biogás producido<br />
(aconsejable en las instalaciones con una baja producción de purín) o, en su caso, el<br />
aprovechamiento calorífico (calor/frío) para su posterior empleo en la propia granja.<br />
Página | 82
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
Página | 83<br />
CAPÍTULO 2. TIPOS DE BIOGÁS<br />
Teniendo en cuenta que la fermentación anaeróbica no rebaja la concentración de<br />
nitrógeno del purín, con lo que no se abaratan los costes de su aplicación agrícola, el principal<br />
beneficio de esta tecnología para el ganadero es la reducción de olores del purín digerido<br />
y, medioambientalmente, a nivel general, al introducir este tipo de instalaciones en el<br />
sector, se produce una reducción de GEI.<br />
Para abaratar las inversiones de estas instalaciones pequeñas se considera importante poder<br />
aprovechar, en la medida de lo posible, la infraestructura de almacenamiento de purines que<br />
ya exista, adaptándose ésta a las correspondientes cubiertas de bajo coste que mejoren el<br />
proceso de digestión anaeróbica y eviten las emisiones de metano a la atmósfera. En<br />
consecuencia los costes de estas instalaciones son más reducidos, ya que para la<br />
construcción de los digestores únicamente es necesario financiar la inversión<br />
complementaria a los sistemas de almacenamiento de estiércoles que actualmente tienen<br />
los ganaderos, así como los gastos para la adquisición de los sistemas de agitación,<br />
seguridad, control de producción y sistemas de combustión o, en su caso, para el<br />
aprovechamiento energético del biogás.<br />
Para evitar la emisión de N2O y amoníaco de los purines digeridos, se fomentará la<br />
aplicación de las Mejores Tecnologías Disponibles que minimicen su emisión durante el<br />
almacenamiento y la aplicación agrícola, fijándose por las comunidades autónomas las<br />
condiciones mínimas que deben cumplir las instalaciones en granjas individuales, entre las<br />
que se incluirá la información relativa a la digestión del digestato, que deberá ser conforme<br />
con la legislación ambiental aplicable.<br />
INSTALACIONES DE TRATAMIENTO INDIVIDUALES Y CENTRALIZADAS CON<br />
CODIGESTORES INDUSTRIALES.<br />
En las zonas vulnerables y en las de alta concentración ganadera de porcino, pueden<br />
construirse plantas individuales y centralizadas con codigestores industriales para el<br />
tratamiento de los purines procedentes de varias instalaciones ganaderas cercanas,<br />
aprovechándose así la economía de escala.<br />
En este caso, el biogás recogido se aprovecharía para la producción de energía eléctrica<br />
o energía térmica en motores convencionales, o producción de energía eléctrica y<br />
térmica en motores de cogeneración, o, se valoraran las posibles aplicaciones emergentes<br />
del biogás.<br />
Estas instalaciones centralizadas o individuales pueden maximizar la producción de biogás<br />
empleando otros sustratos además de los purines. Se hablaría entonces de instalaciones<br />
centralizadas o individuales de codigestion. En ellas se priorizará la digestión del purín,<br />
mediante la reducción de las subvenciones a la inversión a medida que se incrementa por<br />
encima del 20% en volumen de codigestato que se mezcle,conforme al artículo.10.3 del<br />
Real Decreto de bases reguladoras de las subvenciones para fomentar la aplicación de los<br />
procesos técnicos del plan de biodigestión de purines sobre límites de las ayudas según el valor<br />
medioambiental de la actividad realizada.<br />
Así mismo, en las zonas vulnerables, así como en las zonas de alta concentración<br />
ganadera, las instalaciones podrán complementar las tecnologías de codigestión con otras<br />
que permitan mejorar la gestión del nitrógeno del digestato como por ejemplo la separación
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
Página | 84<br />
CAPÍTULO 2. TIPOS DE BIOGÁS<br />
sólido-liquido o mediante procesos de eliminación o reducción-recuperación de nitrógeno de<br />
los purines.<br />
Para cumplir con el objetivo prioritario de reducción de GEI del Plan de Biodigestión de<br />
Purines, todas las instalaciones centralizadas deberán incluir obligatoriamente el proceso<br />
de digestión anaerobia.<br />
Las plantas centralizadas o individuales de digestión (codigestión) anaerobia de purines<br />
deberán contar con las instalaciones que se indican en el artículo 8.1.c del Real Decreto<br />
de bases reguladoras de las subvenciones para fomentar la aplicación de los procesos<br />
técnicos del plan de biodigestión de purines sobre requisitos de las instalaciones<br />
centralizadas o individuales.<br />
Estas instalaciones de codigestión, complementadas en su caso sistemas de separación<br />
sólido-liquido o con procesos de eliminación o reducción-recuperación de nitrógeno del<br />
purín, tendrán el carácter de instalaciones centralizadas en base a la mayor complejidad<br />
de funcionamiento y se dimensionaran para poder tratar el volumen de estiércol generado por<br />
diferentes núcleos ganaderos o distintas explotaciones. Los promotores de estas<br />
instalaciones establecerán compromisos contractuales con los ganaderos para el suministro<br />
de los estiércoles y purines, calculándose la producción de los mismos en base al número de<br />
cabezas de cada explotación y conforme a los datos del anexo II sobre producción de cada tipo<br />
de ganado.<br />
En ambos casos, será necesario aportar a las comunidades autónomas la información relativa<br />
a la gestión de los efluentes y subproductos resultantes de estos tratamientos, que deberán<br />
cumplir con la legislación medioambiental.<br />
Estas instalaciones se caracterizan por un alto coste de inversión en comparación con los<br />
bajos costes de operación y su financiación será complementada con la que se deriva<br />
del Real Decreto 661/2007, de 25 de mayo.<br />
Por ello, se considera que es imprescindible una etapa de planificación previa,<br />
presentada ante la autoridad competente correspondiente, para asegurar la rentabilidad<br />
de la planta y analizar sus potenciales impactos, donde se debería identificar y evaluar:<br />
Cantidad y seguridad del suministro de los materiales orgánicos<br />
biodegradables digeribles en el área de influencia de la planta y la<br />
elaboración de un plan de suministro. Los promotores de estas instalaciones<br />
establecerán compromisos contractuales con los ganaderos para el<br />
suministro de los purines, calculándose la producción de los mismos en base al<br />
número de cabezas de cada explotación y conforme a los datos del anexo II<br />
sobre producción de cada categoría porcino.<br />
En caso de codigestión, la relación purín/cosustrato debería ser la que<br />
optimice la mayor producción de biogás, cumpliendo con las limitaciones del<br />
artículo.10.3 del Real Decreto de bases reguladoras de las subvenciones<br />
para fomentar la aplicación de los procesos técnicos del plan de biodigestión<br />
de purines. Todas las plantas deben ser dimensionadas de forma<br />
individualizada, para evitar sobre o infra dimensionamientos.
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 2. TIPOS DE BIOGÁS<br />
Existencia de mercado potencial de la venta de energía (calor y electricidad).<br />
Impactos ambientales, socioeconómicos (incremento del transporte, olores) y<br />
aceptación pública de dichas instalaciones.<br />
Valoración de los costes de funcionamiento. Los ingresos derivados de la<br />
venta de la energía y posiblemente del purín, junto con los ingresos por<br />
tratamientos de los sustratos que se codigieren, deberían asegurar como<br />
mínimo el coste de funcionamiento.<br />
-Agentes económicos implicados en la planificación:<br />
⇒ Los ganaderos como suministradores de purines.<br />
⇒ Los suministradores de otros tipos de residuos.<br />
⇒ Los consumidores de energía.<br />
⇒ Los consumidores de purines digeridos.<br />
⇒ Entidades gestoras de la instalación.<br />
⇒ Autoridades públicas.<br />
Medidas complementarias de reducción de emisiones de la gestión de purines.<br />
En los casos en los que la codigestión no sea complementada con procesos de<br />
reducción de nitrógeno, y para evitar la emisión de N2O y amoníaco de los purines<br />
digeridos, se fomentará la aplicación de Mejores Tecnologías Disponibles (MTD,s) que<br />
minimicen su emisión durante el almacenamiento y la aplicación agrícola, fijándose por las<br />
comunidades autónomas las condiciones mínimas que deben cumplir las instalaciones a<br />
implantar en granjas individuales.<br />
Complementariamente a las actuaciones incluidas en el Plan de Biodigestrión de purines<br />
se hace preciso promover el desarrollo de sistemas innovadores de gestión de estiércoles<br />
procedentes de las explotaciones porcinas, respetuosos y compatibles con la protección del<br />
medioambiente, que contemplen un enfoque integral de valorización y desarrollo de MTD,s en<br />
la aplicación de estiércoles y digestato al campo.<br />
Así mismo, se fomentará la aplicación de mejores técnicas disponibles en relación con la<br />
aplicación de técnicas nutricionales, el ahorro de agua y el diseño de sistemas de<br />
almacenamiento de purines que minimicen el contenido de nutrientes en el estiércol, el<br />
volumen de los mismos y las emisiones de gases en el sistema productivo. Con ello también<br />
se facilitará el cumplimiento de la Directiva 91/676/CEE de Nitratos. P<br />
or otra parte, el elevado contenido en amoniaco tanto de los purines como, en mayor medida,<br />
en el purín digerido anaeróbicamente justifica también la aplicación de las reseñadas<br />
MTD,s, ya que con ello se facilitará el cumplimiento de la Directiva 2001/81/ CE, del<br />
Parlamento Europeo y del Consejo, de 23 de octubre de 2001, sobre techos nacionales de<br />
emisión. La citada Directiva establece unos techos nacionales de emisión (la cantidad<br />
máxima de una sustancia expresada en kilotoneladas que puede emitir un Estado miembro en<br />
Página | 85
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 2. TIPOS DE BIOGÁS<br />
un año civil) que no deberán ser superados a partir del año 2010 por una serie de<br />
contaminantes atmosféricos, entre los cuales se encuentra<br />
Otras ventajas de la digestión anaerobia<br />
Homogenización de la composición y de las partículas en suspensión.<br />
Reducción de los malos olores y de compuestos orgánicos volátiles.<br />
Reducción del contenido de materia orgánica y mantenimiento de la<br />
concentración de nutrientes.<br />
Balance energético positivo: es un proceso productor neto de energía renovable.<br />
Contribución doble a la disminución de GEI: primero porque se capta el biogás<br />
producido (rico en metano) y se evita su emisión a la atmósfera y segundo<br />
porque al utilizarse como combustible, sustituye y disminuye el uso de los de<br />
origen fósil.<br />
6.4.2.6 PROGRAMA DE GESTIÓN DE PURINES DE LA JUNTA DE EXTREMADURA<br />
Información requerida al promotor de la actividad<br />
La información recogida en este punto será, como mínimo la siguiente:<br />
→ Sistema de evacuación: método empleado en la extracción de los purines contenidos<br />
en la fosa/balsa. Frecuencia de vaciado: número de vaciados anuales de la fosa/balsa.<br />
→ Uso al que se destinan los purines: aplicación sobre el terreno como abono orgánico,<br />
o bien, otras formas de gestión, llevadas a cabo por empresa externa autorizada o por<br />
la propia empresa.<br />
→ Se dispondrá de un Libro de Registro de Gestión de Estiércoles, que recoja al detalle los<br />
volúmenes extraídos de la fosa o balsa, periodos de maduración y destino final de los<br />
mismos.<br />
→ Cuando se realice la valorización de estiércoles como abono orgánico, se elaborará y<br />
presentará un Plan de Aplicación Agrícola de Estiércoles adecuado. Donde, entre otra<br />
información, deberán adjuntar<br />
1) Producción de estiércoles licuados y su contenido en nitrógeno; terrenos a abonar<br />
con indicación de polígono, parcela, cantidad aplicada y cultivo sobre el que se<br />
aplica; las labores a realizar y el tipo de explotación, ya sea de regadío o de secano.<br />
2) Deberá asimismo considerarse la cantidad de purines y estiércoles que debida al<br />
manejo de los animales, se aplican directamente sobre los terrenos en los que<br />
mora el ganado.<br />
3) Acreditación de la superficie disponible para el esparcimiento de los purines. Para<br />
explotaciones que no tienen base territorial suficiente para aplicar el purín<br />
producido, es necesario acreditar dicha superficie mediante cédula catastral y<br />
autorización de vertido por parte de los propietarios que ceden sus parcelas para<br />
el abonado.<br />
4) Justificar que se respeta el valor máximo de factor agroambiental mediante los<br />
cálculos oportunos.<br />
Página | 86
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 2. TIPOS DE BIOGÁS<br />
5) En el Plan de Aplicación Agrícola de Estiércoles se justificará el cumplimiento del<br />
régimen de distancias a cursos de agua, fuentes, pozos, núcleos de población,...en<br />
el esparcimiento de purines.<br />
→ Cuando la gestión se haga mediante otros sistemas, deberá justificarse<br />
adecuadamente el tratamiento aplicado. Si la gestión la realiza una empresa externa,<br />
se dispondrá del correspondiente contrato de aceptación. Si es el propio titular de la<br />
instalación quién lleva a cabo la gestión de este residuo, deberá someter a los trámites<br />
oportunos el sistema de tratamiento instalado.<br />
Criterios a considerar en la valoración técnica del proyecto<br />
En base al número y clase de animales para los que se solicita la explotación, al manejo del<br />
mismo, y haciendo uso de los factores recogidos en las tablas del anexo IV del Decreto<br />
158/1999 y del anexo I del Real Decreto 324/2000, se calcula la producción de nitrógeno en<br />
kg/año debida a los purines y deyecciones de los cerdos. La superficie apta para el<br />
esparcimiento de purines será tal que garantice el cumplimiento del valor máximo de factor<br />
agroambiental de 170 kg/ha.año en regadío, y los 80 kg/ha.año en cultivos de secano. Para los<br />
cálculos se tendrán en cuenta, tanto las aportaciones de purines y estiércoles sólidos de<br />
porcino, como otros aportes de nitrógeno en la finca (estiércol procedente de ganado distinto<br />
al porcino, fertilizantes con contenido en nitrógeno,...).<br />
En cuanto a la frecuencia de vaciado de la fosa/balsa, ha de estar en torno a los 4-5 vaciados<br />
anuales y siempre antes de superar los 2/3 de su capacidad.<br />
El abonado con purín, se realizará adecuadamente, tras someterlo al correspondiente proceso<br />
de maduración.<br />
Para el cálculo de la superficie útil para esparcimiento de purines, deben restarse vías de<br />
comunicación, zonas de protección de cauces, áreas sobre las que se ubiquen edificaciones o<br />
corrales de manejo y en general cualquier superficie no apta para la agricultura.<br />
Deberán justificar que el Plan de Aplicación Agrícola de Estiércoles cumple con el Código de<br />
Buenas Prácticas Agrarias (Orden de 24 de noviembre de 1998, de la Consejería de Agricultura<br />
y Medio Ambiente). Así como con todas las disposiciones que al respecto establecen el<br />
Decreto 158/1999 y el Real Decreto 324/2000, en especial el régimen de distancias. Entre<br />
otros aspectos, se garantizará que no se realicen aplicaciones del purín sobre suelos desnudos,<br />
sobre suelos con pendientes superiores al 10 %, sobre suelos inundados o encharcados, antes<br />
de regar ni cuando al tiempo amenace lluvia. No se aplicará de forma que se causen olores u<br />
otras molestias a vecinos, debiendo para ello enterrarse, si el estado del cultivo lo permite, en<br />
un periodo inferior a 24 horas.<br />
Para el tratamiento del purín sin vertido, ya sea por desecación natural o artificial, compostaje<br />
u otros, bastará con justificarse la tecnología utilizada, no exigiéndose la acreditación de<br />
disponibilidad de superficie, siempre que se demuestre su destino comercial o el uso en<br />
superficie agrícola o contratada del producto final desecado. Si se emplea depuradora de<br />
purines, la aplicación de sus lodos como abono orgánico habrá de atenerse al cumplimiento de<br />
la normativa vigente en materia de utilización de los lodos de depuradora en el sector agrario.<br />
Página | 87
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 2. TIPOS DE BIOGÁS<br />
6.4.3 ANÁLISIS PRODUCCIÓN Y POTENCIAL PRODUCTIVO EN BIOGAS DE SANDACH<br />
(SUBPRODUCTOS DE ORIGEN ANIMAL NO DESTINADOS A CONSUMO HUMANO)<br />
EXCLUIDO ESTIÉRCOLES Y PURINES<br />
6.4.3.1 PRODUCCIÓN ANUAL DE SANDACH EN ESPAÑA POR CATEGORÍAS, EXCLUIDO<br />
ESTIERCOLES Y PURINES<br />
De acuerdo con estimaciones realizadas por la Comisión Nacional SANDACH, la generación<br />
potencial de subproductos de origen animal no destinados a consumo humano, en<br />
explotaciones ganaderas y en mataderos es de más de un millón ochocientas mil toneladas<br />
anuales. La Tabla que se muestra desglosa esta cifra por tipos de subproducto, origen y<br />
categoría.<br />
PRODUCCIÓN ANUAL DE SANDACH EN ESPAÑA POR CATEGORÍAS, EXCLUIDO ESTIERCOLES<br />
(2008)<br />
SUBPRODUCTO MAMÍFEROS<br />
(kg)<br />
AVICULTURA<br />
(kg)<br />
TOTAL (kg)<br />
Material específico de<br />
riesgo (MER) 77.709.373<br />
Vísceras no aptas para<br />
consumo humano y<br />
partes de cadáveres<br />
prohibidos en consumo<br />
humano debido a la<br />
presencia de ciertas<br />
sustancias prohibidas y<br />
residuos<br />
o<br />
CATEGORÍA 1 DE<br />
SANDACH.<br />
No apto para<br />
plantas de biogás<br />
municipales<br />
Población<br />
CATEGORÍA 2 DE<br />
SANDACH.<br />
Apto para<br />
Página | 88<br />
contaminantes y<br />
residuos<br />
medioambientales<br />
Material recogido<br />
durante el<br />
tratamiento de aguas<br />
residuales en mataderos<br />
en los que los MER se<br />
eliminan<br />
Animales muertos en<br />
granjas.<br />
Rumiantes (Se incluyen<br />
en esta<br />
categoría por que en<br />
España no se<br />
les suele retirar el MER<br />
antes de su eliminación)<br />
Vísceras no aptas para<br />
consumo humano y<br />
partes de cadáveres<br />
95.090.000<br />
172.799.373<br />
22.715.595 292.623.819
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
plantas de biogás<br />
previos<br />
tratamiento por<br />
Método 1<br />
CATEGORÍA 3 DE<br />
SANDACH<br />
Apto para<br />
plantas de<br />
bigoás, previo<br />
tratamiento de<br />
pasteurización/<br />
higienización<br />
prohibidos en consumo<br />
humano debido a la<br />
presencia de residuos de<br />
medicamentos<br />
veterinarios o<br />
contaminantes que<br />
superen los niveles<br />
máximos permitidos<br />
Animales muertos<br />
durante el transporte o<br />
14.356.224<br />
en espera de matadero<br />
Animales muertos en<br />
granjas. No rumiantes<br />
255.552.000<br />
Grasas 221.249.452 x<br />
Sangre 213.191.036 57.424.895<br />
Estómagos 27.579.438 70.495.984<br />
Intestinos 16.022.960 X<br />
Otras vísceras<br />
(pulmones, hígado,<br />
bazos….)<br />
129.571.000 77.898.285<br />
CAPÍTULO 2. TIPOS DE BIOGÁS<br />
Huesos, cuernos,<br />
86.147.312 X<br />
pezuñas<br />
1.359.963.217<br />
Pelaje, plumas 49.674.710 101.672.780<br />
Patas, cabezas, cuellos<br />
(aves)<br />
X 169.768.859<br />
Pieles y pellejos 139.266.506 X<br />
TOTAL 1.333.769.382 491.617.027 1.825.386.409<br />
Tabla 6.11.Producción anual de SANDACH en España por categorías, excluido estiércoles (2008). Mesa sobre materia prima<br />
agraria y biocombustibles. Ministerio de Medio Ambiente, y Medio Rural y Marino. Madrid 16 Septiembre de 2010. Fuente:<br />
Ministerio de Medio Ambiente y Medio Rural y Marino.<br />
No se dispone de información actualizada sobre las cantidades de subproductos generadas en<br />
otros sectores, tales como la industria alimentaria, la distribución alimentaria o los residuos de<br />
cocina.<br />
La cifra estimada de subproductos de explotaciones ganaderas y mataderos se reseña en la<br />
tabla anterior, no puede considerarse en su totalidad como potencial fuente generadora de<br />
biogás del sector.<br />
Comentarios subproductos categoría 1<br />
Como se ha indicado anteriormente, para la obtención de biogás a partir de subproductos de<br />
categoría 1 el reglamento establece condiciones muy específicas de tratamiento y requiere la<br />
eliminación posterior del digestato, por lo que su utilización pierde interés como posible<br />
materia prima.<br />
Comentarios subproductos categoría 2<br />
Página | 89
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 2. TIPOS DE BIOGÁS<br />
En cuanto al material de categoría 2 indicado en la Tabla anterior, requiere procesamiento<br />
previo con el método 1. Este procesamiento se lleva a cabo en plantas de transformación<br />
autorizadas que obtienen de los subproductos grasa y harinas de carne y hueso.<br />
De acuerdo con el libro blanco de los SANDACH, la cantidad media de harina obtenida es del<br />
40% del peso de la materia prima. Ello representaría una producción potencial de harinas de<br />
117.050 toneladas anuales, que podrían utilizarse para la producción de biogás.<br />
El problema es que en la actualidad apenas existen plantas de transformación autorizadas para<br />
categoría 2 (tres, a enero de 2010). La mayor parte de los cadáveres de animales se están<br />
procesando en plantas de categoría 1 (existen 23 a enero de 2010), por lo que adquieren a su<br />
vez esta categoría, perdiendo interés como materia prima para la producción de biogás.<br />
Comentarios subproductos categoría 3<br />
En cuanto a los subproductos de Categoría 3, debe considerarse que algunos de ellos no serán<br />
utilizados en la producción de biogás por cuestiones técnicas: los huesos, cuernos, pezuñas,<br />
pelaje, plumas, patas, cabezas, cuellos (aves), pieles y pellejos. El resto de subproductos de<br />
esta categoría 3 son a priori buenas materias primas para la producción de biogás, por requerir<br />
sólo una pasteurizacion/higienización previas, pero son a la vez materias primas demandadas<br />
para la fabricación de piensos para animales de compañía (el sector cifra en 1.500.000 Tm<br />
aproximadamente el volumen de subproductos animales procesado en España para este fin).<br />
Por tanto, para la utilización de subproductos de categoría 3 para la producción de biogás, los<br />
operadores tendrían que competir en el mercado por esta materia prima<br />
Conclusiones<br />
En consecuencia, en España de todos los subproductos potencialmente utilizables para la<br />
producción de biogás, los de categoría 2, una vez transformados en harinas de carne y hueso<br />
serían los más interesantes para la producción de biogás, al no disponer de una demanda tan<br />
elevada para otros usos, como sucede con la categoría 3, ni requerir requisitos específicos<br />
como ocurre con la categoría 1.<br />
6.4.3.2 PRODUCCIÓN ANUAL DE SANDACH PARA BIOGÁS EN ESPAÑA, POR CATEGORÍAS,<br />
EXCLUIDO ESTIÉRCOLES (2008)<br />
La Tabla que se muestra a continuación presenta una estimación de la disponibilidad de<br />
harinas de carne y hueso de categoría 2.<br />
Debe tenerse en cuenta, como se ha comentado, la poca disponibilidad de plantas de<br />
transformación de categoría 2, que complica la obtención de esta materia prima. Una posible<br />
vía de solución a este problema es combinar la actividad de transformación con la de<br />
producción de biogás en la misma planta.<br />
Página | 90
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 2. TIPOS DE BIOGÁS<br />
Por otro lado, el nuevo marco legislativo que se aplicará a partir de marzo de 2011 a los<br />
subproductos animales podría flexibilizar alguno de los requisitos exigidos a la producción de<br />
biogás, y esto podría facilitar en algunos casos el uso de materiales de categoría 2 para este<br />
fin.<br />
Tabla 6.12.Producción anual de SANDACH para biogás en España, por categorías, excluido estiércoles (2008). Mesa sobre<br />
materia prima agraria y biocombustibles. Ministerio de Medio Ambiente, y Medio Rural y Marino. Madrid 16 Septiembre de<br />
2010. Fuente: Ministerio de Medio Ambiente y Medio Rural y Marino.<br />
6.4.3.3 PRODUCCIÓN DE BIOGÁS DE SANDACH, EXCLUIDO ESTIÉRCOLES Y PURINES<br />
Con los ratios sobre producción de biogás de las harinas SANDACH y con la producción total de<br />
los mismos mostrada en tablas anteriores, se calcula el potencial de producción total de biogás<br />
de los SANDACH que se recoge a continuación.<br />
Tabla 6.13.Producción anual de biogás en España, por categorías, excluido estiércoles (2008). Mesa sobre materia prima agraria<br />
y biocombustibles. Ministerio de Medio Ambiente, y Medio Rural y Marino. Madrid 16 Septiembre de 2010. Fuente: Ministerio<br />
de Medio Ambiente y Medio Rural y Marino.<br />
Estos datos sobre producción de biogás deben evaluarse teniendo en cuenta que actualmente<br />
la producción de harinas de Categoría 2 se está procesando en plantas de Categoría 1 y por<br />
tanto no pueden ser utilizadas en la producción de biogás. Además de los de categoría 3 que<br />
son utilizados actualmente para alimentación de animales de compañía. Si a todo esto le<br />
unimos que en base a las características intrínsecas de los SANDACH, estos deberán utilizarse<br />
en una proporción limitada como cosustratos, es fácil deducir que el potencial teórico de<br />
aproximadamente 55millones de m3de producción de biogás se verá reducido<br />
considerablemente.<br />
Página | 91
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 2. TIPOS DE BIOGÁS<br />
6.4.4 ANÁLISIS PRODUCCIÓN Y POTENCIAL PRODUCTIVO EN BIOGAS DE LOS RESIDUOS<br />
VEGETALES DE LA INDUSTRIA AGROALIMENTARIA Y LOS SUBPRODUCTOS DE LA<br />
INDUSTRIA DE BIOCARBURANTES<br />
En este apartado se va a cuantificar una serie de subproductos resultantes de la actividad<br />
agrícola y de la industria agroalimentaria, así como de la industria bioenergética, que se<br />
consideran susceptibles de ser utilizados en la producción de biogás, clasificándolos en tres<br />
grandes grupos:<br />
1) Residuos vegetales.<br />
2) Subproductos industria de transformación de productos agrícolas y ganaderos.<br />
3) Subproductos de la industria bioenergética.<br />
6.4.4.1 RESIDUOS VEGETALES<br />
En este grupo se incluye una gran variabilidad de residuos, pero a efecto de su valorización<br />
como materia prima para producir biogás,<br />
Residuos Excluidos<br />
Se excluirán todos aquellos residuos difícilmente metanizables por su alto contenido en<br />
celulosa o lignina, como es el caso de la paja de cereales y similares. También se excluirán las<br />
mermas de los cultivos hortícola y frutícola, debido a sus elevados costes y dificultades<br />
logísticas en la recuperación.<br />
En consecuencia únicamente se tendrán en cuenta la “retirada de productos hortícola y<br />
frutícola” contempladas en los Programas Operativos del MARM que para una producción<br />
total de 24 millones de toneladas de producción en el año 2008, se efectuaron unas retiradas<br />
por un montante total de aproximadamente 125.000 toneladas.<br />
Hay que señalar que esta cifra de retirada va disminuyendo cada año y deberá tenerse en<br />
cuenta a la hora de hacer las previsiones de futuro.<br />
PRODUCCIÓN DE RESIDUOS VEGETALES (AÑO 2009)<br />
SUBPRODUCTOS Tn(año) % RESPECTO AL TOTAL<br />
Residuos vegetales 125.000<br />
TOTAL RESIDUOS VEGETALES 125.000 2,75%<br />
Tabla 6.14.Producción de residuos vegetales (año 2009) Mesa sobre materia prima agraria y biocombustibles. Ministerio de<br />
Medio Ambiente, y Medio Rural y Marino. Madrid 16 Septiembre de 2010. Fuente: Ministerio de Medio Ambiente y Medio<br />
Rural y Marino.<br />
Página | 92
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 2. TIPOS DE BIOGÁS<br />
PRODUCCIÓN DE BIOGÁS DE RESIDUOS VEGETALES (AÑO 2009)<br />
SUBPRODUCTOS<br />
PRODUCCIÓN BIOGÁS<br />
TOTAL BIOGÁS (m3)<br />
(Tn/año) (m3/Tn ó m3)<br />
Valor promedio<br />
Residuos vegetales 125.000 106 13.250.000<br />
TOTAL RESIDUOS<br />
VEGETALES<br />
125.000 106 13.250.000<br />
Tabla 6.15.Producción de biogás de residuos vegetales (año 2009) Mesa sobre materia prima agraria y biocombustibles.<br />
Ministerio de Medio Ambiente, y Medio Rural y Marino. Madrid 16 Septiembre de 2010. Fuente: Ministerio de Medio Ambiente<br />
y Medio Rural y Marino.<br />
6.4.4.2 SUBPRODUCTOS INDUSTRIA DE TRANSFORMACIÓN DE PRODUCTOS AGRÍCOLAS Y<br />
GANADEROS.<br />
En este apartado se incluirán diferentes tipos de subproductos de las industrias de<br />
transformación del sector agrario, agrupadas en función de sus características intrínsecas para<br />
producir biogás y del volumen generado.<br />
Suproductos excluidos<br />
Se excluyen de este apartado la producción de alpechines de las almazaras, ya que<br />
actualmente en estas industrias se ha implantado con carácter general los sistemas de dos<br />
fases en el proceso de producción de aceite y resultando un residuo conocido como alperujo<br />
que debido a sus características intrínsecas son difícilmente metanizable.<br />
Industria Transformación de frutas y hortalizas<br />
Los residuos generados en las industrias de transformación de frutas y hortaliza, alcanzan<br />
anualmente una cifra estimada en un 1.000.000 de toneladas.<br />
Industria cervecera<br />
La generación de bagazo de la industria cervecera española se estima en 500.000 toneladas<br />
anuales.<br />
Industria del vino<br />
En la industria del vino se generan lías y orujos del proceso en si de producción del vino y las<br />
vinazas que se originan en la destilación de excedentes de vino. En la valoración energética de<br />
estos subproductos no se contabilizará la producción estimada de 550.000 toneladas anuales<br />
de orujos, ya que por sus características intrínsecas son difícilmente metanizable.<br />
Por tanto, en la industria del vino se generarán 250.000 toneladas anuales de lías y de la<br />
destilación de cuatro millones de hectolitros anuales se generan 350.000 toneladas anuales de<br />
vinazas.<br />
Industria azucarera<br />
Página | 93
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 2. TIPOS DE BIOGÁS<br />
La industria azucarera también es generadora de subproductos susceptibles de producir<br />
biogás, como la pulpa y la melaza de remolacha cuyas producciones anuales estimadas son de<br />
280.000 toneladas y 220.000 toneladas respectivamente.<br />
Industria láctea<br />
De la industria láctea el principal subproducto que puede utilizarse como materia prima en la<br />
producción de biogás es el suero de leche generado en la fabricación de quesos. La<br />
producción en 2009 de leche de vaca fue aproximadamente de 6 millones de toneladas y 20%<br />
fue destinada a la fabricación de queso, lo que representan 1,2 millones de toneladas de leche<br />
de vacuno. En este mismo año la producción de leches de cabra y oveja fueron<br />
respectivamente 426.000 y 416.000 toneladas, lo que hace un total de 842.000 toneladas, de<br />
las que se puede estimar que el 90% se destina a la fabricación de queso. En consecuencia,<br />
teniendo en cuenta que en España se destina anualmente un total de 2.042.000 toneladas de<br />
leche a la fabricación de quesos, se puede estimar una producción de 1.800.000 toneladas por<br />
año de suero.<br />
PRODUCCIÓN DE LAS INDUSTRIAS DE TRANSFORMACIÓN AGRÍCOLA Y GANADERA (AÑO<br />
2009)<br />
SUBPRODUCTOS Tn(año) % RESPECTO AL<br />
TOTAL<br />
Frutas y hortalizas 1.000.000<br />
Bagazo de cerveza 500.000<br />
Lías 250.000<br />
Vinazas 350.000<br />
Pulpa de remolacha azucarera 280.000<br />
Melaza de azucarera 220.000<br />
Suero de leche 1.800.000<br />
TOTAL INDUSTRIA TRANFORMACIÓN AGRICOLA Y<br />
GANADERA<br />
4.400.000 96,81%<br />
Tabla 6.16.Producción de biogás de las industrias de transformación agrícola y ganadera (año 2009) Mesa sobre materia prima<br />
agraria y biocombustibles. Ministerio de Medio Ambiente, y Medio Rural y Marino. Madrid 16 Septiembre de 2010. Fuente:<br />
Ministerio de Medio Ambiente y Medio Rural y Marino.<br />
Página | 94
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
PRODUCCIÓN DE BIOGÁS DE LAS INDUSTRIAS DE TRANSFORMACIÓN<br />
AGRÍCOLA Y GANADERA (AÑO 2009)<br />
SUBPRODUCTOS<br />
BIOGÁS<br />
PRODUCCIÓN<br />
(Tn/año)<br />
CAPÍTULO 2. TIPOS DE BIOGÁS<br />
Tabla 6.17.Producción de biogás de las industrias de transformación agrícola y ganadera (año 2009) Mesa sobre materia prima<br />
agraria y biocombustibles. Ministerio de Medio Ambiente, y Medio Rural y Marino. Madrid 16 Septiembre de 2010. Fuente:<br />
Ministerio de Medio Ambiente y Medio Rural y Marino.<br />
6.4.4.3 SUBPRODUCTOS DE LA INDUSTRIA BIOENERGÉTICA.<br />
(m3/Tn<br />
m3)<br />
Valor<br />
promedio<br />
ó<br />
TOTAL BIOGÁS<br />
(m3)<br />
Frutas y hortalizas 1.000.000 106 106.000.000<br />
Bagazo de cerveza 500.000 92 46.000.000<br />
Lías 250.000 36 9.000.000<br />
Vinazas 350.000 25 8.750.000<br />
Pulpa de remolacha azucarera 280.000 106 29.680.000<br />
Melaza de azucarera 220.000 250 55.000.000<br />
Suero de leche 1.800.000 37 66.600.000<br />
TOTAL INDUSTRIA TRANFORMACIÓN<br />
AGRICOLA Y GANADERA<br />
4.400.000 73 321.013.000<br />
De acuerdo con informes de APPA, la capacidad de producción de las instalaciones de<br />
producción de biodiesel en España en 2009 era de 4.088.820 Tm/año y la producción real fue<br />
de 204.693 Tm/año. Esta producción genera aproximadamente 20.000 Tm. de glicerina por<br />
año.<br />
PRODUCCIÓN DE LAS INDUSTRIA BIOENERGÉTICA (AÑO 2009)<br />
SUBPRODUCTOS Tn(año) % RESPECTO AL TOTAL<br />
Glicerina 20.000<br />
TOTAL INDUSTRIA BIOCARBURANTE 20.000 0,44%<br />
Tabla 6.18.Producción de las industrias bioenergética (año 2009) Mesa sobre materia prima agraria y biocombustibles.<br />
Ministerio de Medio Ambiente, y Medio Rural y Marino. Madrid 16 Septiembre de 2010. Fuente: Ministerio de Medio Ambiente<br />
y Medio Rural y Marino.<br />
Página | 95
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 2. TIPOS DE BIOGÁS<br />
PRODUCCIÓN DE BIOGÁS DE LA INDUSTRIA BIOENERGÉTICA (AÑO 2009)<br />
SUBPRODUCTOS<br />
PRODUCCIÓN BIOGÁS TOTAL BIOGÁS<br />
(Tn/año)<br />
(m3/Tn ó m3) (m3)<br />
Valor<br />
promedio<br />
Glicerina 20.000 686 13.720.000<br />
TOTAL RESIDUOS 20.000 686 13.720.000<br />
VEGETALES<br />
Tabla 6.19.Producción de biogás de la industria bioenergética (año 2009) Mesa sobre materia prima agraria y biocombustibles.<br />
Ministerio de Medio Ambiente, y Medio Rural y Marino. Madrid 16 Septiembre de 2010. Fuente: Ministerio de Medio Ambiente<br />
y Medio Rural y Marino.<br />
6.5 POTENCIAL DE GENERACIÓN DE BIOGÁS AGROINDUSTRIAL EN ESPAÑA.<br />
FUENTE: PROYECTO PROBIOGÁS. www.probiogas.es<br />
Fuente: www.probiogas.es .Nota: Los datos publicados son estimaciones realizadas en base a indicadores estadísticos y no<br />
suponen una encuesta de generación de residuos. Estos datos están siendo utilizados en el marco del proyecto PROBIOGAS con<br />
el objetivo de analizar el potencial y la viabilidad de producción de biogás por codigestión a partir de mezclas de sustratos<br />
representativas a nivel nacional<br />
6.5.1 DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO SINGULAR Y ESTRATÉGICO PROBIOGAS.<br />
(PSE PROBIOGAS)<br />
DESARROLLO DE SISTEMAS SOSTENIBLES DE PRODUCCIÓN Y USO DE BIOGÁS<br />
AGROINDUSTRIAL EN ESPAÑA.<br />
6.5.1.1 INTRODUCCIÓN<br />
El PSE Probiogás está enmarcado en el Plan Nacional de I+D Programa Nacional de Energía del<br />
Ministerio de Ciencia e Innovación. Ainia centro Tecnológico lidera el Proyecto.<br />
El proyecto singular y estratégico PROBIOGAS integra un conjunto de actividades de carácter<br />
científico tecnológico que están interrelacionadas entre sí y que tienen como objetivo común<br />
“el desarrollo de sistemas sostenibles de producción y uso de biogás en entornos<br />
agroindustriales, así como la demostración de su viabilidad y promoción en España”<br />
En PROBIOGAS participan 14 centros de investigación y 14 empresas o instituciones<br />
relacionadas con las distintas áreas de conocimiento relacionadas con el biogás. Tiene una<br />
duración prevista de 5 años y está apoyado por el Ministerio de Ciencia e Innovación a través<br />
de su programa de ayudas a Proyectos Singulares y Estratégicos. Las actividades del proyecto<br />
comenzaron a finales de 2007.<br />
Página | 96
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
6.5.1.2 OBJETIVO<br />
CAPÍTULO 2. TIPOS DE BIOGÁS<br />
El principal objetivo del proyecto es el desarrollo de sistemas sostenibles de producción y uso<br />
de biogás en entornos agroindustriales, así como la demostración de su viabilidad y promoción<br />
en España.<br />
6.5.1.3 OBJETIVOS ESPECÍFICOS<br />
1) Facilitar el desarrollo y consolidación del “BIOGÁS AGROINDUSTRIAL” como ENERGÍA<br />
RENOVABLE en España desde una contribución de carácter científico-técnico.<br />
2) Demostrar la capacidad de las plantas de biogás para contribuir a la REDUCCIÓN DE<br />
EMISIONES de CO2 y otros gases de efecto invernadero, así como a la SOSTENIBILIDAD<br />
GLOBAL DE LOS ENTORNOS AGROINDUSTRIALES (actividades agrícolas, ganadera y de<br />
las industrias alimentarias)<br />
3) Cuantificar la CANTIDAD Y DISPONIBILIDAD DE MATERIAS PRIMAS, principalmente<br />
residuos orgánicos, su potencial de producción de biogás y sostenibilidad de su<br />
utilización.<br />
4) Desarrollar nuevas técnicas de CO-DIGESTIÓN ANAEROBIA para aquellos residuos<br />
agroindustriales más frecuentes y con mayores posibilidades en España<br />
5) Caracterizar y mejorar los DIGESTATOS producidos en los sistemas de co-digestión<br />
anaerobia para su aplicación en cultivos autóctonos.<br />
6) Evaluar las alternativas de USO DEL BIOGÁS agroindustrial, incluyendo su utilización<br />
como combustibles en motores de cogeneración, vehículos de automación, mezcla en<br />
redes de gas natural, pilas de combustibles; entre otros<br />
7) Demostrar la viabilidad y sostenibilidad a escala industrial de las plantas de codigestión<br />
anaerobia de residuos agroindustriales a través de varios PROYECTOS DE<br />
DEMOSTRACIÓN<br />
8) DIFUNDIR LOS RESULTADOS del proyecto a través de folletos, guías, páginas web<br />
(www.probiogas.es) presencia en jornadas, seminarios, congresos, medios de<br />
comunicación, etc. Tanto en los sectores profesionales relacionados como la sociedad<br />
en general<br />
6.5.1.4 ALCANCE<br />
La actividad de PROBIOGAS se centran en el biogás obtenido con materiales de origen<br />
agroindustrial, diferenciándose del que tiene su origen en vertederos o en depuradoras<br />
urbanas, e incluso del biogás producido con la fracción orgánica de residuos municipales.<br />
El “entorno agroindustrial” definido en PROBIOGAS engloba principalmente actividades de tipo<br />
agrícola, ganadero y de las industrias alimentarias, así como otras actividades que podrían<br />
compartir este escenario en un futuro (cultivos energéticos o las industrias bioenergéticas). Las<br />
actividades desarrolladas en dicho entorno generan residuos biodegradables potencialmente<br />
utilizables en la producción de biogás y que serán objeto de estudio en PROBIOGAS<br />
Otro aspecto relevante a destacar en le alcance del proyecto PROBIOGAS es que todas las<br />
técnicas de digestión anaerobia que se van a estudiar emplean siempre el concepto de “codigestión”.<br />
La co-digestión consiste en el tratamiento anaerobio conjunto de residuos<br />
Página | 97
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 2. TIPOS DE BIOGÁS<br />
orgánicos de diferentes origen y composición, con el fin de aprovechar la complementariedad<br />
de las composiciones para permitir perfiles de proceso más eficaces, compartir instalaciones<br />
de tratamiento, unificar metodologías de gestión, amortiguar las variaciones temporales en<br />
composición y producción de cada residuo por separado, así como reducir costes de inversión<br />
y explotación.<br />
6.5.1.5 SUPROYECTOS DENTRO DEL PROYECTO PSE PROBIOGAS<br />
El proyecto está formado por 13 subproyectos en incluye estudios de viabilidad, actividades de<br />
investigación y desarrollo, proyectos de demostración a escala industrial, y acciones<br />
complementarias para la coordinación y difusión del proyecto<br />
SUBPROYECTO 1: Materias primas<br />
En el subproyecto 1 “materias primas” se aborda la disponibilidad, características y<br />
distribución geográfica de estas materias. Entre los resultados esperados destaca la<br />
elaboración de un mapa de materias primas y potencial de biogás en España, el cual se espera<br />
que sea una útil herramienta en el diseño de plantas y sirva para la definición de políticas de<br />
apoyo al sector. Por otra parte, se diseñarán modelos de evaluación de la sostenibilidad de los<br />
sistemas de producción y uso de biogás para estandarizar su análisis y facilitar la elaboración<br />
de proyectos.<br />
SUBPROYECTO 2: Producción de biogás<br />
El subproyecto 2 plantea desarrollar y promover sistemas de producción basados en<br />
tecnologías de “co-digestión” como alternativa eficiente a la digestión anaerobia monosustrato.<br />
Se han considerado cuatro combinaciones de materias primas por su<br />
representatividad y valor estratégico; Las actividades de investigación está previsto que<br />
determinen las técnicas más adecuadas para alcanzar procesos de digestión estables que<br />
proporcionen la máxima producción de biogás. Dentro de dichas actividades se incluyen<br />
experimentos en discontinuo y en continuo a escala planta piloto de las citadas agrupaciones<br />
de materiales. Se espera conseguir resultados a nivel científico y tecnológico que apoyen la<br />
operación de estos procesos. Además, se crearán manuales y documentos prácticos para el<br />
diseño y operación de plantas con el objetivo de proporcionar un elevado grado de difusión.<br />
SUBPROYECTO 3: Valorización agronómica del digestato<br />
El grupo de centros de investigación responsables del subproyecto 3 “digestato” aborda<br />
trabajos de normalización y mejora dirigidos a aportar un mayor valor añadido a los digestatos<br />
como productos fertilizantes de carácter orgánico, así como la propuesta de criterios y normas<br />
para una adecuada aplicación. El subproyecto analiza su uso tanto en cultivos tradicionales<br />
(hortícolas, frutales o cereales) como en cultivos energéticos, e incluye ensayos de campo.<br />
SUBPROYECTO 4: Biogás<br />
El subproyecto 4 “biogás” evalúa la viabilidad de los posibles usos del biogás para<br />
posteriormente desarrollar un programa experimental que consolide los resultados e<br />
identifique y/o prescriba proyectos de investigación a desarrollar. Se plantea el análisis de<br />
sistemas de uso de biogás en motogeneradores, microturbinas y pilas de combustible.<br />
Además, se aborda la evaluación de las técnicas de purificación del biogás para su<br />
aprovechamiento en vehículos o inyección en la red de gas.<br />
Página | 98
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 2. TIPOS DE BIOGÁS<br />
El subproyecto pretende trabajar en la adaptación tecnológica de sistemas energéticos que<br />
utilicen el biogás de manera eficiente y segura, con el fin de que pueda convertirse en una<br />
alternativa real y forme parte de la oferta energética en nuestro país.<br />
⇒ Alcance del proyecto PROBIOGÁS (SUBPROYECTOS 1 AL 4)<br />
G: Residuos ganaderos<br />
An: Residuos origen animal<br />
Ve: Residuos origen vegetal<br />
Ce: Cultivos energéticos<br />
B: Residuos biocombustibles<br />
SUBPROYECTO 5: Difusión y Oficina Técnica<br />
El subproyecto 5 “oficina técnica y difusión” consta de una serie de acciones de carácter<br />
horizontal coordinadas con acciones específicas que serán desarrolladas en el resto de los<br />
subproyectos de PROBIOGAS. Las actividades y materiales de difusión (folletos y guías, página<br />
web, jornadas y seminarios, congreso, etc.) desarrolladas en éste subproyecto contribuirán a<br />
que los diversos públicos objetivo (científico-académico, empresas de los sectores afectados y<br />
sociedad en general) conozcan los beneficios de la producción y uso del biogás en entornos<br />
agroindustriales<br />
Página | 99
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 2. TIPOS DE BIOGÁS<br />
SUBPROYECTO 6: Uso de Biogás de subproductos agroalimentarios en pilas de<br />
combustibles<br />
SUBPROYECTO 7: Desarrollo de un modelo sostenible de producción de biogás y<br />
obtención de otros compuestos valorizables a partir de cultivos energéticos<br />
autóctonos y no alimentarios (tabaco y chumbera)<br />
SUBPROYECTO 8: Co-digestión de residuos cítricos y ganaderos<br />
SUBPROYECTO 9: Planta de producción de biogás a partir de la codigestión anaerobia<br />
de residuos provenientes de la producción de biodiesel y purines de cerdo<br />
SUBPROYECTO 10: Cancelado<br />
SUBPROYECTO 11: Producción de abonos orgánicos a partir de la codigestión de<br />
residuos ganaderos y agroindustriales<br />
SUBPROYECTO 12: Control y automatización de instalaciones de codigestión<br />
anaerobia de purines y residuos agroindustriales<br />
SUBPROYECTO 13: Observatorio de biogás agroindustrial<br />
SUBPROYECTO 14: Interrelaciones entre poblaciones microbianas y los parámetros<br />
de operación en digestores anaerobios<br />
6.5.2 DEFINICIONES<br />
Página | 100
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
POTENCIAL TOTAL<br />
CAPÍTULO 2. TIPOS DE BIOGÁS<br />
Potencial derivado de toda la materia prima que se genera.<br />
Cantidad de materia prima calculada por indicadores estadísticos y coeficientes.<br />
**Resultados a nivel PROVINCIAL y COMARCAL.<br />
El potencial total se deriva de materias primas que técnicamente pueden ser objeto de codigestión<br />
anaerobia para la producción de biogás.<br />
POTENCIAL ACCESIBLE<br />
Parte del POTENCIAL TOTAL que puede ser objeto de gestión (recogida, transporte,<br />
almacenamiento) de forma viable.<br />
→ Ejemplo de material NO accesible: deyecciones ganaderas de explotaciones extensivas.<br />
POTENCIAL DISPONIBLE<br />
Parte del POTENCIAL ACCESIBLE que queda, una vez descontado los usos alternativos.<br />
→ Ejemplo de usos alternativos: alimentación animal, compost, recuperación de<br />
compuestos activos, etc<br />
COEFICIENTES PB<br />
Coeficiente Productividad de Biogás (PB) de cada materia prima. Datos obtenidos de forma<br />
experimental (ensayos batch realizados en PROBIOGAS) o bibliográfica. Se aplican PBs<br />
suponiendo operación en continuo (no máximo potencial) donde el % biodegradación es<br />
menor.<br />
POTENCIAL ENERGÉTICO<br />
Potencial de producción de biogás. Calculado a partir de las toneladas disponibles de las<br />
materias primas y sus correspondientes PBs. Resultados en forma de POTENCIAL ACCESIBLE Y<br />
DISPONIBLE.<br />
**Resultados a Nivel COMARCAL Y PROVINCIAL.<br />
Página | 101
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 2. TIPOS DE BIOGÁS<br />
6.5.3 METODOLOGÍA PARA LA OBTENCIÓN DE RESULTADOS DEL SUBPROYECTO 1:<br />
MATERIAS PRIMAS.<br />
El análisis de disponibilidad para cada tipo de residuo y área geográfica entraña una gran<br />
complejidad ya que la cantidad de usos alternativos para cada materia prima puede ser muy<br />
elevada. Las causas por las que un subproducto puede destinarse finalmente a la producción<br />
de biogás pueden atender atendencia de la legislación medio ambiental, sanitaria, o de otro<br />
índole, costes de la energía, marco tarifario incentivador, a la ausencia de un mercado o<br />
usuarios en las proximidades del lugar de generación, bajos precios por grandes volúmenes de<br />
excedentes, etc.<br />
Se han determinado una serie de porcentajes de minoración para cada tipo de materia prima y<br />
zona geográfica tomando en consideración los principales usos alternativos en cada caso. Estos<br />
análisis han permitido determinar el potencial disponible.<br />
6.5.3.1 TIPIFICACIÓN DE LAS MATERIAS PRIMAS<br />
En los informe de cuantificación de cada tipo de materias primas se muestran la tipificación y<br />
agrupación detallada utilizada para la cuantificación<br />
TIPIFICACIÓN COMPLETA<br />
TIPO<br />
CATEGORÍA<br />
G1 Purín de cerdo<br />
Ganadero (G)<br />
G2 Estiércol de vaca<br />
G3 Gallinaza<br />
G4 Restos de otras especies<br />
An1 Subproductos cárnicos<br />
Alimentarios de origen animal<br />
An2 Subproductos lácteos<br />
(An)<br />
An3 Subproductos de pescado<br />
Ve1 Subproducto hortofrutícola excedentes<br />
Ve2 Subproductos hortofrutícola no conformes<br />
Alimentarios de origen vegetal Ve3 Subproductos de transformación de<br />
(Ve)<br />
productos hortofrutícolas<br />
Ve4 Otros<br />
Ve5 Lodos de aguas residuales<br />
Cultivos energéticos Ce1 Cultivos Energéticos<br />
Subproductos de industrias IB1 Glicerina<br />
bioenergéticas (Ibi)<br />
IB2 R. bioetanol<br />
Tabla 6.20. Tipificación completa. Fuente: www.probiogas.es<br />
Página | 102
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 2. TIPOS DE BIOGÁS<br />
6.5.3.2 METODOLOGÍA GENERAL DE CÁLCULO DE POTENCIAL DE PRODUCCIÓN DE BIOGÁS<br />
EN ESPAÑA<br />
Para el cálculo de potencial de producción de biogás en España se han determinado<br />
potenciales medios estimados de biogás de cada materia prima o agrupación de materias<br />
primas (Nm3 biogás/t o NL biogás/kg).<br />
Los datos se ha obtenido de forma experimental (ensayos batch) en el marco de PROBIOGAS<br />
o bien proceden de referencias bibliográficas de calidad.<br />
Para el cálculo del potencial no se multiplican directamente los potenciales medios estimados<br />
ya que estos suponen el potencial “máximo”. Se han aplicado potenciales medios minorados<br />
considerando una operación en continuo donde la tasa de biodegradación de los sólidos<br />
volátiles suele ser menor.<br />
Para la conversión del potencial energético obtenido en metros cúbicos por año por residuos<br />
y por provincia (Nm3 de CH4/año; Nm3: volumen referido a condiciones estándar, esto es, a<br />
0°C y 1 bar de presión) a kilotoneladas equivalentes de petróleo por año (ktep/año), se han<br />
considerado un Poder Calorífico Inferior (PCI) de 9,96 kWh/Nm3 CH4. Asimismo, se ha<br />
aplicado la equivalencia 1kWh= 8,6.10 -5 tep.<br />
1 Nm 3 CH 4 =85,656. 10 -5 tep<br />
6.5.3.3 METODOLOGÍA DE CUANTIFICACIÓN UTILIZADA PARA LAS MATERIAS PRIMAS<br />
PROCEDENTES DE LA INDUSTRIA ALIMENTARIA<br />
Los residuos de las industrias alimentarias se han dividido en dos grande grupos en función de<br />
su origen: animal o vegetal<br />
El grupo de residuos de la industria alimentaria incluye también los residuos vegetales<br />
procedentes de la AGRICULTURA (centrales hortofrutícolas, cooperativas etc). Se trata de<br />
materiales de origen vegetal que corresponden a las mermas por baja calidad o productos no<br />
conformes para su uso comercial, así como excedentes de producción agrícola que se desea<br />
retirar del mercado (retiradas). Se han integrado en el grupo para facilitar la cuantificación. En<br />
adelante denominaremos “industrias alimentarias” a ambas actividades.<br />
La metodología de cuantificación se ha adaptado para cada subcategoría, ya que la<br />
información disponible en cada sector analizado es distinta.<br />
Subproductos de mataderos (An1_A y An2_B):<br />
Se ha calculado la cantidad de subproductos generada en función de los datos<br />
bibliográficos de generación de residuos a partir de las toneladas de canal, que es un<br />
dato conocido<br />
Residuos de estabulación (An1_C):<br />
Calculados de forma análoga a las materias primas de origen ganadero<br />
Harinas cárnicas (An1_D):<br />
Página | 103
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 2. TIPOS DE BIOGÁS<br />
Existen datos de producción particularizados para cada establecimiento, que se han<br />
utilizado directamente en la cuantificación<br />
Subproductos lácteos y pesquero (An2_B,An2_C, An3_A):<br />
El coeficiente de generación de subproductos se relaciona con la facturación de la<br />
empresa, teniendo en cuenta el precio medio del producto y el dato bibliográfico de<br />
generación de subproductos por toneladas de productos<br />
Subproductos vegetales excedentes (Ve1):<br />
Calculados en función de la producción anual, y aplicando el porcentaje de retiradas<br />
establecido<br />
Subproductos vegetales no conformes (Ve2):<br />
Calculados en función de la producción anual, y aplicando un porcentaje de mermas,<br />
dependiente de cada subcategoría, y obtenido en base a consultas al sector y<br />
bibliografía<br />
Subproductos de la industria de transformación de vegetales (Ve3):<br />
El cálculo se base en el dato del porcentaje de producto que se destina a<br />
transformación y se le aplica el porcentaje de subproducto generado (dato disponible<br />
en la bibliografía u obtenido a partir de consultas al sector). Para determinadas<br />
subcategorías se han utilizado datos de facturación de empresa y/o datos de<br />
superficies de cultivo para realizar la “distribución comarcal” de los subproductos<br />
generados estimado<br />
Lodos de EDARI (An1_E, An2_A, An3_B, Ve5):<br />
El coeficiente de generación de lodos se relaciona con la facturación de la empresa,<br />
teniendo en cuenta el precio medio del producto, la generación de aguas residuales<br />
por tonelada de producto, y la materia orgánica contenida en dichas aguas.<br />
6.5.3.4 METODOLOGÍA DE CUANTIFICACIÓN UTILIZADA PARA LAS MATERIAS PRIMAS DE<br />
LA GANADERÍA<br />
De forma resumida, la metodología seguida para la estimación de las deyecciones ganaderas<br />
en PROBIOGAS se base en la utilización de coeficientes de generación según especie, edad<br />
fisiológica y orientación productiva (kg SV/ cabeza y día). Posteriormente, se han aplicado<br />
coeficientes productividad de biogás (PB) dé cada materia prima o agrupación de materias<br />
primas al igual que con el resto de tipos de residuos cuantificados en PROBIOGAS<br />
Además en la cuantificación de las deyecciones ganaderas se ha tenido en cuenta el carácter<br />
intensivo/extensivo de las explotaciones (potencial accesible) mediante la diferenciación entre<br />
explotaciones intensivas y extensivas según la densidad en cabezas por hectárea de la<br />
explotación<br />
Las provincias claramente extensivas o intensivas fijan las densidades “de corte” que se han<br />
aplicado para definir el carácter intensivo o extensivo de las explotaciones (4 cabezas/ha para<br />
porcino y 2 cabezas/ha para bovino). Las explotaciones cuya densidad sea menor que la<br />
Página | 104
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 2. TIPOS DE BIOGÁS<br />
densidad de corte fijada son consideradas extensivas y sus cabezas han sido eliminadas del<br />
potencia accesible. El análisis comarcal se ha realizado a partir de la información disponible en<br />
el CENSO AGRARIO DE 1999, debido a que las explotaciones se encuentran desagregadas por<br />
tamaño.<br />
Una vez obtenido el potencial accesible, dicho potencia se ha minorado teniendo en cuenta los<br />
usos o aprovechamientos alternativos considerados en el análisis de disponibilidad.<br />
6.5.3.5 METODOLOGÍA DE CUANTIFICACIÓN UTILIZADA PARA LAS MATERIAS PRIMAS DE<br />
LAS PLANTAS DE BIOCOMBUSTIBLES LÍQUIDOS<br />
En la cuantificación de los subproductos de plantas de biocombustibles líquidos se han<br />
considerado los subproductos generados en las plantas de biodiesel (glicerina) y bioetanol<br />
(residuos del aprovechamiento como materias primas de remolacha azucarera, trigo o maíz)<br />
Se han tenido en cuenta los residuos producidos en plantas en funcionamiento y en<br />
construcción, excepto para la agrupación Ibi_B (Residuos pulpa remolacha) en la que también<br />
se han sumado los procedentes de plantas planificadas debido a que sólo hay plantas en esta<br />
subcategoría.<br />
La metodología seguida, se basa en la aplicación de factores de generación de residuos según<br />
cantidad de biocombustibles producido y en la estimación del factor de carga de cada planta<br />
de biocombustibles.<br />
6.5.4 POTENCIAL ACCESIBLE Y DISPONIBLE DE BIOGÁS AGROINDUSTRIAL EN ESPAÑA<br />
6.5.4.1 TABLA RESULTADOS POTENCIAL ACCESIBLE Y DISPONIBLE DE BIOGÁS<br />
AGROINDUSTRIAL EN ESPAÑA<br />
POTENCIAL ACCESIBLE Y DISPONIBLE DE BIOGÁS AGROINDUSTRIAL (ktep)<br />
BIOGÁS AGROINDUSTRIAL Potencial Accesible Potencial Disponible %PD/PA<br />
(ktep/año)<br />
(ktep/año)<br />
Ganadería 1.361,6 1.130,1 83%<br />
Industrias Alimentarias 2.938,8 302,5 10%<br />
Origen Animal 136,9 82,1 60%<br />
Origen Vegetal 2.794,6 214,5 8%<br />
Lodos EARI 7,4 5,9 80%<br />
Plantas Biocombustibles 93,3 18,7 20%<br />
Total Agroindustrial 4.393,8 1.451,5 33%<br />
Tabla 6.21. Potencial accesible y disponible de biogás agroindustria. Fuente: www.probiogas.es<br />
Página | 105
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 2. TIPOS DE BIOGÁS<br />
POTENCIAL DISPONIBLE DE BIOGÁS AGROINDUSTRIAL<br />
BIOGÁS AGROINDUSTRIAL t/año m3 biogás/año Ktep/año<br />
Ganaderos 41.242.956 1.994.819.724 1.130<br />
Cárnicos 1.436.996 52.851.542 26<br />
Lácteos 1.936.753 76.181.653 45<br />
Pesqueros 314.240 26.400.801 16<br />
Vegetales 3.768.553 394.182.022 216<br />
Otros 223.755 57.619.254 19<br />
TOTAL 48.923.253 2.602.054.996 1.451<br />
Tabla 6.22 .Jornada Técnica .Producción de biogás por co-digestión anaerobia de residuos agroindustriales. Santiago de<br />
Compostela, 18 de junio de 2010. D. Andrés Pascual<br />
6.5.4.2 MAPA RESULTADOS POTENCIAL ACCESIBLE Y DISPONIBLE DE PRODUCCION DE<br />
MATERIAS PRIMAS Y PRODUCCIÓN DE BIOGÁS EN ESPAÑA<br />
TOTAL MATERIAS PRIMAS POR COMUNIDADES AUTÓNOMAS:<br />
83,5 millones toneladas/año<br />
Gráfico 6.1.Potencial DISPONIBLE de producción de materias primas (t/año) a partir de materias primas agroindustriales en<br />
España. Fuente: www.probiogas.es<br />
Página | 106
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 2. TIPOS DE BIOGÁS<br />
Gráfico 6.2.Potencial ACCESIBLE de producción de materias primas (t/año) a partir de materias primas agroindustriales en<br />
España. Fuente: www.probiogas.es<br />
TOTAL m3 DE BIOGAS POR COMUNIDADES AUTÓNOMAS:<br />
8.000 millones m3 Biogás/año<br />
Página | 107
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 2. TIPOS DE BIOGÁS<br />
Gráfico 6.3. Potencial DISPONIBLE de Biogás en España. Fuente: www.probiogas.es<br />
Página | 108
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 2. TIPOS DE BIOGÁS<br />
Gráfico 6.4.Potencial ACCESIBLE de Biogás en España. Fuente: www.probiogas.es<br />
6.5.4.3 POTENCIAL ACCESIBLE DE BIOGÁS DE RESIDUOS AGROINDUSTRIALES<br />
1) POTENCIAL ACCESIBLE DE BIOGÁS DE MATERIAS PRIMAS DE LA INDUSTRIA<br />
AGROALIMENTARIA<br />
Materias primas de origen agroindustrial cuya procedencia es la industria alimentaria, y se<br />
incluye lodos de Estaciones Depuradoras de Industrias Alimentarias (EDARI)<br />
Consultar los datos por comunidades autónomas en www.probiogas.es<br />
Página | 109
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 2. TIPOS DE BIOGÁS<br />
ESTIMACIÓN DE LOS POTENCIALES ACCESIBLES DE BIOGÁS (ktep/año) DE RESIDUOS DE LA<br />
INDUSTRIA AGROALIMENTARIA<br />
ESPAÑA<br />
Alim. origen animal t/año 5.907.719<br />
Alim. de origen vegetal t/año 25.866.660<br />
TOTAL INDUSTRIAS ALIMENTARIAS t/año 31.774.379<br />
Ktep/año 142,9<br />
Alim. de origen animal<br />
% 100<br />
Ktep/año 2.795,9<br />
Alim. de origen vegetal<br />
% 100<br />
Ktep/año 2.938,8<br />
TOTAL INDUSTRIA ALIMENTARIAS<br />
% 100<br />
2) POTENCIAL ACCESIBLE DE BIOGÁS DE MATERIAS PRIMAS DE ORIGEN GANADERO<br />
ESTIMACIÓN DE LOS POTENCIALES ACCESIBLES DE BIOGÁS (ktep/año) DE DEYECCIONES<br />
GANADERAS DE GANADO PORCINO, BOVINO, AVÍCOLA Y OTRAS ESPECIES<br />
ESPAÑA<br />
Porcino<br />
t/año 23.430.166<br />
ktep/año 456,9<br />
Bovino<br />
t/año 14.146.063<br />
ktep/año 345,9<br />
Avícola<br />
t/año 3.024.831<br />
Ktep/año 198,2<br />
Otras especies<br />
t/año 8.323.058<br />
Ktep/año 360,5<br />
t/año 48.924.118<br />
TOTAL<br />
Ktep/año 1.361,6<br />
% 100<br />
Página | 110
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 2. TIPOS DE BIOGÁS<br />
3) POTENCIAL ACCESIBLE DE BIOGÁS DE MATERIAS PRIMAS DE ORIGEN DE LA<br />
INDUSTRIA BIOENERGÉTICA Y LOS CULTIVOS ENERGÉTICOS<br />
ESTIMACIÓN DE LOS POTENCIALES ACCESIBLE DE BIOGÁS (ktep/año) DE RESIDUOS DE<br />
PLANTAS DE BIOCOMBUSTIBLES LÍQUIDOS<br />
Plantas de biocombustibles líquido<br />
Comunidad Autónoma<br />
t/año Ktep/año %<br />
ESPAÑA 595.126 93,3 100<br />
6.5.4.4 MAPA RESULTADOS POR ORIGEN DEL POTENCIAL ACCESIBLE DE PRODUCCIÓN DE<br />
MATERIAS PRIMAS<br />
MATERIAS PRIMAS DE ORIGEN GANADERO<br />
49 millones de toneladas/año<br />
2.400 millones m3 Biogás/año<br />
Gráfico 6.5.Potencial ACCESIBLE de producción (t/año) de materias primas de origen GANADERO en España. Fuente:<br />
www.probiogas.es<br />
Página | 111
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
MATERIAS PRIMAS DE ORIGEN VEGETAL<br />
27 millones de toneladas/año<br />
5.000 millones m3 Biogás/año<br />
CAPÍTULO 2. TIPOS DE BIOGÁS<br />
Gráfico 6.6.Potencial ACCESIBLE de producción (t/año) de materias primas de origen VEGETAL en España. Fuente:<br />
www.probiogas.es<br />
Página | 112
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
MATERIAS PRIMAS DE ORIGEN ANIMAL (Cárnico)<br />
3,3 millones de toneladas/año<br />
100 millones m3 Biogás/año<br />
CAPÍTULO 2. TIPOS DE BIOGÁS<br />
Gráfico 6.7.Potencial ACCESIBLE de producción (t/año) de materias primas de origen ANIMAL (CÁRNICO) en España. Fuente:<br />
www.probiogas.es<br />
Página | 113
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
MATERIAS PRIMAS DE ORIGEN ANIMAL (Pesquero)<br />
0,5 millones de toneladas/año<br />
43,5 millones m3 Biogás/año<br />
CAPÍTULO 2. TIPOS DE BIOGÁS<br />
Gráfico 6.8.Potencial ACCESIBLE de producción (t/año) de materias primas de origen ANIMAL (PESQUERO) en España. Fuente:<br />
www.probiogas.es<br />
Página | 114
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
MATERIAS PRIMAS DE ORIGEN ANIMAL (Lácteo)<br />
3,1 millones de toneladas/año<br />
125,5 millones m3 Biogás/año<br />
CAPÍTULO 2. TIPOS DE BIOGÁS<br />
Gráfico 6.9.Potencial ACCESIBLE de producción (t/año) de materias primas de origen ANIMAL (LACTEO) en España. Fuente:<br />
www.probiogas.es<br />
Página | 115
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
6.5.5 CODIGESTIÓN<br />
CAPÍTULO 2. TIPOS DE BIOGÁS<br />
6.5.5.1 PROYECTO PROBIOGÁS. SUBPROYECTO 2: PRODUCCIÓN DE BIOGÁS<br />
El subproyecto 2 plantea desarrollar y promover sistemas de producción basados en<br />
tecnologías de “co-digestión” como alternativa eficiente a la digestión anaerobia monosustrato.<br />
Se han considerado cuatro combinaciones de materias primas por su<br />
representatividad y valor estratégico; Las actividades de investigación está previsto que<br />
determinen las técnicas más adecuadas para alcanzar procesos de digestión estables que<br />
proporcionen la máxima producción de biogás. Dentro de dichas actividades se incluyen<br />
experimentos en discontinuo y en continuo a escala planta piloto de las citadas agrupaciones<br />
de materiales. Se espera conseguir resultados a nivel científico y tecnológico que apoyen la<br />
operación de estos procesos. Además, se crearán manuales y documentos prácticos para el<br />
diseño y operación de plantas con el objetivo de proporcionar un elevado grado de difusión.<br />
CONSULTAR → Manual de Estado del Arte de la Co-digestión Anaerobia de Residuos<br />
Ganaderos y Agroindustriales<br />
6.5.5.2 LA CODIGESTIÓN DE PURINES CON OTROS RESIDUOS O SUBPRODUCTOS<br />
Tabla 6.23.Fuente: Manual para la producción de biogás. Instituto de Ingeniería Rural, I.N.T.A. Castelar<br />
El purín es una materia prima para biodigestión, caracterizada porque la relación N/C es muy<br />
alta. Por ello, la adición de otros residuos de la industria alimentaria con un contenido mayor<br />
en carbono, mejora la marcha de la biodigestión y produce mayor cantidad de biogás. En<br />
España, se han realizado estudios en la Universidad de Lérida, añadiendo diversos residuos en<br />
pequeñas cantidades al purín, consiguiéndose elevaciones importantes de la producción de<br />
biogás. Algunos de estos residuos se están utilizando ya a escala industrial.<br />
RESULTADOS DE CODIGESTIÓN DE PURÍN CON OTROS<br />
SUBPRODUCTOS O RESIDUOS<br />
MATERIAL<br />
DQO (gr<br />
O2/kg)<br />
% añadido Producción de biogás<br />
(Nm3/t de purín)<br />
Purín 50 -- 12<br />
Lodos de depuradora (20% de 230 6% 15<br />
sólidos)<br />
Lodo de depuradora seco 1.300 3% 20<br />
Residuo matadero 320 5% 17<br />
Gallinaza 264 5% 16<br />
Tierras de purificación de aceite -- 3% 18<br />
de oliva<br />
Residuo de la extracción de café 625 5% 20<br />
Página | 116
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 2. TIPOS DE BIOGÁS<br />
6.6 POTENCIAL DE GENERACIÓN DE BIOGÁS AGROINDUSTRIAL EN EXTREMADURA.<br />
FUENTE: PROYECTO PROBIOGÁS. www.probiogas.es<br />
6.6.1 COMARCAS DE EXTREMADURA<br />
COMARCA<br />
ALBURQUERQUE<br />
La Codosera<br />
San Vicente de Alcántara<br />
Alburquerque<br />
Villar del Rey<br />
La Roca de la Sierra<br />
Puebla de Obando<br />
COMARCA ALMENDRALEJO<br />
La Morera<br />
Santa Marta<br />
Solana de los Barros<br />
Almendralejo<br />
Aceuchal<br />
Villalba de los Barros<br />
La Parra<br />
Feria<br />
La Lapa<br />
Villafranca de los Barros<br />
Fuente del Maestre<br />
Los Santos de Maimona<br />
Zafra<br />
Alconera<br />
Puebla de Sancho Pérez<br />
Hinojosa del Valle<br />
Llera<br />
Ribera del Fresno<br />
Puebla del Prior<br />
Hornachos<br />
Puebla de la Reina<br />
Palomas<br />
Página | 117
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 2. TIPOS DE BIOGÁS<br />
COMARCA AZUAGA<br />
Retamal de Llerena<br />
Campillo de Llerena<br />
Peraleda del Zaucejo<br />
Valencia de las Torres<br />
Maguilla<br />
Berlanga<br />
Granja de Torrehermosa<br />
Ahillones<br />
Azuaga<br />
Valverde de Llerena<br />
Malcocinado<br />
COMARCA BADAJOZ<br />
Badajoz<br />
Valdelacalzada<br />
Talavera de la Real<br />
Corte de Peleas<br />
La Albuera<br />
Entrín Bajo<br />
Torre de Miguel Sesmero<br />
Almendral<br />
Nogales<br />
COMARCA CASTUERA<br />
Castuera<br />
Quintana de la Serena<br />
Valle de la Serena<br />
Higuera de la Serena<br />
Zalalmea de la Serena<br />
Monterrubio de la<br />
Serena<br />
Esparragosa de la Serena<br />
Benquerencia de la Serena<br />
Malpartida de la Serena<br />
Cabeza del Buey<br />
Peñalsordo<br />
Zarza-Capilla<br />
Capilla<br />
Página | 118
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 2. TIPOS DE BIOGÁS<br />
COMARCA DON BENITO<br />
Villar de Rena<br />
Santa Amalia<br />
Guareña<br />
Medellín<br />
Valdetorres<br />
Cristina<br />
Manchita<br />
Mengabril<br />
Don Benito<br />
Rena<br />
Villanueva de la Serena<br />
La Haba<br />
Magacela<br />
La Coronada<br />
Campanario<br />
Orellana La Vieja<br />
Acedera<br />
COMARCA HERRERA<br />
DEL DUQUE<br />
Valdecaballero<br />
Castilblanco<br />
Herrera del Duque<br />
Helechosa de los Montes<br />
Villarta de los Montes<br />
Fuenlabrada de los Montes<br />
Página | 119<br />
COMARCA JEREZ DE LOS CABALLEROS<br />
Valencia del Mombuey<br />
Oliva de la Frontera<br />
Zahinos<br />
Barcarrota<br />
Salvaleón<br />
Jerez de los Caballeros<br />
Valle de Matamoros<br />
Burguillo del Cerro<br />
Valle de Santa Ana<br />
Valverde de Burguillo<br />
Fregenal dela Sierra<br />
Bodonal de la Sierra<br />
Higuera la Real
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 2. TIPOS DE BIOGÁS<br />
Segura de León<br />
Cabeza de la vaca<br />
Fuentes de León<br />
Usagre<br />
Atalaya<br />
Medina de las Torres<br />
Calzadilla de los Barros<br />
Valencia del Ventoso<br />
Bienvenida<br />
Fuentes de Cantos<br />
COMARCA LLERENA<br />
Higuera de Llerena<br />
Villagarcía de la Torre<br />
Llerena<br />
Casas de Reina<br />
Trasierra<br />
Reina<br />
Montemolín<br />
Calera de León<br />
Monesterio<br />
Puebla del Maestre<br />
Fuentes del Arco<br />
COMARCA MÉRIDA<br />
Cordobilla de Lácara<br />
Carmonita<br />
La Nava de Santiago<br />
Aljucén<br />
Mirandilla<br />
Esparragalejo<br />
Página | 120
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 2. TIPOS DE BIOGÁS<br />
La Garrovilla<br />
Torremayor<br />
Lobón<br />
Mérida<br />
Trujillanos<br />
San Pedro de Mérida<br />
Valverde de Mérida<br />
Calamonte<br />
Arroyo de San Serván<br />
Don Alvaro<br />
Villagonzalo<br />
La Zarza<br />
Torrejía<br />
Alange<br />
Oliva de Mérida<br />
COMARCA DE LLANOS DE<br />
OLIVENZA<br />
Olivenza<br />
Valverde de Leganés<br />
Cheles<br />
Alconchel<br />
Táliga<br />
Higuera de Vargas<br />
Villanueva del Fresno<br />
Página | 121<br />
COMARCA PUEBLA<br />
DE ALCOCER<br />
Navalvillar de Pela<br />
Casas de Don Pedro<br />
Puebla de Alcocer<br />
Esparragosa de Lares<br />
Santi-Spiritus
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 2. TIPOS DE BIOGÁS<br />
Risco<br />
Talarrubias<br />
Garbayuela<br />
Siruela<br />
Tamurejo<br />
Baterno<br />
Garlitos<br />
6.6.2 NOTA DE EMPRESA POR COMUNIDADES AUTÓNOMAS. EXTREMADURA<br />
Fuente: www.probiogas.es (Difusión_ Jornadas y Congresos 2009_03/20010. Notas de prensa por Comunidades Autónomas.)<br />
⇒ Extremadura tiene un potencial disponible de 151 millones de m3/año de biogás<br />
agroindustrial<br />
⇒ Esta energía se generaría a partir del aprovechamiento de los 2,1 millones de<br />
toneladas/año de subproductos agroalimentarios que dispone la región<br />
Mérida, 17 de marzo 2010.<br />
El grupo de trabajo del PSE Probiogás ha identificado el potencial “disponible” que tiene<br />
España, calculado también por Comunidades Autónomas, para producir biogás agroindustrial,<br />
es decir, aquellas materias sobrantes de la industria agroalimentaria que se pueden utilizar<br />
para general esta fuente de energía renovable.<br />
Extremadura tiene un potencial disponible de 151 millones de m3/año de biogás agroindustrial<br />
equivalente a 77 ktep/año, que se generaría a partir de los 2,1 millones de toneladas/año de<br />
subproducto agroalimentario. Las materias primas principales de las que Extremadura dispone<br />
para generar esta energía son subproductos ganaderos, subproductos vegetales y<br />
subproductos cárnicos.<br />
Probiogás ha estimado para toda España un potencial “disponible” de 49,7 millones de<br />
toneladas/año de materias primas agroindustriales, lo que generaría 2.600 millones de<br />
m3/año de biogás, el equivalente al 4,2% del consumo anual de energía primaria a partir de<br />
gas natural en España.<br />
Página | 122
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
6.6.3 POTENCIALES ACCESIBLES DE BIOGÁS EN EXTREMADURA<br />
CAPÍTULO 2. TIPOS DE BIOGÁS<br />
6.6.3.1 POTENCIAL ACCESIBLE DE BIOGÁS DE RESIDUOS DE LA INDUSTRIA<br />
AGROALIMENTARIA<br />
ESTIMACIÓN DE LOS POTENCIALES ACCESIBLES DE BIOGÁS (ktep/año) DE RESIDUOS DE LA<br />
INDUSTRIA AGROALIMENTARIA<br />
EXTREMADURA<br />
Alim. origen animal t/año 85.185<br />
Alim. de origen vegetal t/año 1.852.569<br />
TOTAL INDUSTRIAS ALIMENTARIAS t/año 1.937.754<br />
Ktep/año 1,7<br />
Alim. de origen animal<br />
% 1,22%<br />
Ktep/año 224,8<br />
Alim. de origen vegetal<br />
% 8,04<br />
Ktep/año 226,6<br />
TOTAL INDUSTRIAS ALIMENTARIAS<br />
% 7,71%<br />
6.6.3.2 POTENCIAL ACCESIBLE DE BIOGÁS DE RESIDUOS DE ORIGEN GANADERO<br />
ESTIMACIÓN DE LOS POTENCIALES ACCESIBLES DE BIOGÁS (ktep/año) DE DEYECCIONES<br />
GANADERAS DE GANADO PORCINO, BOVINO, AVÍCOLA Y OTRAS ESPECIES<br />
EXTREMADURA<br />
Porcino<br />
t/año 295.075<br />
ktep/año 5,8<br />
Bovino<br />
t/año 604.181<br />
ktep/año 14,8<br />
Avícola<br />
t/año 51.133<br />
Ktep/año 3,4<br />
Otras especies<br />
t/año 1.507.388<br />
Ktep/año 65,3<br />
t/año 2.457.777<br />
TOTAL<br />
Ktep/año 89,2<br />
% 6,50<br />
Página | 123
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 2. TIPOS DE BIOGÁS<br />
6.6.3.3 POTENCIAL ACCESIBLE DE BIOGÁS DE RESIDUOS DE LA INDUSTRIA BIOENERGÉTICA<br />
Y CULTIVOS ENERGÉTICOS<br />
ESTIMACIÓN DE LOS POTENCIALES ACCESIBLE DE BIOGÁS (ktep/año) DE RESIDUOS DE<br />
PLANTAS DE BIOCOMBUSTIBLES LÍQUIDOS<br />
Plantas de biocombustibles líquido<br />
Comunidad Autónoma<br />
t/año Ktep/año %<br />
EXTREMADURA 18.612 2,6 2,8<br />
6.6.4 RESULTADOS SUBPROYECTO 1: MATERIAS PRIMAS.<br />
POTENCIAL DE GENERACIÓN DE BIOGÁS EN EXTREMADURA.<br />
POTENCIAL ACCESIBLE Y DISPONIBLE DE BIOGÁS AGROINDUSTRIAL<br />
BIOGÁS AGROINDUSTRIAL Potencial Accesible Materia<br />
Prima (t/año)<br />
Potencial Disponible<br />
Materia Prima (t/año)<br />
PROVINCIA BADAJOZ 2.972.226 1.316.028<br />
PROVINCIA CÁCERES 1.454.119 846.414<br />
TOTAL EXTREMADURA 4.426.345 2.162.442<br />
6.6.4.1 RESULTADOS SUBPROYECTO 1: MATERIAS PRIMAS.<br />
POTENCIAL DE GENERACIÓN DE BIOGÁS EN EXTREMADURA.<br />
PROVINCIA DE BADAJOZ<br />
Fuente: www.probiogas.es .Nota: Los datos publicados son estimaciones realizadas en base a indicadores estadísticos y no<br />
suponen una encuesta de generación de residuos. Estos datos están siendo utilizados en el marco del proyecto PROBIOGAS con<br />
el objetivo de analizar el potencial y la viabilidad de producción de biogás por codigestión a partir de mezclas de sustratos<br />
representativas a nivel nacional<br />
POTENCIAL ACCESIBLE Y DISPONIBLE DE BIOGÁS AGROINDUSTRIAL<br />
BIOGÁS AGROINDUSTRIAL<br />
COMARCAS<br />
Potencial Accesible<br />
Materia Prima (t/año)<br />
Potencial Disponible<br />
Materia Prima (t/año)<br />
ALBURQUERQUE 103.793 51.859<br />
ALMENDRALEJO 322.089 134.329<br />
AZUAGA 260.844 91.685<br />
BADAJOZ 337.327 114.536<br />
CASTUERA 304.193 166.341<br />
DON BENITO 411.127 107.222<br />
HERRERA DEL DUQUE 76.447 46.181<br />
JEREZ DE LOS CABALLEROS 245.858 191.832<br />
LLERENA 302.759 132.892<br />
MÉRIDA 300.194 118.709<br />
OLIVENZA 112.719 51.702<br />
PUEBLA DE ALCOCER 194.876 108.740<br />
Total Agroindustrial 2.972.226 1.316.028<br />
Tabla 6.24. Potencial accesible y disponible de biogás agroindustrial. Fuente: Fichas Comarcas. www.probiogas.es<br />
Página | 124
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
6.6.4.2 RESULTADOS SUBPROYECTO 1: MATERIAS PRIMAS.<br />
POTENCIAL DE GENERACIÓN DE BIOGÁS EN EXTREMADURA.<br />
POTENCIAL ACCESIBLE Y POTENCIAL DISPONIBLE.<br />
PROVINCIA DE CÁCERES<br />
CAPÍTULO 2. TIPOS DE BIOGÁS<br />
Fuente: www.probiogas.es .Nota: Los datos publicados son estimaciones realizadas en base a indicadores estadísticos y no<br />
suponen una encuesta de generación de residuos. Estos datos están siendo utilizados en el marco del proyecto PROBIOGAS con<br />
el objetivo de analizar el potencial y la viabilidad de producción de biogás por codigestión a partir de mezclas de sustratos<br />
representativas a nivel nacional<br />
POTENCIAL ACCESIBLE Y DISPONIBLE DE BIOGÁS AGROINDUSTRIAL<br />
BIOGÁS AGROINDUSTRIAL<br />
COMARCAS<br />
Potencial Accesible Materia<br />
Prima (t/año)<br />
Potencial Disponible<br />
Materia Prima (t/año)<br />
BROZAS 93.126 59.099<br />
CÁCERES 254.406 163.749<br />
CORIA 184.745 94.157<br />
HERVÁS 47.835 32.393<br />
JARAIZ DE LA VERA 66.638 48.945<br />
LOGROSÁN 157.843 72.687<br />
NAVALMORAL DE LA MATA 177.265 85.044<br />
PLASENCIA 202.860 136.555<br />
TRUJILLO 213.207 124.396<br />
VALENCIA DE ALCANTARA 56.194 29.389<br />
Total Agroindustrial 1.454.119 846.414<br />
Página | 125
CAPITULO 3.<br />
APLICACIONES DEL BIOGÁS
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
1 INTRODUCCIÓN<br />
CAPÍTULO 3. APLICACIONES DEL BIOGÁS<br />
Fuente: El sector del biogás agroindustrial en España. Mesa sobre materia prima agraria y biocombustibles. Ministerio de Medio<br />
Ambiente, y Medio Rural y Marino. Madrid 16 Septiembre de 2010.<br />
Fuente: Informe de Vigilancia Tecnológica Madri+d. “Situación actual de la producción de biogás y de su aprovechamiento”.<br />
La utilización del biogás como fuente de energía va aumentando día a día, según se va dando<br />
mayor importancia a las energías renovables como alternativa a las fuentes tradicionales de<br />
energía de origen no renovable (petróleo, gas, carbón, etc.). El biogás, como energía<br />
renovable, es un biocombustible que se encuadra, por tanto, en la biomasa.<br />
Aunque este capítulo se centra en el uso del biogás como fuente de energía, existen otras<br />
aplicaciones del biogás. Así, por ejemplo, el biogás se puede utilizar como materia prima en la<br />
industria química. También resulta un excelente conservante del grano. En este caso, el<br />
procedimiento consiste en inundar las cámaras de almacenamiento del grano con biogás, de<br />
modo que los insectos que atacan este alimento no puedan resistir la atmósfera creada.<br />
El biogás puede utilizarse en prácticamente las mismas aplicaciones energéticas desarrolladas<br />
para el gas natural: generación de calor mediante combustión, generación de electricidad,<br />
integración en la red de gas natural, combustible para vehículos y combustible de pilas de<br />
combustible.<br />
En la actualidad, las aplicaciones más comunes del biogás son la combustión directa para la<br />
producción de calor y la generación de energía eléctrica. No obstante, existe un interés<br />
creciente por otras alternativas como son su aplicación como combustible de automoción y su<br />
integración en la red de gas natural.<br />
Cuando la concentración de sulfuro de hidrógeno en el biogás supera las 200 ppm, debe ser<br />
sometido a un proceso previo de lavado antes de ser utilizado como combustibles. Ello se<br />
produce fundamentalmente cuando se utilizan estiércoles y purines en el proceso de digestión<br />
y por tanto se deberán tener en cuenta los correspondientes costes de pretratamiento a la<br />
hora de efectuar los estudios económicos de rentabilidad de las instalaciones.<br />
El aprovechamiento energético más habitual del biogás es en el motor de cogeneración,<br />
mediante el cual se obtienen unos rendimientos en energía eléctrica de entre el 35 y el 40% y<br />
en energía térmica de entre el 30 y el 40%.La energía eléctrica puede entregarse a la red<br />
eléctrica, recibiéndose a cambio una remuneración económica.<br />
Para el caso del biogás agroindustrial, especialmente cuando se usan como sustratos los<br />
estiércoles, una alta proporción de la energía térmica producida (entre el 40% y el 80%) se<br />
autoconsume para alcanzar y mantener la temperatura mesófila o termófila del proceso de<br />
Página | 127
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 3. APLICACIONES DEL BIOGÁS<br />
digestión. El excedente térmico puede destinarse a distintos usos (calefacción, agua caliente<br />
sanitaria, secado, invernaderos, producción de frío, etc.).<br />
Sin embargo, el uso de biogás en microturbinas y pilas de combustible está poco extendido.<br />
Mientras que existen vehículos utilitarios de biogás derivados de proyectos experimentales<br />
que se están llevando a cabo en Suecia.<br />
1.1 PROYECTO PROBIOGAS<br />
El proyecto singular y estratégico PROBIOGAS integra un conjunto de actividades de carácter<br />
científico tecnológico que están interrelacionadas entre sí y que tienen como objetivo común<br />
“el desarrollo de sistemas sostenibles de producción y uso de biogás en entornos<br />
agroindustriales, así como la demostración de su viabilidad y promoción en España”<br />
En PROBIOGAS participan 14 centros de investigación y 14 empresas o instituciones<br />
relacionadas con las distintas áreas de conocimiento relacionadas con el biogás. Tiene una<br />
duración prevista de 5 años y está apoyado por el Ministerio de Ciencia e Innovación a través<br />
de su programa de ayudas a Proyectos Singulares y Estratégicos. Las actividades del proyecto<br />
comenzaron a finales de 2007.<br />
1.1.1 SUBPROYECTO 4: BIOGÁS<br />
El subproyecto 4 “biogás” evalúa la viabilidad de los posibles usos del biogás para<br />
posteriormente desarrollar un programa experimental que consolide los resultados e<br />
identifique y/o prescriba proyectos de investigación a desarrollar. Se plantea el análisis de<br />
sistemas de uso de biogás en motogeneradores, microturbinas y pilas de combustible.<br />
Además, se aborda la evaluación de las técnicas de purificación del biogás para su<br />
aprovechamiento en vehículos o inyección en la red de gas.<br />
El subproyecto pretende trabajar en la adaptación tecnológica de sistemas energéticos que<br />
utilicen el biogás de manera eficiente y segura, con el fin de que pueda convertirse en una<br />
alternativa real y forme parte de la oferta energética en nuestro país.<br />
<strong>Estudio</strong> de viabilidad de sistemas de purificación y aprovechamiento de biogás<br />
Capítulo 1.-Caracterización, purificación y control del biogás<br />
Capítulo 2.-Motores de cogeneración<br />
Capítulo 3.-Motores de transporte por carretera<br />
Capítulo 4.-Usos en redes de gas natural<br />
Capítulo 5.-Nuevos usos de biogás<br />
Capítulo 6.-Microturbinas<br />
Página | 128
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
1.2 APLICACIONES DEL DIGESTATO Y EL BIOGAS<br />
CAPÍTULO 3. APLICACIONES DEL BIOGÁS<br />
Como ya se comentó en capítulos anteriores, la digestión anaeróbica, también denominada<br />
biometanización, es un proceso biológico fermentativo que ocurre en ausencia de oxígeno, en<br />
el cual gracias a la acción de una serie de microorganismos bacterianos, la materia orgánica<br />
se descompone, dando como resultado dos productos principales:<br />
→ Biogás<br />
El término biogás incluye una mezcla de gases producidos a lo largo de las múltiples<br />
etapas del proceso de descomposición de la materia orgánica y en las que intervienen<br />
una población heterogénea de microorganismos . Fundamentalmente el biogás está<br />
compuesto por metano y dióxido de carbono, mezclado en menor proporción con<br />
distintas gases.<br />
→ Digestato.<br />
A lo largo del desarrollo del presente documento se describirán las aplicaciones de los<br />
productos principales en los que se descompone la materia orgánica tras el proceso de<br />
biometanización:<br />
→ APLICACIÓN DEL DIGESTATO<br />
→ APLICACIÓN DEL BIOGÁS<br />
SISTEMAS DE PRODUCCIÓN DE CALOR POR COMBUSTIÓN DIRECTA<br />
SISTEMAS DE GENERACIÓN DE ELECTRICIDAD<br />
MOTORES DE COMBUSTIÓN<br />
TURBINA DE GAS<br />
MICROTURBINA<br />
COGENERACIÓN/TRIGENERACIÓN<br />
COMBUSTIBLE VEHÍCULOS<br />
PILAS COMBUSTIBLES<br />
RED GAS NATURAL<br />
Página | 129
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 3. APLICACIONES DEL BIOGÁS<br />
Gráfico 1.1.Opciones para la utilización del Biogás. Fuente:<strong>Estudio</strong> de Soluciones Viables para el Aprovechamiento del Biogás en<br />
Extremadura. Proyecto ALTERCEXA<br />
1.3 REFERENCIAS PLAN DE ENERGÍAS RENOVABLES (PER) 2005-2010<br />
1.3.1.1 ANÁLISIS DEL AREA DEL BIOGÁS. ASPECTOS TECNOLÓGICOS<br />
Las aplicaciones energéticas del uso del biogás pueden ser eléctricas o térmicas, si bien en<br />
ocasiones se producen los dos tipos conjuntamente en plantas de cogeneración. La<br />
generación eléctrica empleando biogás como combustible se realiza empleando motores de<br />
combustión interna especialmente adaptados para quemar un gas de las especiales<br />
condiciones de éste, con un bajo poder calorífico y una composición química que se separa de<br />
la habitual en combustibles similares como el gas natural. Este tipo de aplicación se<br />
caracteriza por sus altos niveles de inversión, si bien el principal interés en el desarrollo de este<br />
tipo de proyectos radica en su componente ambiental, más que en sus perspectivas de<br />
rentabilidad. La combustión de biogás para uso térmico es actualmente menos frecuente que<br />
la aplicación eléctrica, y se concentra sobre todo en las instalaciones de producción de biogás a<br />
Página | 130
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 3. APLICACIONES DEL BIOGÁS<br />
partir de residuos industriales biodegradables. Este calor suele ser empleado para la<br />
calefacción del digestor, que debe ser mantenido en un rango de temperatura determinado, y<br />
de haber excedentes estos se dirigirían a otros usos dentro de la planta industrial o, en su caso,<br />
a la exportación a otras industrias, aspecto poco frecuente en nuestro país.<br />
Un esquema de instalación frecuente en nuestro país es el que incluye una zona de adecuación<br />
aprovechamiento energético del biogás, donde se acondiciona el biogás como paso previo a la<br />
entrada de éste en un motor. La electricidad generada por éste es vendida a la red dentro del<br />
marco que proporciona el régimen especial de producción eléctrica, mientras que el calor del<br />
circuito de refrigeración de alta del motor es empleado en el calentamiento de los digestores.<br />
Por último, el calor contenido en los gases de escape del motor es evacuado a la atmósfera.<br />
Las perspectivas de evolución de la tecnología de aprovechamiento energético del biogás<br />
incluyen el perfeccionamiento de la digestión anaerobia de volúmenes pequeños de residuo, la<br />
posibilidad de emplear conjuntamente en los procesos de digestión lodos de aguas residuales<br />
y de la fracción orgánica de los residuos sólidos urbanos, así como el enriquecimiento del<br />
biogás a través de la digestión conjunta con materiales no residuales. El objetivo de estos<br />
procesos es siempre el aumento del rendimiento de la tecnología de digestión anaerobia para<br />
la producción de biogás así como incrementar la calidad de éste, en especial por lo que<br />
respecta a su poder calorífico<br />
1.4 REFERENCIAS PLAN DE ACCIÓN NACIONAL DE ENERGÍAS RENOVABLES (PANER)<br />
2011-2020<br />
Página | 131
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
2 DEPURACIÓN DEL BIOGÁS<br />
CAPÍTULO 3. APLICACIONES DEL BIOGÁS<br />
2.1 INTRODUCCIÓN<br />
Fuente: El sector del biogás agroindustrial en España. Mesa sobre materia prima agraria y biocombustibles. Ministerio de Medio<br />
Ambiente, y Medio Rural y Marino. Madrid 16 Septiembre de 2010.<br />
Además del metano y dióxido de carbono, el biogás también está formado por determinadas<br />
impurezas en pequeñas proporciones. Estas impurezas y sus efectos se reseñan en la tabla que<br />
se muestra a continuación.<br />
SUSTANCIAS CONTAMINANTES EN EL BIOGÁS Y SUS EFECTOS<br />
SUSTANCIAS EFECTOS<br />
• Corrosión<br />
H 2 S • Toxicidad<br />
• Formación de ácido sulfúrico<br />
• Formación de condensados<br />
Agua<br />
• Formación de soluciones ácidas<br />
CO2 Reducción de poder calorífico<br />
Partículas Decantación, obturación<br />
NH 3 Formación de óxidos de nitrógeno durante la combustión<br />
Tabla 2.1. Sustancias contaminantes en el biogás y sus efectos. Fuente: El sector del biogás agroindustrial en España. Mesa<br />
sobre materia prima agraria y biocombustibles. Ministerio de Medio Ambiente, y Medio Rural y Marino. Madrid 16 Septiembre<br />
de 2010.IDAE<br />
Dependiendo del uso final que tenga el biogás, es necesaria una limpieza del combustible más<br />
o menos exhaustiva, para eliminar H 2 S, NH 3 , agua y partículas sólidas, tal y como se muestra en<br />
la tabla siguiente.<br />
Página | 132
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 3. APLICACIONES DEL BIOGÁS<br />
NIVEL DEL TIPO DE TRATAMIENTO DEL BIOGÁS SEGÚN SU USO FINAL<br />
USOS DEL BIOGÁS<br />
ELIMINACIÓN ELIMINACIÓN DE ELIMINACIÓLN DE<br />
DE AGUA DIÓXIDO DE CARBONO SULFURO DE HIDRÓGENO<br />
Producción térmica Parcial No No/Parcial/Elevado<br />
en calderas<br />
Producción eléctrica Parcial/Elevado No/Parcial/Elevado Parcial/Elevado<br />
y térmica en<br />
motores de<br />
cogeneración<br />
Combustibles para Elevado Elevado Elevado<br />
vehículos<br />
Red de gas natural Elevado Elevado Elevado<br />
Pilas de<br />
combustibles<br />
Elevado Elevado Elevado<br />
Tabla 2.2. Nivel del tipo de tratamiento del biogás según su uso final. Fuente: El sector del biogás agroindustrial en España.<br />
Mesa sobre materia prima agraria y biocombustibles. Ministerio de Medio Ambiente, y Medio Rural y Marino. Madrid 16<br />
Septiembre de 2010.IDAE<br />
El biogás debe ser depurado previamente en cualquiera de sus aplicaciones energéticas y los<br />
requerimientos en cuanto al refinado son mayores cuando se utiliza como combustible de<br />
vehículos, se inyecta en la red de gas natural o se utilizan en pilas de combustible, como queda<br />
reseñado esquemáticamente en la figura mostrada<br />
Ilustración 2.1.Diferentes tipos de aprovechamiento del biogás en función de su grado de depuración. Fuente: El sector del<br />
biogás agroindustrial en España. Mesa sobre materia prima agraria y biocombustibles. Ministerio de Medio Ambiente, y Medio<br />
Rural y Marino. Madrid 16 Septiembre de 2010.<br />
Página | 133
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 3. APLICACIONES DEL BIOGÁS<br />
Gráfico 2.1. Necesidades de tratamiento del biogás en función de su uso. Fuente: Informe de Vigilancia Tecnológica Madri+d.<br />
“Situación actual de la producción de biogás y de su aprovechamiento”. Weiland, 2006<br />
CHP* Combined Heat an Power unit (unidad de producción combinada de calor y electricidad, cogeneración)<br />
2.2 MÉTODOS DE DEPURACIÓN DEL BIOGÁS MÁS COMUNES<br />
Fuente: El sector del biogás agroindustrial en España. Mesa sobre materia prima agraria y biocombustibles. Ministerio de Medio<br />
Ambiente, y Medio Rural y Marino. Madrid 16 Septiembre de 2010.<br />
2.2.1 DESULFURACIÓN<br />
La desulfuración es el proceso de depuración del biogás más habitual, ya que se encuentra<br />
presente en el diseño de todas las plantas.<br />
Existen tres tipos de desulfuración:<br />
Microaerofílica<br />
Desulfurización biológica externa<br />
Desulfurización por adición de sales férricas.<br />
Microaerofílica<br />
Consiste en la inyección de pequeñas cantidades de aire en el espacio de cabeza del digestor<br />
donde se forman unas bacterias sulfooxidantes, que degradan el H2S, dando lugar azufre<br />
elemental.<br />
Desulfurización biológica externa<br />
En el caso de la desulfuración biológica externa, se hace pasar al biogás através de un biofiltro<br />
con relleno plástico sobre el que se adhieren las bacterias desulfurizantes; también se elimina<br />
NH3.<br />
Página | 134
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 3. APLICACIONES DEL BIOGÁS<br />
Desulfurización por adición de sales férricas.<br />
Por último el proceso de adición de sales férricas consiste en añadir compuestos férricos al<br />
sustrato; de este modo se producen sulfatos insolubles que evitan la salida de azufre en forma<br />
de H2S al biogás. Con este último método conviene ser muy cuidadoso porque se puede causar<br />
la corrosión de los materiales y una gran disminución del pH del proceso. Los residuos<br />
ganaderos son los sustratos que presentan unos mayores problemas relacionados con la<br />
producción de H S.<br />
2.2.2 DESHUMIDIFICACIÓN<br />
La Deshumidificación es un proceso de reducción del agua presente en el biogás, por<br />
condensación. El gas, pasa a través de unos tubos refrigerantes que condensan el agua. Existen<br />
otros métodos de deshumidificación menos habituales, como por ejemplo el filtrado del gas, el<br />
enfriamiento con agua a una temperatura de 4ºC, etc.<br />
2.2.3 ELIMINACIÓN DE CO2<br />
En el caso en el que se utilice el biogás para cualquier otro proceso que no sea su valorización<br />
en motores de cogeneración, será necesaria la eliminación del dióxido de carbono. Los<br />
métodos posibles de eliminación de CO2 del biogás son (los métodos que a continuación se<br />
presentan, están ordenados en orden creciente en cuanto a su coste y eficiencia):<br />
lavado con agua del CO2<br />
lavado con disolventes orgánicos<br />
filtración en carbón activo (el gas circula por el carbón activo, donde se retiene el CO2)<br />
separación por membranas (proceso de alta efectividad)<br />
separación criogénica de las materias según el punto de ebullición (proceso que en la<br />
actualidad se encuentra en desarrollo).<br />
3 APLICACIÓN DEL DIGESTATO<br />
El digestato es una fase semisólida resultante de la digestión, puede utilizarse como enmienda<br />
en el campo, ya sea directamente o tras ser sometido a un proceso de separación sólido<br />
líquido y posterior estabilización de la fracción sólida (mediante compostaje).<br />
Otros posibles usos del digestato, en función de su mejor o peor calidad, son las aplicaciones<br />
como material de cobertura en vertederos<br />
Consultar Fuente: “Directrices para la utilización del efluente de la digestión anaerobica como biofertilizante” Proyecto de<br />
Investigación Colectiva AGROBIOGAS “<br />
Página | 135
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 3. APLICACIONES DEL BIOGÁS<br />
4 APLICACIÓN DEL BIOGÁS.<br />
SISTEMAS DE PRODUCCIÓN DE CALOR POR COMBUSTIÓN<br />
DIRECTA<br />
Fuente: Informe de Vigilancia Tecnológica Madri+d. “Situación actual de la producción de biogás y de su aprovechamiento”<br />
Fuente: Expobioenergía<br />
El biogás se puede utilizar en la generación de calor, a través de su combustión. A su vez, este<br />
calor tiene distintas aplicaciones:<br />
para calefacción y agua caliente (tanto en la propia instalación productora como a<br />
nivel residencial–district heating-)<br />
para el calentamiento de los reactores donde se produce la digestión anaeróbica<br />
para incinerar o esterilizar desechos provenientes del sector médico<br />
para el secado de forraje<br />
en calentadores<br />
en cocinas de gas<br />
en lámparas<br />
en quemadores-estufas, tanto de uso industrial como domestico<br />
en refrigeradores domésticos<br />
en quemadores infrarrojos: comúnmente utilizados en la calefacción de ambientes en<br />
ganadería (criaderos o parideras)<br />
Página | 136
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 3. APLICACIONES DEL BIOGÁS<br />
Otros: Recientemente, se han desarrollado equipos para el enfriamiento de leche y/u<br />
otros productos agrícolas, lo que abre un importante campo de aplicación directa y<br />
rentable del biogás.<br />
El principal inconveniente que presenta el biogás en este caso es la necesidad de ubicar la zona<br />
de consumo de calor lo más cerca posible de la zona donde se genera, ya que debido al bajo<br />
poder calorífico del biogás, este no puede ser trasladado de forma rentable por tuberías. Por<br />
ello, lo habitual es que el calor generado por la combustión del biogás sea utilizado en las<br />
propias instalaciones productoras<br />
5 APLICACIÓN DEL BIOGÁS.<br />
SISTEMAS DE GENERACIÓN DE ELECTRICIDAD.<br />
MOTORES DE COMBUSTIÓN<br />
Fuente: Informe de Vigilancia Tecnológica Madri+d. “Situación actual de la producción de biogás y de su aprovechamiento”<br />
Fuente:<strong>Estudio</strong> de Soluciones Viables para el Aprovechamiento del Biogás en Extremadura. Proyecto ALTERCEXA<br />
Una primera manera de generar electricidad es mediante el uso de motores de combustión<br />
interna, tanto los que usan gasolina (motores de ciclo Otto) como los que funcionan con<br />
gasóleo (diesel).<br />
El biogás se puede usar como combustible para estos motores, pero previamente deben ser<br />
eliminadas las impurezas que pueden afectar al rendimiento y mantenimiento de los mismos.<br />
El biogás tiene un octanaje que oscila entre 100 y 110, lo que hace que sea ideal para su uso en<br />
motores de alta relación volumétrica de compresión, aunque como contrapartida tiene una<br />
baja velocidad de encendido.<br />
El biogás es poco lubricante, presenta un alto contenido en humedad y bajo PCI (es poco<br />
detonante). Por ello, los motores de combustión interna que trabajan con biogás deben sufrir<br />
algunas modificaciones. Tanto los motores de encendido por compresión (MEC ó ciclo Diesel)<br />
como los motores de encendido provocado (MEP ó ciclo Otto) deberán estar dotados de un<br />
carburador paro suministrar la mezcla de aire-gas.<br />
Página | 137
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
Motores de ciclo Otto<br />
CAPÍTULO 3. APLICACIONES DEL BIOGÁS<br />
Debido a su bajo contenido energético, esta mezcla es difícil de detonar en los motores<br />
MEP con la bujía. Una solución consiste en disponer de una cámara de precombustión en la<br />
cual la mezcla aire-gas esté enriquecida. Esta cámara requiere una alimentación de biogás a<br />
alta presión.<br />
El rendimiento del biogás en los motores de ciclo Otto es muy adecuado, ya que sólo existe<br />
una merma de la potencia máxima de entre un 20% y un 30%. Estos motores son arrancados<br />
con nafta y luego pueden funcionar usando un 100% de biogás. Sólo para el arrancado es<br />
necesario usar otros combustibles.<br />
En los motores de ciclo Otto el carburador convencional es reemplazado por un mezclador de<br />
gases.<br />
Motores de ciclo Diesel<br />
En el caso de los motores MEC Diesel-Gas, debido a la alta resistencia del metano a la auto<br />
ignición, que aumenta por la presencia del CO2, las condiciones de temperatura y presión que<br />
se alcanzan en el cilindro son insuficientes. Le mezcla de aire-gas ya comprimida debe<br />
detonarse mediante la inyección de fuel. Un motor MEC Diesel también puede trabajar con<br />
biogás.<br />
En cuanto a los motores diesel, generalmente usan un sistema mixto de biogás y diesel, que<br />
permite aplicar distintas proporciones de ambos combustibles y el paso de uno a otro de<br />
forma rápida y confiable. Para ello, estos motores añaden un mezclador de gases con un<br />
sistema de control, manteniendo el sistema de inyección convencional. Además de la<br />
generación de electricidad, estos motores se utilizan en otras aplicaciones (bombeo de agua,<br />
etc.).<br />
Actualmente, esta tecnología es la más usada para generar electricidad, de hecho existen en<br />
España un número considerable de vertederos que producen energía mediante conjuntos de<br />
motores y generadores de electricidad alimentados a partir del biogás extraído de sus<br />
plataformas de vertido.<br />
Página | 138
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 3. APLICACIONES DEL BIOGÁS<br />
CARCTERÍSTICAS DE MOTORES<br />
Tipo<br />
Motor de Motor Motor<br />
Gasolina Diésel Diésel<br />
Proceso GAS-OTTO GAS-OTTO IGNICIÓN<br />
Precios Bajo Muy Alto Alto<br />
Grado de Eficiencia 20-25% 30-35% 25-35%<br />
Duración Baja Medio Medio<br />
Nivel de Ruido Medio Alto Alto<br />
Hollín en Gases - - SÍ<br />
Grado de Mantenimiento Alto Medio Alto<br />
Utilización de Diésel para encendido - - 5-20%<br />
Combustible de reemplazo en caso de fallos de<br />
suministro de Biogás<br />
Gasolina GLP Diésel<br />
Potencia 5-30 >150 30-150<br />
Tabla 5.1.Fuente: <strong>Estudio</strong> de Soluciones Viables para el Aprovechamiento del Biogás en Extremadura. Proyecto ALTERCEXA<br />
6 APLICACIÓN DEL BIOGÁS.<br />
SISTEMAS DE GENERACIÓN DE ELECTRICIDAD.<br />
TURBINAS DE GAS<br />
Fuente: Informe de Vigilancia Tecnológica Madri+d. “Situación actual de la producción de biogás y de su aprovechamiento”<br />
La preocupación existente en la actualidad por el medio ambiente y su protección ha traído<br />
consigo la introducción de nuevas tecnologías para la producción de energía más respetuosas<br />
con la naturaleza.<br />
El uso de las turbinas de gas, que son relativamente menos contaminantes debido a su mejor<br />
rendimiento, ha aumentado considerablemente. Este crecimiento se ha visto favorecido por el<br />
incremento de actividad en el sector del gas y además por el crecimiento sostenido de la<br />
demanda.<br />
Sin embargo, las turbinas de gas en ciclo simple no son más eficientes que los sistemas de<br />
generación de energía basados en carbón o petróleo, ya que los gases que salen de las<br />
turbinas de gas se encuentran a temperaturas muy altas (Neilson, 1998). En este sentido, se<br />
han introducido varias modificaciones en el diseño de las turbinas para que resulten más<br />
económicas y medioambientalmente más atractivas.<br />
Página | 139
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 3. APLICACIONES DEL BIOGÁS<br />
Una de las alternativas que permite utilizar las turbinas de gas de manera que se obtengan<br />
buenos rendimientos es su utilización en ciclos combinados en lugar de utilizarlas en ciclos<br />
abiertos, de este modo el rendimiento global de la instalación es superior al de la turbina de<br />
gas operando en solitario. A pesar del buen funcionamiento que se ha conseguido tener de las<br />
turbinas de gas en el punto de diseño, debe tenerse en cuenta la fuerte dependencia que<br />
presentan estos sistemas de determinados parámetros, entre los cuales destacan los<br />
climáticos, como la humedad o la presión, y que condicionan tanto la potencia que la turbina<br />
es capaz de producir como su rendimiento. Este factor hace recomendable la utilización de<br />
sistemas de simulación para poder predecir su comportamiento.<br />
A modo de resumen se citan algunas de sus ventajas:<br />
• Requieren menor tiempo de instalación que otros sistemas equivalentes, por lo que<br />
resultan muy adecuadas para proyectos de desarrollo rápido.<br />
• Pueden producir electricidad y calor simultáneamente (cogeneración).<br />
• Prácticamente todo el calor de proceso se puede recuperar (alto rendimiento).<br />
• Pueden operar conectados a la red eléctrica de forma continua.<br />
• Bajo nivel de contaminantes y ruidos.<br />
• Pueden trabajar en ciclo combinado (ciclo de gas y de vapor) aumentando su<br />
rendimiento.<br />
• Permiten el uso de combustibles de bajo poder calorífico (biogás).<br />
Aplicación<br />
Un ejemplo del uso del biogás como combustible en turbinas es la utilización de turbinas de<br />
gas derivadas de los motores aeronáuticos para la producción de electricidad y calor. Se han<br />
diseñado plantas de ciclo combinado en varios países del mundo, destacando Estados Unidos y<br />
Brasil. Sin embargo, es necesario realizar ciertas modificaciones en la cámara de combustión<br />
para que admita el uso de combustibles con poder calorífico bajo, como es el biogás<br />
Página | 140
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
7 APLICACIÓN DEL BIOGÁS.<br />
SISTEMAS DE GENERACIÓN DE ELECTRICIDAD.<br />
MICROTURBINAS<br />
CAPÍTULO 3. APLICACIONES DEL BIOGÁS<br />
Fuente: El sector del biogás agroindustrial en España. Mesa sobre materia prima agraria y biocombustibles. Ministerio de Medio<br />
Ambiente, y Medio Rural y Marino. Madrid 16 Septiembre de 2010.<br />
Fuente: Informe de Vigilancia Tecnológica Madri+d. “Situación actual de la producción de biogás y de su aprovechamiento”<br />
El concepto de microturbina es el mismo que el de la turbina de gas convencional pero de un<br />
tamaño muy reducido.<br />
Las microturbinas son sistemas de cogeneración (obtención de electricidad y calor), adecuados<br />
para pequeñas potencias (30 a 200 kW) que pueden utilizar biogás como combustible, ya que<br />
las turbinas propiamente dichas no son muy utilizadas para la obtención energética de biogás<br />
(trabajan con potencias superiores de 500 kW a 30 MW).<br />
Las microturbinas pueden trabajar con biogás con un contenido en metano del 35% (menor<br />
que los motores de cogeneración), presentan una mayor tolerancia al H 2 S que los anteriores,<br />
son menos contaminantes y el mantenimiento necesario es más sencillo que el caso de los<br />
motores de cogeneración.<br />
Como inconvenientes: el rendimiento eléctrico obtenido es menor, del orden del 15-30% y por<br />
el momento, existen pocos suministradores; la tecnología en este caso no se encuentra tan<br />
implantada como en el de los motores de cogeneración. Las turbinas dan todo el calor residual<br />
en forma de gases de escape, por lo que el aprovechamiento es más simple que en motores<br />
donde tenemos parte del calor en agua y parte en gases.<br />
Varias empresas han desarrollado turbinas de pequeña potencia, en torno a los 30 kW,<br />
específicamente para uso de biogás. Estas microturbinas se pueden utilizar en zonas<br />
residenciales o pequeñas industrias. Algunas de estas empresas son: Capstones, IR<br />
PowerWorks, Turbec(ABB/Volvo), o Elliot Energy System.<br />
Las microturbinas son adecuadas para la generación de electricidad con biogás en vertederos<br />
Es una buena alternativa para vertederos pequeños o para aquellos que se encuentran al<br />
principio o al final de su vida útil.<br />
Página | 141
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
8 APLICACIÓN DEL BIOGÁS.<br />
SISTEMAS DE GENERACIÓN DE ELECTRICIDAD<br />
PILAS COMBUSTIBLE<br />
CAPÍTULO 3. APLICACIONES DEL BIOGÁS<br />
Fuente: El sector del biogás agroindustrial en España. Mesa sobre materia prima agraria y biocombustibles. Ministerio de Medio<br />
Ambiente, y Medio Rural y Marino. Madrid 16 Septiembre de 2010.<br />
Fuente: Informe de Vigilancia Tecnológica Madri+d. “Situación actual de la producción de biogás y de su aprovechamiento”<br />
8.1 INTRODUCCIÓN<br />
Las pilas de combustible son sistemas electroquímicos, es decir, producen electricidad a través<br />
de una reacción química. A diferencia de las baterías convencionales, una pila de combustible<br />
no se acaba y no necesita ser recargada, ya que su funcionamiento es ininterrumpido mientras<br />
el combustible y el oxidante le sean suministrados. En el ánodo de la pila se inyecta<br />
combustible: hidrógeno, amoniaco o hidracina y en el cátodo se introduce un oxidante,<br />
normalmente aire u oxígeno. Los dos electrodos de una pila de combustible están separados<br />
por un electrolito iónico conductor.<br />
El principio de funcionamiento de las pilas de combustible, es inverso a la electrólisis del agua<br />
en la que se separa este compuesto en hidrógeno y oxígeno, mediante aporte de energía<br />
eléctrica. En el caso de las pilas de combustible, se obtiene energía eléctrica por medio de la<br />
reacción entre hidrógeno y oxígeno, generándose vapor de agua:<br />
Cuando el biogás se utiliza como combustible en las pilas de combustible, lo habitual es que<br />
éste sea primero depurado exhaustivamente y posteriormente transformado a hidrógeno.<br />
8.2 MÉTODOS PARA TRANSFORMAR EL METANO A HIDRÓGENO<br />
Los métodos más comunes para transformar el metano a hidrógeno son:<br />
el reformado con vapor de agua<br />
la oxidación parcial<br />
el auto-reformado<br />
Página | 142
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
El reformado con vapor de agua<br />
CAPÍTULO 3. APLICACIONES DEL BIOGÁS<br />
El proceso de reformado con vapor de agua (Spath y Mann, 2000) consiste en mezclar metano<br />
con vapor de agua, en un reactor a alta temperatura, produciéndose la siguiente reacción:<br />
Ésta es una reacción fuertemente endotérmica y los reactores están normalmente limitados<br />
por la transferencia de calor. Los reformadores son bien conocidos en la industria y pueden<br />
obtener concentraciones de hidrógeno superiores al 70%.<br />
La oxidación parcial<br />
En los reformadores de oxidación parcial (Ogden, 2001), el combustible reacciona con una<br />
cantidad de oxígeno menor que la estequiométrica a través de la siguiente reacción<br />
El calor producido por la reacción puede elevar la temperatura del gas hasta unos 1000ºC. Su<br />
rendimiento es menor que en el caso anterior.<br />
El autorreformado<br />
El autorreformado combina los dos procesos anteriores, consiguiendo la ventaja del<br />
calentamiento de gases en la oxidación parcial y el mayor rendimiento del proceso con vapor<br />
de agua. Este proceso es controlado por un catalizador que determina el grado de oxidación<br />
del gas y las reacciones con el vapor. El proceso de reformado por vapor absorbe parte del<br />
calor generado por la reacción de oxidación, limitando la temperatura máxima del reactor y<br />
disminuyendo el consumo de combustible necesario para elevar la temperatura del gas.<br />
De estos procesos, la oxidación parcial y el autorreformado son los más eficientes desde el<br />
punto de vista energético, pero el reformado con vapor de agua es el que más cantidad de<br />
hidrógeno produce por unidad de combustible.<br />
Página | 143
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
8.3 TIPOS DE PILAS COMBUSTIBLES<br />
CAPÍTULO 3. APLICACIONES DEL BIOGÁS<br />
Tabla 8.1. Tipos de pilas combustibles. Fuente: Informe de Vigilancia Tecnológica Madri+d. “Situación actual de la producción de<br />
biogás y de su aprovechamiento”. APPICE<br />
8.4 APLICACIÓN DE LAS PILAS COMBUSTIBLES<br />
Los mercados potenciales de aplicación de las pilas de combustible son el transporte, el uso<br />
estacionario para generación distribuida (10-50 MW), la generación centralizada en plantas de<br />
100 a 500 MW y la cogeneración (25-50 MW) (García Camús, 2003).<br />
Aunque el uso de pilas de combustible en vehículos presenta numerosas ventajas (emisión<br />
cero de contaminantes, alta eficiencia, vehículo silencioso, gran modularidad), la utilización de<br />
biogás y otros combustibles en pilas de combustible para automoción está todavía en fase de<br />
desarrollo. Existen numerosos prototipos y modelos de coches y autobuses basados en esta<br />
tecnología y la investigación sigue en curso en compañías como DaimlerChrysler, Ballard<br />
Power Systems, Ford, Volvo, Mazda,General Motors, Honda, BMW, Hyundai, Nissan, etc., pero<br />
un automóvil comercial práctico basado en pilas de combustible no se espera hasta por lo<br />
menos 2010.<br />
Página | 144
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 3. APLICACIONES DEL BIOGÁS<br />
Dado que el proceso de generación de electricidad también produce calor, las pilas de<br />
combustible también se pueden adaptar como sistemas de cogeneración, produciendo energía<br />
eléctrica y calorífica. Esta es una tecnología sobre la que se están invirtiendo grandes esfuerzos<br />
económicos en investigación y desarrollo, por ello, seguro que las pilas de combustible serán<br />
una tecnología muy presente en un futuro no muy lejano.<br />
La utilización de pilas de combustible ofrece ventajas sustanciales sobre la tecnología clásica<br />
de combustión utilizando combustibles fósiles, ya que la eficiencia es superior (>60 %) y<br />
únicamente se emite vapor de agua a la atmósfera.<br />
Consultar Fuente: http://www.appice.es/app.php?. Asociación Española de Pilas Combustibles<br />
9 APLICACIÓN DEL BIOGÁS.<br />
COGENERACIÓN/TRIGENERACIÓN<br />
Fuente: Informe de Vigilancia Tecnológica Madri+d. “Situación actual de la producción de biogás y de su aprovechamiento”<br />
Fuente: El sector del biogás agroindustrial en España. Mesa sobre materia prima agraria y biocombustibles. Ministerio de Medio<br />
Ambiente, y Medio Rural y Marino. Madrid 16 Septiembre de 2010.<br />
9.1 SISTEMAS DE COGENERACIÓN<br />
Los sistemas de cogeneración (CHP-combined heat and power), son los sistemas de<br />
aprovechamiento energético más habitual que existen. Por cogeneración se entiende el<br />
sistema de producción conjunta de energía eléctrica y de energía térmica recuperada de los<br />
gases de escape del motor. De esta forma, se hace un uso más completo de la energía, que la<br />
lograda mediante la generación convencional de electricidad, donde el calor generado en el<br />
proceso se pierde.<br />
El sistema de cogeneración se utiliza de forma habitual en las instalaciones donde se pueden<br />
producir grandes cantidades de biogás (grandes explotaciones agrarias/ganaderas, plantas de<br />
tratamiento de aguas residuales, vertederos, etc.), ya que el calor producido es reutilizado en<br />
diversas fases del proceso de generación del biogás (para el calentamiento de los digestores<br />
anaeróbicos, por ejemplo).<br />
En cuanto al biogás, debe ser depurado para que no contenga ácido sulfhídrico, ya que los<br />
motores son sensibles a la presencia de elementos corrosivos, además de no poder tener un<br />
contenido en metano menor del 40%, para su uso en este tipo de dispositivos.<br />
Los motores de cogeneración, pueden alcanzar un rendimiento energético de alrededor del<br />
85%. Esto es debido a que este tipo de motores presentan normalmente un rendimiento<br />
Página | 145
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 3. APLICACIONES DEL BIOGÁS<br />
eléctrico del orden del 35 al 42%. Siendo el restante rendimiento térmico, es decir, de entre el<br />
30 y el 40%.<br />
Las centrales de cogeneración de electricidad-calor pueden alcanzar un rendimiento<br />
energético del orden del 90%. Además, el procedimiento es más ecológico, ya que durante la<br />
combustión se libera menos CO2y NOx, que usando fuentes de energía tradicionales (carbón o<br />
petróleo).<br />
Referencia Marco Legal<br />
El desarrollo de la cogeneración podría evitar la emisión de 127millones de toneladas de<br />
CO2en la UE en 2010 y de 258 millones de toneladas en 2020, como se recoge en la Directiva<br />
2004/8/CE del Parlamento Europeo y del Consejo, de 11 de febrero de 2004. Esta directiva<br />
hace referencia al fomento de la cogeneración sobre la base de la demanda de calor útil en el<br />
mercado interior de la energía, y su objetivo es facilitarla instalación y la puesta en marca de<br />
centrales eléctricas de cogeneración con el fin de economizar energía y luchar contra el<br />
cambio climático<br />
Funcionamiento de una planta de biogás de cogeneración<br />
Los residuos se recogen en una fosa común que está dotada de un agitador que garantiza la<br />
homogenización en la entrada. Desde esta fosa se bombean al digestor principal en el que<br />
tiene lugar la digestión anaeróbica. Tanto el digestor como el post-digestor se mantienen a una<br />
temperatura constante entre 38º y 40º gracias a un sistema de calefacción lateral. El digesto se<br />
bombea a un tanque de almacenamiento desde el cual se retira para uso como enmienda<br />
orgánica. El biogás se acumula en el techo del digestor y del postdigestor bajo una membrana<br />
de seguridad y tras superar unos niveles adecuados de presión el biogás se conduce al motor<br />
de cogeneración.<br />
Pero antes deberá de haber pasado por un proceso de desulfurización. El biogás tratado se<br />
aprovecha energéticamente en un motor de cogeneración y la electricidad que produce se<br />
vierte a la red eléctrica. El calor de los gases de escape del motor se recuperaría mediante un<br />
intercambiador y serviría para cubrir la demanda térmica de la planta así como la de los<br />
edificios cercanos. Se aseguraría por tanto el aporte de ACS (Agua Caliente Sanitaria) y el<br />
soporte para calefacción, bien de la granja al lado de la que esté la planta de Biogás o de<br />
viviendas cercanas.<br />
A estas dos aplicaciones, venta de electricidad y soporte térmico, hay que añadir una tercera.<br />
La materia orgánica que utilizamos para producir biogás la podemos reutilizar tras finalizar el<br />
proceso en forma de abono líquido, prácticamente inoloro después de un proceso de digestión<br />
anaerobia y con mejores cualidades que el purín sin tratar, y abono sólido (compost). En caso<br />
necesario se realiza un tratamiento del abono líquido (por ejemplo, una desnitrificación).<br />
Página | 146
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 3. APLICACIONES DEL BIOGÁS<br />
Estas plantas son de fácil manejo y operables por los propios ganaderos. Todos los procesos y<br />
parámetros biológicos y técnicos pueden ser controlados y optimizados a distancia, lo que<br />
permite el incremento de funcionamiento de la planta y por tanto una mayor rentabilidad de<br />
la misma.<br />
Página | 147
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 3. APLICACIONES DEL BIOGÁS<br />
9.2 SISTEMAS DE TRIGENERACIÓN<br />
Fuente: Informe de Vigilancia Tecnológica Madri+d. “Situación actual de la producción de biogás y de su aprovechamiento”<br />
La Trigeneración es un proceso similar a la cogeneración en el que se produce frío, además de<br />
energía eléctrica y calor, típicos de la cogeneración, utilizando un único combustible, como es<br />
el biogás. El frío normalmente se obtiene por el método de absorción. Por medio de ciclos de<br />
absorción, la trigeneración hace posible unir la demanda del calor en invierno con la de frío en<br />
los meses de verano.<br />
El calor residual que se obtiene es la suma del producido por la generación de electricidad,<br />
más el sustraído del proceso de refrigeración. En este sentido, se consigue más cantidad de<br />
calor, aunque a menor temperatura y con la desventaja de que las posibles aplicaciones de<br />
este calor pueden verse reducidas. Al igual que en la cogeneración, el biogás puede ser<br />
utilizado en aquellas plantas preparadas para la trigeneración. De hecho, ya existen empresas<br />
que han ideado equipos de trigeneración que usan específicamente el biogás como<br />
combustible, como el caso de la italiana AB Energy o la alemana Deutz Power Systems GMBH,<br />
con equipos modulares basados en motores de combustión interna alimentados por biogás<br />
Página | 148
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
10 APLICACIÓN DEL BIOGÁS.<br />
COMBUSTIBLES VEHÍCULOS<br />
CAPÍTULO 3. APLICACIONES DEL BIOGÁS<br />
Fuente: El sector del biogás agroindustrial en España. Mesa sobre materia prima agraria y biocombustibles. Ministerio de Medio<br />
Ambiente, y Medio Rural y Marino. Madrid 16 Septiembre de 2010.<br />
Fuente: Informe de Vigilancia Tecnológica Madri+d. “Situación actual de la producción de biogás y de su aprovechamiento”<br />
Fuente: Expobioenergía<br />
10.1 INTRODUCCIÓN<br />
Junto con la generación de electricidad, esta es la aplicación con más futuro del biogás. El<br />
desarrollo actual de los biocombustibles como alternativa a los combustibles convencionales<br />
mira cada vez con mayor interés a la industria del transporte urbano, la de vehículos ligeros y<br />
pesados, donde ya es un hecho probado su aplicación y supone una interesante promesa de<br />
futuro. El biogás puede ser usado como combustible de automoción en motores de explosión y<br />
pilas de combustible.<br />
Desde hace varios años existen vehículos que funcionan con gas natural. Se estima que los<br />
vehículos que utilizan este tipo de combustible emiten un 20% menos de CO2 (principal<br />
causante el efecto invernadero) que los vehículos que funcionan con gasolina o con gasóleo.<br />
El biogás puede sustituir al gas natural en los vehículos propulsados por este combustible,<br />
previo refinado del biogás para eliminar impurezas (CO2, SH2, NH3, agua y partículas sólidas)<br />
y, de esta forma, elevar los niveles de metano hasta casi el 95%(IEA-Bioenergy, 2001).<br />
Página | 149
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 3. APLICACIONES DEL BIOGÁS<br />
Los motores de los vehículos que funcionan con biogás, presentan un mayor rendimiento que<br />
un motor convencional ya que existe una disminución del consumo energético. Los motores de<br />
estos vehículos son más duraderos y de menor ruido. En cuanto a los obstáculos para el uso<br />
generalizado de estos vehículos son: menor autonomía de conducción (alrededor de 150 km) y<br />
son motores que presentan un arrancado muy lento.<br />
Referencia Marco Legal<br />
La Directiva Comunitaria 2003/30 incluye en la definición de biocarburante a los combustibles<br />
gaseosos obtenidos a partir de biomasa. Es decir, al empleo de residuos biodegradables<br />
procedentes de la agricultura, silviculturae industrias conexas para producir biogás<br />
10.2 TÉCNICAS DE REFINADO Y LIMPIEZA DEL BIOGÁS PARA SU USO COMO<br />
COMBUSTIBLE PARA AUTOMOCIÓN<br />
Actualmente, existen diferentes técnicas que permiten la transformación del biogás en un gas<br />
con características similares al gas natural, lo cual le convierte en un material con unas amplias<br />
posibilidades de uso.<br />
Entre estas técnicas se pueden citar:<br />
• La absorción en agua (con o sin recirculación del agua usada)<br />
• La absorción en polyethylene glycol<br />
• Tamices moleculares<br />
• La separación por membrana<br />
• La absorción química<br />
Las principales técnicas desarrolladas son la absorción en agua y la absorción química, la<br />
elección de una u otra tecnología depende de la composición del biogás, la capacidad del<br />
tratamiento y la aplicación posterior del biogás (automoción, inyección en la red de gas<br />
natural, etc.).<br />
10.2.1 LA ABSORCIÓN EN AGUA (ABSORCIÓN FÍSICA)<br />
La absorción en agua (absorción física). Su principio básico consiste en lavar el biogás con agua<br />
a determinada presión. Con este procedimiento se garantiza elevar la concentración en CH4<br />
hasta valores similares al gas natural. Dentro de esta tecnología existen dos formas de<br />
operación: con recirculación o sin recirculación del agua usada.<br />
Página | 150
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 3. APLICACIONES DEL BIOGÁS<br />
10.2.2 LA ABSORCIÓN EN ALCANOAMINA (LA ABSORCIÓN QUÍMICA)<br />
Fuente:<strong>Estudio</strong> de Soluciones Viables para el Aprovechamiento del Biogás en Extremadura. Proyecto ALTERCEXA<br />
Una de las técnicas que garantiza un acondicionamiento del biogás a bajas presiones para su<br />
aprovechamiento potencial como biocombustible es la absorción química. Mediante este<br />
proceso se elimina en gran medida el CO2 y H2S contenido en él, permitiendo elevar el nivel<br />
de CH4 en la corriente hasta valores cercanos al 99 %. Así se garantiza un gas con un PCI<br />
elevado y constante, que puede ser utilizado como combustible para la automoción (BPA) o su<br />
inyección en la red de gas natural (BPR).<br />
Su principio básico consiste en lavar el biogás con una alcanoamina disuelta en agua. Como<br />
resultado de la reacción que tiene lugar, se eliminan componentes indeseables y se eleva la<br />
concentración en CH4 hasta valores similares al gas natural.<br />
10.2.2.1 ETAPAS DEL PROCESO<br />
Las etapas básicas del proceso de enriquecimiento/transformación del biogás en un gas con<br />
características similares al gas natural (PCI elevado y constante). Son las siguientes:<br />
Acondicionamiento/limpieza del biogás. Eliminación de compuestos indeseables,<br />
humedad, partículas, siloxanos, etc.<br />
Concentración del biogás en CH4 por eliminación de los gases ácidos: CO2y H2S<br />
Regeneración del solvente por destilación fraccionada.<br />
Secado del gas resultante del proceso de concentración del biogás.<br />
Odorización, compresión y almacenamiento.<br />
10.2.2.2 DESCRIPCIÓN DEL PROCESO<br />
Las operaciones involucradas en el acondicionamiento del biogás generado en vertedero o<br />
plantas de metanización están relacionadas básicamente con el transporte de fluido, la<br />
transferencia de calor y masa.<br />
Especial énfasis se pone en la transferencia de masa pues la misma está combinada con una<br />
reacción química, la de gases ácidos (CO2 y H2S) con una base.<br />
El biogás procedente del vertedero o planta de metanización pasa a la sección de<br />
acondicionamiento/limpieza del biogás, dónde se eliminan los diferentes componentes<br />
indeseables: humedad, siloxanos, partículas, COV, BTEX y H2S. Para lograr esta limpieza se<br />
combinan las técnicas de enfriamiento y adsorción.<br />
Una vez el biogás limpio entra a la torre de absorción se lava con una solución de<br />
monoetanolamina. Ambas corrientes fluyen en contracorriente a través del relleno, el cual<br />
Página | 151
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 3. APLICACIONES DEL BIOGÁS<br />
tiene la función de aumentar la superficie de contacto entre ambas fases. Así se garantiza un<br />
mejor desarrollo de la reacción que tiene lugar y facilita la transferencia del CO2 hasta la fase<br />
líquida. En esta etapa se eleva la concentración del CH4 y se eliminan además otros<br />
componentes indeseables del biogás como el H2S.<br />
El líquido con alta concentración en CO2 es enviado al sistema de recuperación de disolvente<br />
(destilación), regenerándose por calentamiento, eliminando el CO2 y enviándolo para su<br />
reutilización a proceso.<br />
El biogás limpio y enriquecido en CH4s ale de la torre de absorción y pasa al sistema de secado.<br />
Para garantizar un gas adecuado para su compresión y almacenamiento se seca mediante la<br />
combinación de enfriamiento y adsorción física en lecho de silicagel o alumina activa lo que<br />
permite alcanzar un nivel de sequedad correspondiente a un punto de rocío cercano a los –40<br />
ºC.El biogás seco y enriquecido se envía a la planta de compresión previa odorización con la<br />
finalidad de detectar posibles fugas. En esta etapa, se eleva la presión del gas según su futura<br />
utilización; hasta 250 bares para uso en la automoción, es decir, abastecimientos de coches y<br />
camiones o hasta 12 bar para su inyección en red. Para desarrollar esta etapa se hace uso de<br />
un compresor que lo suministra al tanque de almacenamiento y distribución.<br />
10.2.2.3 EQUIPOS QUE CONFORMAN LA TECNOLOGÍA<br />
La tecnología para el tratamiento del biogás generado en vertedero o plantas<br />
metanización cuenta de los equipos que a continuación se describen.<br />
de<br />
Acondicionamiento/limpieza del biogás.<br />
Este sistema está formado por un intercambiador de calor de superficie y filtros de carbón<br />
activo. La combinación de ambas técnicas garantiza un biogás adecuado para su<br />
tratamiento, minimizando el uso del carbón activo. El sistema se diseña para operar entre 6 a<br />
12 meses, dependiendo de la carga de contaminantes y el caudal a tratar.<br />
Concentración/enriquecimiento del biogás en CH4.<br />
La operación aplicada es la absorción. Consiste en lavar el biogás con un solvente químico<br />
adecuado, en este caso, con una alcanoamina para eliminar de esta corriente hasta el 98% del<br />
CO2 contenido en él. Como resultado del proceso se obtiene un gas enriquecido en CH4, con<br />
características similares a las del gas natural. El sistema está formado por una torre de<br />
absorción, esta puede ser de plato o de relleno.<br />
Regeneración del solvente.<br />
La regeneración del solvente se hace por destilación. De esta manera se separa el solvente<br />
usado del CO2 eliminado en la corriente de biogás. El solvente se vuelve a utilizar en la<br />
operación de absorción, mientras que el CO2 es comprimido para otros usos (llenado de<br />
extintores de incendio, producción de hielo seco o para la industria de bebidas y licores).<br />
Página | 152
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 3. APLICACIONES DEL BIOGÁS<br />
El sistema está formado por una torre de plato o de relleno, calderín, condensador y caldera<br />
(vapor o aceite térmico).<br />
Secado del gas.<br />
Este sistema, al igual que el de acondicionamiento del biogás, está formado por un equipo de<br />
intercambio térmico de superficie y columnas deadsorción. Su fnalidad es garantizar un gas<br />
seco para su compresión yalmacenamiento. Para ello, se puede utilizar la adsorción en<br />
silicagel o alumina activa.<br />
Compresión y almacenamiento.<br />
Una vez que el biogás está concentrado y seco se envía a la estación de compresión donde<br />
se comprime hasta valores cercanos a los 250 bares. A esta presión se introduce en el tanque<br />
de almacenamiento. Este último permite distribuir y alimentar a otros depósitos para<br />
su distribución a diferentes estaciones.<br />
10.2.2.4 SISTEMA DE INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL<br />
Variable de control del proceso<br />
En la operación de la planta tiene gran importancia el control de las variables siguientes:<br />
temperatura, presión, fujo y composición.<br />
El control de la temperatura juega un papel fundamental en las operaciones de<br />
limpieza, absorción, así como en la regeneración del disolvente. En la absorción se<br />
requiere que la temperatura del disolvente entre a la torre a una temperatura cercana a los 25<br />
ºC, pues con ello se favorece el desarrollo de la reacción que toma lugar (reacción ácidobase,<br />
eliminación del CO2).<br />
La regeneración del disolvente se hace por destilación siendo de vital importancia el control de<br />
la temperatura, tanto en el tope como en el fondo de la torre.<br />
Tanto el lfujo de biogás como el del disolvente que entra a la torre de absorción deben ser<br />
controlados con la finalidad de garantizar la estequiometría de la reacción y una relación<br />
óptima entre los flujos involucrados.<br />
La presión del gas ha de ser constante en la operación de lavado, puesto que un cambio en la<br />
misma rompe las condiciones de equilibrio químico y térmico afectándose la operación de<br />
absorción, y por tanto, la concentración del CH4 en el biogás. La línea de descarga del<br />
compresor debe ir dotada de válvulas de seguridad por sobrepresiones para evitar daños<br />
en el sistema.<br />
La composición del gas tanto a la entrada como a la salida es una variable de interés,<br />
puesto que marca los límites a alcanzar y los caudales a tratar.<br />
Página | 153
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
Instrumentación y lazos de control<br />
a) Instrumentación<br />
o Termopares<br />
o Sonda de presión<br />
o Sonda de humedad<br />
o Sonda de nivel<br />
o Cromatógrafo de gases<br />
o Registradores<br />
o PID (control proporcional integral derivado)<br />
b) Lazo de control<br />
CAPÍTULO 3. APLICACIONES DEL BIOGÁS<br />
1. Temperatura: Para las operaciones de regeneración y absorción<br />
Elementos: Termopares, válvula de control, PID.<br />
2. Flujo: Para el control del fujo de di- solvente, tanto en la absorción como en la regeneración<br />
Elementos: Termopares, válvula de control, PID.<br />
3. Presión: Control de la presión en la torre de absorción y regeneración<br />
Elementos: Sensor de presión, PID y válvula de control.<br />
4. Nivel: Control de nivel en el fondo de las torres de absorción y destilación<br />
10.2.2.5 SERVICIOS E INSTALACIONES<br />
Servicios requeridos para la operación de la planta<br />
Agua: Lavado de gases, condensación de vapores y enfriamiento de equipos<br />
Electricidad: Accionamiento de motores, máquinas, equipos y sistema de alumbrado<br />
Aire: Accionamiento de bombas, válvulas y accesorios<br />
Vapor/aceite: Medio de calentamiento<br />
Instalaciones requeridas para la operación de la planta<br />
Hidráulica: Transporte de agua, vapor y reactivo<br />
Eléctrica: Sistema de arranque de motores y equipos<br />
Neumática: Transporte, bombeo y extracción de gases<br />
Ventajas del proceso<br />
• Opera a bajas presiones, lo que reduce coste de equipamiento y consumo de energía.<br />
• El reactivo químico utilizado es selectivo. Se reducen a un máximo las pérdidas de metano<br />
(CH4). El<br />
metano es 21 veces más contaminante que el CO2.<br />
• Fácil y bajo coste de tratamiento de los efuentes del proceso. El CO2 por su alta pureza (><br />
98%) puede ser recuperado para otros usos (llenado de extintores de incendio, producción<br />
de hielo seco, industria de bebidas y licores).<br />
Página | 154
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 3. APLICACIONES DEL BIOGÁS<br />
•La demanda eléctrica del proceso no supera los 0,15 kWh/Nm3. Otros procesos poseen<br />
valores que superan los0,3 kWh/Nm3.<br />
• Garantiza un mayor cuidado del medioambiente. No emite gases contaminantes a la<br />
atmósfera.<br />
• La reducción del coste de enriquecimiento del biogás es superior a otras tecnologías con el<br />
aumento de la capacidad de tratamiento.<br />
10.3 USOS DEL BIOGÁS EN AUTOMOCIÓN<br />
10.3.1 ESPAÑA<br />
Concretamente, de la planta de Valdemingómez se extraen anualmente 20.447.000 Nm3 de<br />
biogás, que son aprovechados para abastecer el consumo de casi la totalidad de los vehículos<br />
de recogida de residuos sólidos urbanos (96,54%) y una parte de los autobuses municipales<br />
(17,26%). En total el número de vehículos asciende a 769, de los cuales 418 se dedican a<br />
recogida de residuos.<br />
Pero no sólo Madrid está implantando esta tecnología, otras ciudades españolas ya han<br />
adquirido autobuses que utilizan Gas Natural Vehicular, que puede usar biogás como<br />
combustible.<br />
10.3.2 FUERA DE ESPAÑA<br />
Según la Asociación europea de vehículos alimentados con gas natural (ENGVA, por sus siglas<br />
en inglés), en Europa existen 8.428.520 vehículos que funcionan con gas natural y existen<br />
12.796 estaciones de llenado. Por otra parte en Suecia, la utilización de biogás para<br />
combustible para vehículos está muy extendida; por ejemplo, en el año 2006, más de 11.500<br />
vehículos utilizaban metano como combustible.<br />
La ciudad de Oslo también utiliza autobuses con biogás, ha adquirido 200 unidades hasta<br />
ahora, pero tiene previsto ampliar esta cifra hasta 400 una vez que se construyan las<br />
instalaciones para la producción del biogás.<br />
Suecia también ha apostado fuerte por este combustible, son varias las ciudades suecas que<br />
utilizan biogás como combustible de sus flotas de autobuses y camiones de recogida de<br />
residuos sólidos urbanos.<br />
Pero ha ido más allá, no sólo utiliza biogás como combustible de vehículos, también se utiliza<br />
para propulsar un tren. Este tren, desarrollado por Svensk Biogas y con un coste de diez<br />
Página | 155
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 3. APLICACIONES DEL BIOGÁS<br />
millones de coronas (1,08 millones de euros), lleva en funcionamiento desde septiembre de<br />
2005, para recorrer la costa este de Suecia, entre Linköping y Västervik, con 54 pasajeros.<br />
Tiene una autonomía de 600 km con el depósito lleno y puede alcanzar una velocidad punta de<br />
130 Km/h.<br />
Los obstáculos para el uso generalizado de estos vehículos son: la ausencia de una<br />
infraestructura de transporte y almacenamiento del gas natural/biogás, el coste de<br />
producción, la pérdida de espacio de carga, el mayor tiempo de llenado de combustible y la<br />
menor autonomía de conducción.<br />
10.4 MOTORES DESARROLLADOS PARA USAR GAS NATURAL O BIOGÁS<br />
10.4.1 ADAPTACIÓN DE LOS MOTORES DIESEL<br />
Los motores diesel se han utilizado para adecuarlos a su uso con biogás debido a su robustez y<br />
porque son equipos pesados y bien construidos para cargas extremas.<br />
Estos trabajan con una alta compresión. Las adecuaciones consisten básicamente en el cambio<br />
de ciclo termodinámico, es decir, que los motores pasarán de trabajar con ciclo Diesel para<br />
pasar al ciclo Otto.<br />
A los motores de Ciclo Diesel se les agrega un mezclador de gases con un sistema de control<br />
manteniendo el sistema de inyección convencional. De esta manera estos motores pueden<br />
funcionar con distintas proporciones de biogás diesel y pueden convertirse fácil y rápidamente<br />
de un combustible a otro, lo cual los hace muy confiables.<br />
En el caso de conversión de un motor a diesel para que funcione con diesel/biogás se<br />
mantiene el ciclo diesel original y se añade el sistema de combustible biogás, por lo que el<br />
motor puede pasar a trabajar con diesel y biogás simultáneamente. Su principal ventaja es el<br />
menor costo de adecuación para operar con biogás, aunque su costo operativo y las emisiones<br />
de escape podrían superar a un motor dedicado.<br />
Este sistema “mixto” conserva el ciclo termodinámico diesel original y trabaja aspirando una<br />
mezcla de aire y gas natural y usando una inyección piloto de gasoil para generar la<br />
combustión. La relación de trabajo diesel/biogás varía en función del régimen de trabajo del<br />
motor y en el común de los casos, la sustitución de gasoil por gas natural podría ser por<br />
ejemplo de un 20% para bajas revoluciones, hasta llegar a un 80% en los regímenes nominales,<br />
dependiendo de los ciclos de servicio.<br />
Página | 156
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
10.4.2 ADAPTACIÓN DE LOS MOTORES GASOLINA<br />
CAPÍTULO 3. APLICACIONES DEL BIOGÁS<br />
De la misma manera, Si se adecua un motor de gasolina para que funcione con biogás se<br />
tendrá una reducción de potencia del 10-15 % manteniendo las mismas revoluciones por<br />
minuto. Esto se debe a la carga de CO2 que tiene el biogás. Ya que el biogás tiene un mayor<br />
poder detonante se puede compensar esta pérdida da potencia con el aumento de la<br />
compresión.<br />
La mayor adecuación que se le practica a un motor de biogás es la instalación de un mezclador<br />
de gas en el apartado de succión, para que el biogás se pueda mezclar en una forma<br />
homogénea con aire y oxigeno.<br />
Ya que el biogás no tiene una acción enfriadora ni lubricadora para las bielas hay que utilizar<br />
motores con bielas reforzadas. Se utilizan mejor motores de gasolina que funcionen con<br />
gasolina sin plomo. El grado de eficiencia de estos motores es de aproximadamente 22 hasta<br />
25 % para motores de potencias da hasta 50 kW.<br />
10.4.3 MOTOR G9A (VOLVO)<br />
En el año 2005, Volvo presentó un motor desarrollado específicamente para usar gas natural o<br />
biogás como combustible de automoción (principalmente para autobuses de transporte<br />
urbano). Su nombre técnico es G9A, motor de seis cilindros y 9,4 litros de cubicaje que<br />
proporciona una potencia de entre 260 y 300 caballos. En los motores anteriores, se había<br />
utilizado el concepto lean burn (combustión pobre), esto es una combustión constante con<br />
una mezcla de combustible y aire superior a la estequiométrica. En cambio este tipo de<br />
motores (G9A) utiliza la mezcla estequiométrica de combustible y aire de forma constante<br />
para una combustión óptima. Esto es posible gracias a un sofisticado sistema de gestión<br />
electrónica que recibe información de los parámetros básicos del motor. Este sistema<br />
electrónico también mide la calidad del combustible suministrado para adaptar los parámetros<br />
de la combustión. El motor utiliza un catalizador de tres vías que hace que sus emisiones sean<br />
menores que los niveles definidos en las normas Euro 5 y EEV (Enhanced Enviromental<br />
Vehicle). La patente de Volvo EP1358399 describe el sistema de gestión electrónica en este<br />
tipo de motores de gas natural o biogás.<br />
Página | 157
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 3. APLICACIONES DEL BIOGÁS<br />
10.4.4 VEHÍCULOS QUE FUNCIONAN CON BIOGÁS<br />
La utilización de biogás como combustible no sólo se está potenciando en vehículos<br />
industriales y autobuses, las grandes potencias automovilísticas están trabajando en ello y<br />
algunas marcas ya han sacado al mercado vehículos que funcionan con biogás.<br />
Algunos de los vehículos que ya están en el mercado son:<br />
→ Fiat Punto Natural Power<br />
→ Fiat Multipla 1.6 Metano BiPower<br />
→ Ford Focus CNG<br />
→ Mercedes E200 NGT<br />
→ Renault Kangoo CNG<br />
→ Volvo V70 BiFuel.<br />
→ Opel Combo 1.6<br />
→ Opel Zafra 1.6<br />
→ Volkswagen Touran 2.0<br />
→ Volkswagen Caddy 2.0<br />
→ Honda Civic GX<br />
De esta manera hay empresas emprendedoras que gestionan estaciones de servicio de biogás,<br />
donde al igual que en las estaciones de servicio convencionales, los usuarios de vehículos de<br />
biogás puedan ir a repostar.<br />
Página | 158
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
10.4.5 PRIMERA ESTACIÓN DE SERVICIO DE BIOGÁS: HERA HOLDING<br />
CAPÍTULO 3. APLICACIONES DEL BIOGÁS<br />
Gracias a la tecnología de limpieza y concentración de biogás, en su apuesta por las energías<br />
renovables, el Grupo HERA abre en 2005 la primera estación de servicio de biogás natural para<br />
vehículos que actualmente suministra a parte de la flota de las instalaciones del Grupo en Coll<br />
Cardús y a vehículos oficiales del municipio de Vacarisses.<br />
La flota cautiva de HERA cuenta con vehículos de Gas Natural de serie y vehículos de gasolina<br />
convertidos a bifuel<br />
Los coches bifuel tipo turismo tienen normalmente tanques entre 80 y 160 litros en los que se<br />
pueden acumular hasta 32 Nm3 de Biogás Natural a presión (200 bar) y alcanzan una<br />
autonomía de 300-350 km<br />
Los camiones bifuel tienen instalados normalmente tanques entre 320 y 640 litros en los que<br />
se pueden acumular hasta 128 Nm3 de Biogás Natural a presión (200 bar), y alcanzan una<br />
autonomía de 400 km.<br />
11 APLICACIÓN DEL BIOGÁS.<br />
SISTEMAS DE INYECCIÓN EN LA RED DE GAS NATURAL.<br />
Fuente: El sector del biogás agroindustrial en España. Mesa sobre materia prima agraria y biocombustibles. Ministerio de Medio<br />
Ambiente, y Medio Rural y Marino. Madrid 16 Septiembre de 2010.<br />
Fuente: Informe de Vigilancia Tecnológica Madri+d. “Situación actual de la producción de biogás y de su aprovechamiento”<br />
El biogás puede introducirse (una vez limpio y refinado) en la red de gas natural, ya que, al<br />
igual que el gas natural, está constituido principalmente por metano. De tal modo, cualquier<br />
aparato o equipo que funcione con gas natural puede ser accionado con biogás (en general, sin<br />
necesidad de hacer grandes modificaciones).<br />
Cuando el biogás se inyecta en las redes de gas natural recibe el nombre de biometano<br />
(biogás con más del 97% de su contenido en metano).<br />
El biogás tiene que ser depurado previamente para que alcance los requerimientos de calidad<br />
del gas natural y se pueda introducir en su red de distribución. La purificación del biogás<br />
consiste en la eliminación de CO2, SH2, NH3, agua y partículas sólidas.<br />
Página | 159
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 3. APLICACIONES DEL BIOGÁS<br />
Algunos países, como Alemania o Suecia, han introducido especificaciones de calidad para que<br />
el biogás pueda ser introducido en la línea de distribución del gas natural. Por otra parte, la<br />
distribución de biogás en la red del gas natural presenta varias ventajas. En primer lugar, la red<br />
conecta la zona de producción con las áreas de mayor densidad de población, lo que permite<br />
que el gas llegue a nuevos consumidores.<br />
Asimismo, es posible aumentar la producción en un lugar remoto y todavía utilizar el 100 % del<br />
gas. Por otra parte, permite mejorar la seguridad de suministro local, lo que es un factor muy<br />
importante, ya que la mayor parte de los países consumen más gas natural del que producen.<br />
La integración del biogás en las redes de gas natural ha sido probada con cierto éxito en varios<br />
países de la UE (Suiza, Suecia, Alemania y Francia) y en los Estados Unidos. Sin embargo, no se<br />
ha incluido en la red de gas natural en España. En el caso de Estados Unidos, se llevó a cabo la<br />
integración del biogás generado en la planta de tratamiento de aguas residuales de Renton en<br />
el estado de Washington (Krichet al., 2005) en 2005. Para ello, el biogás se depuró<br />
previamente para adquirir los niveles de calidad del gas natural.<br />
12 ANÁLISIS PROFUNDO DE LA PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD<br />
A PARTIR DEL BIOGÁS<br />
Fuente: EXPOBIOENERGÍA, ASOCIACIÓN EUROPEA DEL BIOGÁS<br />
Fuente:Renewable Energy Policy Country Profiles (prepared within the Intelligent Energy Europe project , 2009)<br />
Página | 160
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 3. APLICACIONES DEL BIOGÁS<br />
Fuente:Expobioenergía 2010. Jornadas Técnicas “Biogás: Visión Global 27 de octubre 2010” Gnera Energía y Tecnología S.L. La<br />
producción de electricidad a partir de Biogás. Marco legal y Estratégioc<br />
Página | 161
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 3. APLICACIONES DEL BIOGÁS<br />
En España es el Régimen Especia, su legislación vinculada que regula el desarrollo de proyectos<br />
de energía a partir de biogás, y su viabilidad económica y financiera. Dentro del Régimen<br />
Especial se destaca el Real Decreto 661/2007.<br />
12.1 EXPORTACIÓN DE ELECTRICIDAD Y MARCO LEGAL EXISTENTE<br />
12.1.1 BIOGÁS DE DIGESTOR Y OPCIONES DE VENTA DE ELECTRICIDAD<br />
RD 661/2007: Subgrupo b.7.2. Biogás generado en digestores a partir de varios tipos de<br />
residuos mediante proceso de fermentación, tanto individualmente como en codigestión.<br />
Los subgrupos BIOGÁS se diferencia según su “tecnología”<br />
• Optimización de la generación de biogás en digestores (b.7.2.)<br />
• O recuperación directa por pozos de captación de las celdas de almacenamiento de<br />
vertederos (b.7.1)<br />
• No se “mira” la fuente del biogás: si es cultivo energético, purines, FORSU o residuos<br />
agroalimenticios..<br />
MODALIDADES PRINCIPALES PARA LA VENTA DE ELECTRICIDAD<br />
⇒ Opción de venta 24.1.a) precio constante de remuneración de la venta de la<br />
electricidad, y frecuentemente denominado “opción tarifa”<br />
⇒ Opción 24.1.b) precio variable frecuentemente llamado “opción mercado”<br />
• En esta dos opciones la prima o prima equivalente está vinculada a un periodo de<br />
funcionamiento a partir de la puesta en servicio (15 años para subgrupos biogás b.7.2<br />
y a.1.3)<br />
• Es obligatorio mantener la opción elegida por periodos no inferiores a 12 meses<br />
Página | 162
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 3. APLICACIONES DEL BIOGÁS<br />
• Es obligatorio acudir al sistema de oferta de OMEL independientemente de la opción<br />
de venta elegida, quedando sometidas a la liquidación de desvíos, excepto en casos<br />
particulares.<br />
Página | 163
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 3. APLICACIONES DEL BIOGÁS<br />
12.1.2 VISIÓN GENERAL DE LOS COMPLEMENTOS PARA OPTIMIZAR LA VENTA DE<br />
ELECTRICIDAD<br />
Página | 164
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 3. APLICACIONES DEL BIOGÁS<br />
12.1.3 APROVECHAMIENTO DE CALOR, CRITERIOS PARA EL COMPLEMENTO POR EFICIENCIA<br />
ENERGÉTICA<br />
Página | 165
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 3. APLICACIONES DEL BIOGÁS<br />
Página | 166
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 3. APLICACIONES DEL BIOGÁS<br />
12.1.4 REPRESENTACIÓN EN EL MERCA ELÉCTRICO Y REDUCCIÓN DE DESVÍOS<br />
Página | 167
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 3. APLICACIONES DEL BIOGÁS<br />
Página | 168
CAPITULO 4.<br />
TECNOLOGÍAS DEL BIOGÁS
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
1 TECNOLOGÍAS DE DIGESTIÓN ANAEROBIA<br />
CAPÍTULO 4. TECNOLOGÍAS DEL BIOGÁS<br />
Fuente: El sector del biogás agroindustrial en España. Mesa sobre materia prima agraria y biocombustibles. Ministerio de Medio<br />
Ambiente, y Medio Rural y Marino. Madrid 16 Septiembre de 2010.<br />
1.1 DIGESTORES DISCONTINUOS Ó “SISTEMAS DE PRIMERA GENERACIÓN”<br />
La característica principal de este grupo de fermentadores es, como su propio nombre indica,<br />
la carga discontinua, la cual se efectúa de una vez y se inocula con biomasa microbiana de la<br />
digestión precedente para favorecer el arranque de la fermentación.<br />
Estos digestores se han diseñado preferentemente para tratar residuos orgánicos con alto<br />
contenido en sólidos y, por tanto, los periodos de retención hidráulica son bastante<br />
prolongados.<br />
Dentro de este sistema se encuentran los digestores de tipo familiar de China y de la India<br />
usados desde la antigüedad.<br />
Uno de los problemas que presenta esta tecnología, es la producción discontinua de biogás y,<br />
con objeto de eliminar en lo posible este inconveniente, las instalaciones se han proyectado<br />
dividiendo la capacidad total de digestión en tres o más fermentadores, los cuales funcionan<br />
de una manera escalonada, para solapar las curvas de producción de biogás y obtener una<br />
curva integral de producción uniforme de combustible.<br />
Actualmente este tipo de reactores son típicos en el tratamiento de FORSU (Fracción Orgánica<br />
de Residuos Sólidos Urbanos).<br />
1.2 DIGESTORES CONTINUOS Ó “SISTEMAS DE SEGUNDA GENERACIÓN”<br />
Estos nuevos tipos de digestores de “segunda generación”, presentan en común la<br />
particularidad de obtener un flujo continuo de biomasa activa en su interior. En este grupo se<br />
incluye una amplia gama de digestores desarrollados con objeto de alcanzar una mejora en la<br />
producción energética.<br />
Las principales tecnologías de este tipo existentes en el mercado son las descritas a<br />
continuación.<br />
Página | 170
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
1.2.1 MEZCLA COMPLETA<br />
CAPÍTULO 4. TECNOLOGÍAS DEL BIOGÁS<br />
Constituyen la tecnología más clásica para el tratamiento de todo tipo de residuos orgánicos<br />
semisólidos. Su característica principal es que la biomasa se elimina periódicamente a medida<br />
que lo hace el residuo orgánico digerido. Esta mecánica de funcionamiento no permite una<br />
alta concentración de bacterias en el interior del digestor y, por tanto, la producción de biogás<br />
por unidad de volumen del digestor es reducida.<br />
Esquema 1.1.Esquema de digestor de mezcla completa. Fuente: Monografía INIA. I.- Influente; E.- Efluente, G.- Biogás<br />
1.2.2 FLUJO PISTÓN<br />
Se basan en el desplazamiento horizontal a través de una sección longitudinal, del sustrato a<br />
digerir, mezclándose mínimamente en este sentido, pues las distintas secciones tienen estados<br />
de fermentación diferentes. Son aptos para el tratamiento de residuos con elevada materia en<br />
suspensión.<br />
Página | 171
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 4. TECNOLOGÍAS DEL BIOGÁS<br />
1.2.3 CONTACTO O RECICLADO DE LODOS<br />
Esquema 1.2.Esquema de digestor Flujo Pistón. Fuente: IDAE<br />
Uno de los problemas importantes que se presentan en los digestores hasta ahora<br />
mencionados es el “arrastre” de microorganismos por el efluente desde el interior del<br />
digestor. La pérdida de biomasa bacteriana influye negativamente en el rendimiento de la<br />
digestión. En los digestores de contacto se procede a realizar una decantación de la biomasa<br />
arrastrada por el efluente, para introducirlos de nuevo en el interior del digestor, con lo que se<br />
consigue una mayor población microbiana activa, que posibilita una disminución del tiempo de<br />
retención.<br />
Esquema 1.3.Esquema de un sistema de tratamiento anaerobio de contacto. Fuente: Monografía INIA. I.- Influente; E.-<br />
Efluente, G.- Biogás<br />
Página | 172
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
1.3 DIGESTORES DE TERCERA GENERACIÓN<br />
CAPÍTULO 4. TECNOLOGÍAS DEL BIOGÁS<br />
En este grupo se incluye una generación de digestores que se han desarrollado en los últimos<br />
años y que tienen como objetivo común, aumentar la concentración de la biomasa activa para<br />
aumentar el rendimiento energético por unidad de volumen del digestor. Sin embargo, este<br />
tipo de digestores, por su configuración, se utilizan principalmente para líquidos. Muchos de<br />
ellos no serían aplicables para residuos ganaderos.<br />
1.3.1 FILTRO ANAEROBIO<br />
La disminución del arrastre se logra al introducir dentro del digestor un lecho o soporte<br />
encargado de que sobre él se fijen los microorganismos. Los soportes más utilizados<br />
actualmente son de tipo plástico (poliuretano y PVC) o silicatos (vermiculita, bentonita y<br />
sepiolita).<br />
Los filtros anaerobios permiten altas sobrecargas sin disminución apreciable en su eficacia. El<br />
inconveniente es que no toleran apenas sólidos en suspensión que colmatan la matriz, siendo<br />
sólo adecuados para residuos solubles y bastante diluidos.<br />
Esquema 1.4.Esquema del sistema de filtro anaerobio. Fuente: Monografía INIA. I.- Influente; E.- Efluente, G.- Biogás<br />
Página | 173
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
1.3.2 LECHO DE LODOS (SISTEMA UASB)<br />
CAPÍTULO 4. TECNOLOGÍAS DEL BIOGÁS<br />
En este sistema el incremento de la población bacteriana dentro del digestor se basa en<br />
proporcionar a los lodos las características físico-químicas más adecuadas para favorecer la<br />
floculación y coagulación de los mismos sin necesidad de intervención de ningún tipo de<br />
soporte. El digestor tiene un lecho de lodo floculado o granulado en el fondo, previsto para<br />
que permita el movimiento ascendente del influente a su través y actúe como filtro de la<br />
biomasa. La agitación se produce, durante la ascensión del biogás a través de toda la masa del<br />
digestor al liberarse el gas de los flóculos.<br />
1.3.3 PELÍCULA FIJA<br />
Sistema parecido al filtro anaerobio, pero en este caso el material inerte está constituido por<br />
placas paralelas fijas y en el que el flujo es descendente. De esta forma se previenen los<br />
peligros de colmatación y de formación de vías preferenciales que se presentan en los filtros<br />
ascendentes. Puede trabajar con altas cargas, tanto hidráulicas como de concentración de<br />
sólidos y residuos diluidos.<br />
1.3.4 PELÍCULA FIJA SOBRE SOPORTE LIBRE.<br />
Esta tecnología tiene una mecánica de funcionamiento similar a la del "Reactor de película<br />
fija", y la única diferencia es que el soporte de PVC, al cual se fijan las bacterias, está<br />
totalmente libre en el interior del digestor y por tanto permite su movimiento, evitando de<br />
esta forma los riesgos de entupimiento y/o la formación de vías preferenciales.<br />
1.3.5 LECHOS FLUIDIZADOS O EXPANDIDOS<br />
El procedimiento que se utiliza en este sistema está enfocado a maximizar la población<br />
microbiana en el digestor, maximizando para ello la superficie de adherencia de la biomasa al<br />
soporte. Para lograrlo, se introduce un material en partículas muy pequeñas, inerte y móvil<br />
(arena o alúmina) que se mantienen en lecho fluidizado y con una expansión relativamente<br />
pequeña con objeto de lograr una buena uniformidad en la distribución del efluente, que se<br />
mezcla con la alimentación. Se habla de lechos expandidos cuando la expansión del lecho es de<br />
10-35%, mientras que cuando se recupera el 35% se habla de lecho fluidizado. La eficacia<br />
demostrada por este tipo de reactor, es bastante superior a cualquier otro tipo hasta ahora<br />
desarrollado, con la particularidad de presentar una gran estabilidad frente a cambios, incluso<br />
bruscos, de sus parámetros de operación. No obstante, la aplicación de esta tecnología a nivel<br />
industrial es actualmente más problemática que en el resto de los sistemas.<br />
Página | 174
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 4. TECNOLOGÍAS DEL BIOGÁS<br />
1.4 EFECTOS DE LOS TIPOS DE DIGESTORES EN EL PROCESO DE METANIZACIÓN<br />
El desarrollo de las tecnologías de fermentación detalladas anteriormente, han tenido como<br />
objetivo prioritario incrementar la carga microbiana en el digestor, con lo que se consigue<br />
reducir los tiempos de retención hidráulica e incrementar la carga de carbono en el influente a<br />
digerir.<br />
En la Tabla que se muestra a continuación se recogen los intervalos de estos parámetros, para<br />
los distintos tipos de digestores de alimentación en continuo y que se pueden agrupar en las<br />
tres grandes categorías siguientes:<br />
• digestores de mezcla total<br />
• digestores de contacto<br />
• digestores de filtro anaeróbico.<br />
EFECTOS DE LOS TIPOS DE DIGESTORES EN EL PROCESO DE METANIZACIÓN<br />
DIGESTOR DE DIGESTOR DE DIGESTOR DE<br />
PARÁMETROS UNIDADES<br />
MEZCLA CONTINUA CONTACTO PELÍCULA FIJA<br />
gr./litro<br />
Carga aplicada<br />
2 a 3 4 a 6 10 a 12<br />
digestor<br />
Producción de l./litro<br />
1,0 a 1,5 2,0 a 2,5 5,0 a 6,0<br />
biogás digestor<br />
gr./litro<br />
Lodos en reactor<br />
3 a 15 20 a 30 60 a 90<br />
digestor<br />
Tabla 1.1.Parámetros de fermentación en tres tipos de digestores<br />
Este desarrollo tecnológico en el diseño de los digestores ha permitido mejorar los<br />
rendimientos en producción de biogás y disminuir los tiempos de retención hidráulica con el<br />
consiguiente abaratamiento de los digestores al disminuir su tamaño. No obstante,<br />
dependiendo de las características intrínsecas del influente a digerir, especialmente en lo<br />
relacionado con su concentración de sólidos, se deberá en cada caso seleccionar la tecnología<br />
de digestión más adecuada<br />
Página | 175
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 4. TECNOLOGÍAS DEL BIOGÁS<br />
2 DISEÑO DE LAS PLANTAS DE DIGESTIÓN ANAEROBIA.<br />
2.1 INTRODUCCIÓN<br />
Fuente: Informe de Vigilancia Tecnológica Madri+d. “Situación actual de la producción de biogás y de su aprovechamiento”.<br />
Fuente: El sector del biogás agroindustrial en España. Mesa sobre materia prima agraria y biocombustibles. Ministerio de Medio<br />
Ambiente, y Medio Rural y Marino. Madrid 16 Septiembre de 2010.<br />
Dependiendo del tipo de residuo a tratar los sistemas de digestión anaeróbica para la<br />
producción de biogás pueden ser diferentes. No obstante, se pueden dividir inicialmente en<br />
dos grupos (De Mes et al., 2003):<br />
→ Sistemas de tratamiento de residuos (FORSU, fangos de depuradora y residuos<br />
ganaderos).<br />
→ Sistemas para el tratamiento de aguas residuales.<br />
El tiempo de retención hidráulica<br />
El tiempo de retención hidráulica en un digestor es uno de los factores más importantes para<br />
el control de los sistemas de digestión anaerobia y representa el cociente entre el volumen del<br />
digestor y el caudal alimentado al mismo.<br />
Procesos de baja velocidad<br />
El tiempo de retención hidráulico es elevado en los sistemas de digestión anaeróbica de la<br />
FORSU, los fangos procedentes de la depuración de las aguas residuales y los residuos<br />
ganaderos, ya que la degradación de estos residuos necesita tiempos de digestión largos.<br />
Por esta razón, estos procesos se denominan de baja velocidad. En este caso, el tiempo de<br />
retención de los sólidos coincide con el tiempo de retención hidráulico.<br />
Procesos de alta velocidad<br />
En los sistemas que se utilizan habitualmente en el tratamiento de las aguas residuales, sin<br />
embargo, el tiempo de retención hidráulico es relativamente corto, por lo que se denominan<br />
digestores de alta velocidad. La característica común a estos sistemas es la retención de la<br />
biomasa dentro del reactor, de manera que el tiempo de retención de los sólidos es mucho<br />
mayor que el tiempo de retención hidráulico, por lo que se consigue aumentar la eficacia del<br />
proceso.<br />
Página | 176
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
2.1.1 DIAGRAMA DE FLUJOS DE UNA INSTALACIÓN DE DIGESTIÓN.<br />
CAPÍTULO 4. TECNOLOGÍAS DEL BIOGÁS<br />
Aunque en las instalaciones de biogás el elemento fundamental lo constituye el digestor en sus<br />
diferentes variantes, también existe la posibilidad de aplicar múltiples sistemas tanto en el<br />
pretratamiento de los sustratos como en el postratamiento del digestato. Así mismo, pueden<br />
aplicarse distintas alternativas para el aprovechamiento energético del biogás y todo ello se<br />
recoge en el diagrama de flujo de la figura mostrada a continuación.<br />
Gráfico 2.1.Figura 6. Diagrama de flujo de una planta de biogás agroindustrial. Fuente: AINIA<br />
2.1.1.1 FASES DEL PROCESO DE DIGESTIÓN.<br />
Para el caso del biogás agroindustrial las alternativas que se presentan en cada una de las fases<br />
del diagrama mostrado anteriormente, se resumen a continuación:<br />
Página | 177
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
A) PRETRATAMIENTO:<br />
CAPÍTULO 4. TECNOLOGÍAS DEL BIOGÁS<br />
En general, la puesta en marcha de los digestores es lenta y requiere tiempos que pueden ser<br />
de meses, dependiendo del tipo de sustrato a digerir, lo que representa unos costes<br />
adicionales a la propia inversión de los equipos que deben contemplares a la hora de la<br />
evaluación económica de las instalaciones de biogás. Por ello en la mayoría de los casos se<br />
recurre a la “siembra del digestor” mediante la incorporación de digestatos provenientes de<br />
instalaciones de digestión en funcionamiento. Así mismo en los casos de digestores<br />
agroindustriales donde no se utilicen como sustratos los estiércoles o purines, que ya tienen<br />
bacterias metanogénicas, es preciso incorporar dichos subproductos ganaderos para que haga<br />
de estárter del proceso de biodigestión. Por otra parte, la velocidad del proceso también<br />
estará limitada por la etapa más lenta, bien la hidrolítica o la metanogénica, que depende de la<br />
composición intrínseca de cada sustrato. Para sustratos solubles, la fase limitante suele ser la<br />
metanogénesis, mientras que en los casos donde la materia orgánica esta en forma<br />
“insoluble”, la fase limitante es la hidrólisis. Por ello una de las estrategias utilizadas para<br />
aumentar la velocidad del proceso es someter el sustrato a un pretratamiento.<br />
En general, con los pretratamientos se pretende acelerar el proceso de hidrólisis de las<br />
materias orgánicas para incrementar la producción, la calidad del biogás, y se reduce el<br />
tiempo de residencia en el digestor, debido a un aumento de la biodegradabilidad,<br />
favoreciendo unas condiciones óptimas para el desarrollo microbiano.<br />
Lodos y Purines<br />
La baja biodegradabilidad de los lodos y los purines hace que la hidrólisis de las partículas<br />
sólidas sea la etapa limitante del proceso. La hidrólisis de los compuestos sólidos puede ser<br />
mejorada mediante ciertos pretratamientos.<br />
Lodos de EDAR<br />
En el caso de los lodos de EDAR varías alternativas han dado buen resultado, como<br />
pretratamiento térmico, adición de enzimas, ozonización, solubilización química por<br />
acidificación o hidrólisis alcalina, desintegración mecánica y uso de ultrasonidos de baja<br />
frecuencia.<br />
Mediante los tratamientos químico-térmicos se pretende, a partir de ácido y calor, provocar la<br />
solubilización o el aumento de biodegradabilidad del lodo. Así, en la hidrólisis ácida, se añade<br />
un ácido a la corriente de lodos y, a continuación, se introduce en un reactor presurizado y a<br />
alta temperatura. La corriente así tratada se recicla al reactor biológico para que, de esta<br />
manera, se degraden los componentes resultantes.<br />
En la misma línea se han realizado otros pretratamientos para aumentar la biodegradabilidad<br />
de los lodos, sin embargo, muchos de éstos resultan demasiado costosos y no son todavía<br />
asequibles para su aplicación industrial. Uno de los más viables, en especial por los costes<br />
Página | 178
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 4. TECNOLOGÍAS DEL BIOGÁS<br />
descritos, es el basado en la utilización de ultrasonidos. Mediante su utilización se han descrito<br />
aumentos de la biodegradabilidad de los sólidos volátiles de hasta el 50% (Tiehm et al., 1997).<br />
Purines de cerdo<br />
Para mejorar la biodegradabilidad de los purines de cerdo, el pretratamiento térmico a baja<br />
temperatura (80ºC) produce un incremento en la producción de biogás de hasta el 60% de CH4<br />
por unidad de sólido volátil. El resultado depende del tipo de purín a tratar: para purines<br />
envejecidos la concentración de nitrógeno amoniacal y el pH aumentan, provocando mayores<br />
problemas de inhibición, lo que se traduce en menores producciones de metano (Bonmatí,<br />
2001).Una alternativa al pretratamiento, con el objetivo de optimizar la producción de biogás,<br />
es la codigestión del substrato con otros residuos orgánicos, descrita en el apartado anterior.<br />
B) CO-DIGESTIÓN ANAEROBIA: es la fermentación anaerobia de dos o más sustratos que se<br />
complementan químicamente, aumentando la estabilidad, la producción de biogás y el<br />
equilibrio del proceso.<br />
Dentro de las tecnologías de digestión anaeróbica se debe considerar la codigestión de<br />
diferentes tipos de substratos orgánicos, ya que permite aprovechar la sinergia de las mezclas<br />
de diferentes substratos, así como compensar las carencias de cada uno de los substratos por<br />
separado. Asimismo, cuando el substrato orgánico presenta una baja biodegradabilidad es<br />
necesario un pretratamiento de la materia prima para optimizar la producción de biogás.<br />
El término codigestión hace referencia a la digestión anaeróbica conjunta de dos o más<br />
substratos de origen orgánico con el fin de aprovechar la complementariedad de las<br />
composiciones de los diferentes substratos. En este sentido, la principal ventaja de la<br />
codigestión es que las mezclas permiten compensar carencias de cada uno de los substratos<br />
por separado (Brinkman, 1999).<br />
Se han conseguido buenos resultados con la codigestión de residuos ganaderos con varios<br />
tipos de residuos orgánicos industriales (Brinkman, 1999), así como en las mezclas de lodos de<br />
depuradora y FORSU (Di Palma et al., 1999; Hamzawi et al., 1998), la mezcla de estos últimos<br />
con aguas residuales urbanas (Edelmann et al., 1999) y la codigestión de lodos de depuradora<br />
y residuos agrícolas (Dinsdale et al., 2000).<br />
Los residuos urbanos e industriales suelen contener altas concentraciones de materia orgánica<br />
fácilmente degradable como lípidos, carbohidratos y proteínas, por lo que presentan un mayor<br />
potencial de producción de biogás que los residuos ganaderos, de 30 a 500 m3/ton, mejorando<br />
la viabilidad económica de las plantas. Sin embargo, estos residuos pueden presentar<br />
problemas para su digestión, como deficiencia en nutrientes necesarios para el desarrollo de<br />
los microorganismos anaeróbicos, baja alcalinidad o excesivo contenido en sólidos que<br />
provoque problemas mecánicos (Banks y Humphreys, 1998).<br />
Página | 179
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 4. TECNOLOGÍAS DEL BIOGÁS<br />
Los residuos ganaderos, en concreto los purines de cerdo, pueden ser una buena base para la<br />
codigestión, porque generalmente presentan un contenido de agua más alto que la mayoría de<br />
residuos industriales, mayor capacidad tampón y además aportan una amplia variedad de<br />
nutrientes necesarios para el crecimiento de los microorganismos anaeróbicos (Angelidaki y<br />
Ahring, 1997).En la Tabla que se muestra a continuación se indican las características relativas<br />
para la codigestión de residuos orgánicos de diferente origen. Las flechas de sentidos<br />
diferentes indican un interés en la mezcla, al compensarse la carencia relativa de uno de los<br />
dos residuos. En los lodos de planta depuradora la alcalinidad es muy variable lo que dificulta<br />
su caracterización relativa<br />
Tabla 2.1. Caracterización relativa para la codigestión de diferentes residuos orgánicos(Campos Pozuelo, 2001).<br />
C) DEPURACIÓN Y APROVECHAMIENTO: dependiendo del uso del biogás, la depuración<br />
deberá ser más o menos estricta. El biogás se almacena en gasómetros y puede valorizar en<br />
calderas, motores de co-generación (sistema más generalizado), vehículos, su introducción en<br />
la red de transporte de gas natural o en pilas de combustible.<br />
D) DIGESTATOS Y SU APROVECHAMIENTO: el digestato es un material de composición<br />
homogénea, en el que los malos olores se han reducido prácticamente en su totalidad y que<br />
contiene todos los nutrientes que contenía la materia orgánica inicial. Puede utilizarse como<br />
fertilizante<br />
orgánico-mineral de los cultivos, ya sea directamente o tras ser sometido a un proceso de<br />
separación sólido-líquido y posteriormente la fracción sólida puede comportarse, bien sola o<br />
mezclada con otros sustratos.<br />
Página | 180
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 4. TECNOLOGÍAS DEL BIOGÁS<br />
2.2 SISTEMAS PARA EL TRATAMIENTO DE FORSU, FANGOS DE DEPURADORA Y<br />
RESIDUOS GANADEROS<br />
Los sistemas para la degradación de residuos sólidos en ausencia de oxígeno pueden<br />
clasificarse en función de:<br />
La configuración del sistema (una o dos etapas)<br />
La temperatura de operación (mesofílica o termofílica)<br />
El régimen de operación del digestor (continuo o discontinuo)<br />
El porcentaje de sólidos totales (ST) en el residuo orgánico (sistemas de fermentación<br />
húmeda o seca).<br />
Sistemas de digestión anaeróbica de uno o varios digestores<br />
La configuración de los sistemas de digestión anaeróbica de residuos orgánicos puede constar<br />
de uno o varios digestores que operan en serie.<br />
En el primer digestor se llevan a cabo las etapas de hidrólisis y acidificación, mientras que en el<br />
segundo tiene lugar la etapa de metanogénesis. Con esta configuración las condiciones de<br />
operación de ambos digestores se optimizan para cada etapa.<br />
En este sentido, los sistemas formados por dos etapas presentarían ventajas importantes en el<br />
tratamiento de los residuos sólidos, ya que se obtendría una degradación mejor y más rápida<br />
de la materia orgánica. Sin embargo, esto no se ha podido confirmar a escala industrial y el<br />
90% de la capacidad mundial de producción de biogás a partir de FORSU consiste en un único<br />
digestor en el que tienen lugar todas las etapas de la degradación anaeróbica (De Baere, 2000).<br />
Temperatura de operación mesofílica o termofílica<br />
Asimismo, la digestión anaeróbica puede llevarse a cabo a temperaturas de operación<br />
mesofílicas (35-40ºC) o termofílicas (50-55ºC). Las plantas que operan a temperaturas<br />
mesofílicas han sido siempre las más habituales (Vandevivere et al., 2002). No obstante, el<br />
número de sistemas de temperatura termofílica ha aumentado significativamente en los<br />
últimos años. En el año 2006 las capacidades de producción mundiales de los sistemas que<br />
operan a temperatura mesofílica y termofílica a partir de FORSU fueron2.500.000 (66%) y<br />
1.300.000 toneladas/año (34%), respectivamente (De Baere, 2006).<br />
Biodigestores continuos ó discontinuos<br />
Los biodigestores continuos operan en régimen estacionario, lo que significa que la corriente<br />
de entrada (alimento) entra de forma continua al sistema sin interrupción, a la vez que las<br />
corrientes de salida (efluente y biogás) son retirados de igual modo. Los digestores<br />
discontinuos, sin embargo, operan en régimen no estacionario. En este caso, se carga<br />
inicialmente el residuo sólido e inóculo, se cierra el digestor, se lleva a las condiciones óptimas<br />
de trabajo, se espera un cierto tiempo mientras se produce la degradación y se descarga una<br />
vez que ha finalizado la generación de gas combustible. A nivel mundial, los digestores<br />
continuos son los más comunes (Vandevivere et al., 2002).<br />
Página | 181
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 4. TECNOLOGÍAS DEL BIOGÁS<br />
Digestión húmeda ó seca<br />
En la digestión húmeda se diluye el residuo hasta una concentración máxima del 15%en ST,<br />
aunque lo habitual es que la concentración de ST esté comprendida entre 7 y 12%. En la<br />
digestión seca se trabaja con residuos con una concentración de ST superior al 15%, siendo el<br />
intervalo frecuente del 20-40%. Tomando como referencia la degradación anaeróbica de la<br />
FORSU en el año 2006, los sistemas de degradación seca supusieron el 55% de la capacidad de<br />
producción mundial de biogás y la fermentación húmeda el 44% (De Baere, 2006).Como se<br />
verá a continuación, lo más habitual es que la FORSU y determinados residuos ganaderos<br />
puedan utilizarse en los mismos reactores de digestión anaeróbica, aunque con ciertas<br />
modificaciones. No obstante, en algunos casos, los sistemas para la degradación anaeróbica de<br />
la FORSU, los lodos procedentes de la depuración de aguas residuales y los residuos ganaderos<br />
son también comparables, como es el caso del digestor continuo de mezcla perfecta, en el que<br />
se pueden utilizar los tres tipos de residuos orgánicos.<br />
2.2.1 TIPOS DE DIGESTORES<br />
2.2.1.1 DIGESTOR CONTINUO DE MEZCLA PERFECTA<br />
El sistema más común en la fermentación húmeda es el digestor continuo de mezcla perfecta,<br />
que opera en régimen estacionario y consiste en un tanque en el que se mantiene una<br />
distribución uniforme de concentraciones, tanto de substrato como de microorganismos. Esto<br />
se consigue mediante un sistema de agitación adecuado, que puede ser mecánico (agitador de<br />
hélices o palas) o neumático (mediante la recirculación del biogás generado). En la Figura que<br />
se muestra a continuación se representan estos biorreactores con diferentes sistemas de<br />
agitación.<br />
Página | 182
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 4. TECNOLOGÍAS DEL BIOGÁS<br />
Figura 2.1. Digestores continuos de mezcla perfecta. Fuente: De Mes et al., 2003<br />
El tiempo de retención varía en función de la naturaleza del substrato y de la temperatura,<br />
pero generalmente está comprendido entre 2 y 4 semanas. Este tipo de reactores<br />
generalmente se usa para el tratamiento de residuos ganaderos con un porcentaje de ST de 2-<br />
10% y de la FORSU con concentración máxima de ST del 15%.<br />
En las plantas depuradoras de aguas residuales también se emplea en el tratamiento<br />
anaeróbico de los fangos debido a las bajas concentraciones de materia orgánica (Elias<br />
Castells, 2005).<br />
2.2.1.2 DIGESTOR CONTINUO DE FLUJO PISTÓN<br />
El digestor continuo de flujo pistón también se utiliza en la degradación anaeróbica de residuos<br />
orgánicos. Consiste en un tubo longitudinal en el que el alimento recorre el digestor de un<br />
extremo al otro manteniendo un flujo ordenado, sin mezcla, siguiendo el modelo de un pistón<br />
en un cilindro. Al igual que el digestor de mezcla perfecta, este sistema opera en régimen<br />
estacionario. Sin embargo, en este caso, las etapas anaeróbicas, como la hidrólisis y la<br />
metanogénesis, se llevan a cabo en secciones diferentes a lo largo de la longitud del tubo. No<br />
obstante, una de las dificultades de estos digestores es la falta de homogeneización en la<br />
sección transversal del flujo, lo que se puede solucionar mediante un sistema de agitación. En<br />
la Figura mostrada a continuación se esquematizan las tres configuraciones del biodigestor<br />
continuo de flujo pistón con mayor implantación a nivel mundial.<br />
Página | 183
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 4. TECNOLOGÍAS DEL BIOGÁS<br />
Los digestores discontinuos se utilizan frecuentemente para la fermentación seca de la FORSU<br />
con concentración entre el 20 y 40% de ST, así como en el tratamiento de residuos ganaderos<br />
con una alta fracción de partículas sólidas suspendidas (De Mes et al., 2003).<br />
Figura 2.1. Digestores continuos de flujo pistón. A: Diseño Dranco, B: Diseño Kampogas y BRV, C:Diseño Valorga. Fuente:<br />
Vandeviere et al., 2002.<br />
2.2.1.3 DIGESTOR DISCONTINUO<br />
Por otra parte, el digestor discontinuo puede ser rectangular o cilíndrico y opera en régimen<br />
no estacionario (ver figura). Las etapas de la digestión anaeróbica ocurren a diferente<br />
velocidad en el digestor discontinuo (De Mes et al., 2003).<br />
Estos digestores se utilizan principalmente en el tratamiento de los residuos orgánicos con<br />
elevada concentración en sólidos, ya que estos dificultan la utilización de los sistemas de<br />
bombeo necesarios en los sistemas continuos. Por ello, se utilizan en el tratamiento de<br />
determinados residuos ganaderos y, en menor medida, en el tratamiento de la FORSU (De Mes<br />
et al., 2003; Elias Castells, 2005).<br />
Página | 184
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 4. TECNOLOGÍAS DEL BIOGÁS<br />
Figura 2.2.Digestor discontinuo<br />
Por otra parte, los reactores anteriores pueden combinarse para conseguir sistemas<br />
degradación anaeróbica más eficientes en función del tipo de residuo. Como ya se ha<br />
comentado, la concepción de los sistemas de dos o más fases está basada en el hecho de que<br />
los distintos grupos de bacterias involucradas en el proceso de descomposición de la materia<br />
orgánica requieren diferentes condiciones de pH y tiempo de retención para su crecimiento<br />
óptimo. Ello implica la realización de las fases que constituyen el proceso de digestión en<br />
diferentes reactores. Así, en el primer reactor ocurre la hidrólisis y acidogénesis de la materia<br />
orgánica, mientras que en el segundo se lleva a cabo la acetogénesis y metanogénesis del<br />
material acidificado. En el primer reactor, la velocidad de reacción viene determinada por la<br />
velocidad de hidrólisis de la celulosa y en el segundo por la velocidad de crecimiento<br />
microbiano. Este tipo de sistemas ha sido aplicado con éxito a la digestión de residuos con alta<br />
concentración de azúcares y bajo contenido en sólidos, pero no para residuos y fangos<br />
complejos cuyo limitante es la etapa de hidrólisis (Elias Castells, 2005).<br />
2.2.2 PROCESOS INDUSTRIALES EN SISTEMAS DE DEGRACIÓN HÚMEDA<br />
A nivel industrial se han desarrollado diferentes procesos basados tanto en la fermentación<br />
húmeda como seca. Estos procesos constan de una o varias etapas (De Mes et al., 2003).<br />
Entre los sistemas húmedos, que se están utilizando en la actualidad en las plantas de<br />
producción de biogás, destacan los siguientes procesos:<br />
AVECON o proceso Vaasa<br />
VAGRON<br />
Página | 185
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 4. TECNOLOGÍAS DEL BIOGÁS<br />
Bigadan<br />
ENVITAL/ROS ROCA<br />
HAASE<br />
LINDE<br />
BTA<br />
2.2.2.1 PROCESO AVECON<br />
En Europa existan 4 plantas del proceso AVECON (Braber, 1995; Jong et al., 1993). Este proceso<br />
puede trabajar tanto a temperaturas termófilas como mesófilas. La planta situada en Vaasa<br />
(Finlandia) opera a las dos temperaturas mediante dos sistemas en paralelo. Este proceso<br />
consta de un reactor que está dividido en dos compartimentos para poder incluir una etapa de<br />
pre-digestión. El sistema de agitación es neumático, mediante la recirculación del biogás. Este<br />
sistema ha sido utilizado para la degradación de varios tipos de residuos orgánicos (FORSU,<br />
lodos de depuradora, etc.). La producción de biogás varía entre 100 y 150 m3/ton de residuo<br />
añadido, con una reducción de volumen del 60%.<br />
2.2.2.2 PROCESO VAGRON<br />
El proceso VAGRON (Vagron, 2000) se utiliza principalmente en la digestión anaeróbica de la<br />
FORSU. La planta de Groningen (Holanda) trata RSU, iniciándose el proceso con la separación<br />
mecánica de la FORSU, que posteriormente pasa a la etapa de digestión. En el reactor la<br />
temperatura del proceso de fermentación es aproximadamente de 55ºC(fermentación<br />
termófila) y el tiempo de residencia de la materia orgánica es de aproximadamente 18 días.<br />
Durante ese tiempo el 60% de la materia orgánica se transforma en metano, produciendo un<br />
total de 125 m3de biogás por tonelada de FORSU.<br />
2.2.2.3 PROCESO BIGADAN<br />
El proceso Bigadan (Hjort-Gregersen, 2000; Caddet Centre or renovable energy y OECD,<br />
2000) fue desarrollado por la compañía Krüger en Dinamarca y existen más de 20 plantas<br />
operativas en este país (Davinde, Fangel, Grindsted, Mysted, etc.). Este sistema se utiliza para<br />
la codigestión de residuos ganaderos, residuos industriales y residuos urbanos. Inicialmente, el<br />
RSU se introduce en una trituradora donde se reduce el tamaño hasta aproximadamente 80<br />
mm. El producto obtenido se transporta mediante cintas transportadoras hasta un segundo<br />
triturador, pasando previamente por un separador magnético que elimina los metales, para<br />
obtener finalmente piezas de 10 mm que son mezcladas con los residuos de ganado y los<br />
lodos. Esta mezcla se transporta al tanque de preparación donde se produce una agitación<br />
intensa y homogénea de modo que se forme una suspensión y, desde allí, se bombea a dos<br />
tanques de pasteurización que se encuentran a 70ºC. El digestor opera a 38ºC con un tiempo<br />
de retención hidráulica de 20-24 días. La cantidad diaria de biomasa digerida es de<br />
aproximadamente 200 toneladas produciendo entre 8.000 y 9.000 Nm3biogás/día.<br />
Página | 186
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 4. TECNOLOGÍAS DEL BIOGÁS<br />
2.2.2.4 PROCESO ENVITAL/ROS ROCA<br />
El proceso ENVITAL/ROS ROCA consta de una etapa de fermentación que opera a<br />
temperaturas mesófilas. Existen numerosas plantas en Europa basadas en esta tecnología:<br />
Vasteras y Skelleftea (Suecia), Deisslingen y Gesher (Alemania), Isla de Saarema (Estonia),<br />
Viena (Austria), Lommel (Bélgica), Krosno (Polonia), Voghera (Italia), Sâo Martinho do Porto<br />
(Portugal), etc. En nuestro país existes varias plantas en funcionamiento (Lanzarote, Ávila,<br />
Palma de Mallorca, etc.). La planta de Zonzamas (Lanzarote) está diseñada para operar 36.000<br />
toneladas/año de FORSU y lodos de depuradora.<br />
2.2.2.5 PROCESO HAASE<br />
La primera planta de biometanización del proceso HAASE se construyó en Groeden (Alemania)<br />
en 1995-96 para la codigestión de diferentes residuos orgánicos (residuos ganaderos, de la<br />
industria alimentaria, etc.). En nuestro país la única planta que opera en dos etapas está<br />
basada en esta tecnología y está situada en San Román de la Vega (León). Esta planta entró en<br />
funcionamiento en 2005 y tiene una capacidad de tratamiento de 200.000 toneladas/año de<br />
RSU. El proceso incluye un tratamiento mecánico previo para la separación de metales, papel y<br />
plásticos. La fracción orgánica (50.000 toneladas/año) se transforma en biogás en dos<br />
digestores de 600 m3 cada uno que operan a temperaturas mesófilas.<br />
2.2.2.6 PROCESO LINDE<br />
Otro proceso de biometanización húmedo es el desarrollado por LINDE en dos etapas ya<br />
temperaturas mesófilas o termófilas. Las plantas de biometanización de FORSU situadas en la<br />
zona franca de Barcelona (150.000 toneladas/año) y Pinto en Madrid (140.000 toneladas/año)<br />
están basadas en este proceso. En Europa existen numerosas plantas para el tratamiento de<br />
diferentes residuos orgánicos. Algunos ejemplos son la planta de codigestión de residuos<br />
sólidos urbanos y lodos de depuradora de Radeberg (Alemania), la planta para la cofermentación<br />
de residuos biológicos y purines de Fürstenwalde (Alemania) y la planta de<br />
biometanización de FORSU de Wels (Austria).<br />
2.2.2.7 PROCESO BTA<br />
El proceso BTA (Jong et al., 1993; Vandevivere et al., 2002) fue desarrollado en Alemania para<br />
la digestión de la FORSU. Este sistema consta de las siguientes etapas: pretratamiento de los<br />
RSU por medios mecánicos, térmicos y químicos; separación de sólidos biológicos disueltos y<br />
no disueltos; hidrólisis anaeróbica de sólidos biodegradables; y metanización de los materiales<br />
biológicos disueltos. La metanizaciónse produce a bajas concentraciones de sólidos y<br />
temperaturas mesófilas. Después de la deshidratación, los sólidos no degradados, con una<br />
concentración de sólidos totales del 35%, se utilizan como material de compost.<br />
Página | 187
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
2.2.3 PROCESOS INDUSTRIALES EN SISTEMAS DE DEGRACIÓN SECA<br />
CAPÍTULO 4. TECNOLOGÍAS DEL BIOGÁS<br />
Como ya se ha comentado, los sistemas de degradación seca tienen un mayor nivel de<br />
implantación industrial que los correspondientes sistemas de degradación húmeda (De Baere,<br />
2006). En la actualidad, las plantas de producción de biogás, mediante fermentación seca,<br />
utilizan principalmente los siguientes procesos:<br />
Valorga<br />
Dranco<br />
Kampogas<br />
BRV<br />
Biocell<br />
Linde<br />
2.2.3.1 PROCESO VALORGA<br />
El proceso Valorga (Jong et al., 1993; Vandevivere et al., 2002) es un proceso semicontinuo que<br />
consta de una etapa. Fue desarrollado en Francia y la primera planta comenzó a operar en<br />
1988 en Amiens. El digestor es cilíndrico y tiene en su base alrededor de 300 difusores que<br />
permiten la inyección de biogás recirculado a alta presión (8 bares) para conseguir la agitación<br />
y homogeneización de los residuos. Estos se introducen de forma continua por la base del<br />
reactor, ascienden impulsados por el biogás y deben de dar la vuelta a una pared interior de<br />
hormigón antes de llegar a la salida. Este recorrido les obliga a quedarse en el reactor durante<br />
tres semanas, hasta su completa degradación. El biogás producido por la fermentación<br />
bacteriana se capta y almacena a la salida. En estos reactores el tiempo de residencia es de 18-<br />
25 días. Las producciones de biogás son del orden de 80-160 m3/ton. El lodo obtenido se<br />
prensa posteriormente y se vende como compost. En la planta de Amiens se combinan cuatro<br />
reactores mesófilos con la incineración de residuos y materia no digerida. Las dos nuevas<br />
plantas de Madrid también utilizan este proceso con gran capacidad de tratamiento de<br />
residuos, de aproximadamente 200.000 T/año<br />
PROCESO DRANCO<br />
El proceso Dranco (Dry Anaerobic Composting) (Jong et al., 1993; Vandevivere et al., 2002; De<br />
Baere, 2000) fue desarrollado en Gent (Bélgica) y se lleva a cabo en un reactor vertical de flujo<br />
de pistón sin mezcla mecánica. El alimento se introduce por la parte superior del reactor, y el<br />
material digerido es eliminado por la base al mismo tiempo. Parte del material digerido es<br />
reciclado y utilizado como material de inoculación, mientras que el resto se utiliza como<br />
compost. El digestor puede operar a temperaturas mesófilas y termófilas, y a concentraciones<br />
elevadas de sólidos. El contenido total de sólidos del digestor depende del origen de los<br />
residuos, pero suele estar en el intervalo de 15 a 40%. El tiempo de residencia del reactor es<br />
entre 15 y 30días, la temperatura de operación es 50-58ºC y el biogás producido está<br />
comprendido entre 100 y 200 m3/tonelada, con un contenido en metano del 55%.<br />
Página | 188
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 4. TECNOLOGÍAS DEL BIOGÁS<br />
2.2.3.2 PROCESO KAMPOGAS<br />
El proceso Kampogas (Jong et al., 1993; De Baere, 2000) es un sistema de digestión termofílico<br />
de alto contenido en sólidos que ha sido desarrollado en Suiza. Es similar al anterior con la<br />
diferencia de que el proceso tiene lugar en un reactor cilíndrico horizontal. Este reactor está<br />
equipado con un agitador guiado hidráulicamente, lo que garantiza que los residuos que<br />
tienden a flotar se mantengan el tiempo suficiente en el reactor para que puedan ser<br />
digeridos. Una parte del material orgánico se recircula como inóculo.<br />
2.2.3.3 SISTEMA BRV<br />
El sistema BRV (Vandevivere et al., 2002) se desarrolló en Suiza y es un sistema de conversión<br />
aeróbico/anaeróbico, en el que la fase anaeróbica es el sistema Kampogas descrito<br />
anteriormente.<br />
2.2.3.4 PROCESO BIOCELL<br />
El proceso Biocell (Jong et al., 1993; Brummeler-ten, 2000) opera de forma discontinua (por<br />
lotes) y a temperaturas termofílicas. La alimentación del digestor, con una concentración de<br />
30-40% de sólidos totales, se obtiene mezclando los residuos orgánicos entrantes con los<br />
sólidos digeridos obtenidos en la etapa anterior. Los residuos se mantienen dentro del digestor<br />
hasta que la producción de biogás cesa. En1997 una planta a escala industrial comenzó a<br />
funcionar en Leystad (Holanda). Esta planta trata 50.000 toneladas por año de residuos sólidos<br />
produciendo energía y compost. El tiempo de retención es de aproximadamente 21 días.<br />
2.2.3.5 PROCESO LINDE<br />
Además de la tecnología de degradación húmeda, Linde ha patentado un proceso de<br />
fermentación seca que opera a temperaturas termófilas o mesófilas en un biorreactor tubular<br />
con orientación horizontal, lo que permite maximizar la superficie de salida de biogás. Con esta<br />
configuración, el flujo secuencial permite el control del tiempo de residencia de la masa y<br />
asegura la higienización en el proceso termófilo. Las plantas de codigestión de purines,<br />
residuos de gastronomía y FORSU de Rügen (Alemania) y de tratamiento anaeróbico-aeróbico<br />
de FORSU y residuos vegetales de Baar-Blickendorf (Suiza) esán basados en esta tecnología. En<br />
nuestro país, la planta de biometanización de Valladolid es un ejemplo de este proceso.<br />
2.3 SISTEMAS DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES<br />
Como se comentó con anterioridad, los procesos de degradación anaeróbica se utilizan<br />
generalmente en el tratamiento de las aguas residuales de origen industrial que presentan<br />
valores elevados de DBO.<br />
Página | 189
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 4. TECNOLOGÍAS DEL BIOGÁS<br />
En la actualidad, existen diversos sistemas utilizados para el tratamiento biológico anaeróbico<br />
de la materia orgánica contenida en las aguas residuales (De Mes et al.,2003).:<br />
el digestor de contacto anaeróbico<br />
el digestor de filtro anaeróbico<br />
el digestor de capa de lodo anaeróbico con flujo ascendente<br />
el digestor de circulación interna<br />
Todos ellos son sistemas de digestión de alta velocidad, es decir, el tiempo de retención de los<br />
sólidos es mayor que el correspondiente tiempo de retención hidráulico. Los sistemas de alta<br />
velocidad resultan más adecuados para aguas residuales, ya que contienen concentraciones<br />
bajas de sólidos.<br />
2.3.1 DIGESTOR DE CONTACTO ANAERÓBICO<br />
El digestor de contacto anaeróbico (ver figura mostrada) es un sistema de cultivo en<br />
suspensión que emplea una unidad de separación de sólidos por sedimentación (o filtración)<br />
para recircular los microorganismos. En los digestores es importante que tenga lugar una<br />
buena mezcla del substrato a descomponer y de los lodos recirculados que contienen los<br />
microorganismos para favorecer la acción de estos últimos. Esto se consigue mediante<br />
agitación mecánica o recirculación del biogás. La importancia de esta agitación aumenta con el<br />
tamaño del digestor, ya que cuanto mayor es el mismo, más posibilidades hay de que<br />
aparezcan zonas de no contacto en las que no tenga lugar la degradación. El efluente<br />
procedente del digestor se desgasifica y se introduce en la unidad de decantación en la que se<br />
separan los lodos, que se recirculan a la unidad de digestión, introduciéndose por el fondo. La<br />
eficiencia del proceso depende fundamentalmente de que haya una buena sedimentación.<br />
Página | 190
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 4. TECNOLOGÍAS DEL BIOGÁS<br />
Figura 2.3. Diagrama de un sistema de contacto anaeróbico (AC)<br />
2.3.2 DIGESTOR DE FILTRO ANAERÓBICO<br />
El digestor de filtro anaeróbico (ver figura) está dotado de un filtro de material inerte para que<br />
los flóculos bacterianos queden atrapados o se adhieran y las bacterias crezcan entre los<br />
huecos, permitiendo así una elevada concentración de las mismas en el reactor. De esta forma,<br />
se evita que las bacterias responsables del proceso anaeróbico se pierdan en la separación de<br />
los lodos. El flujo puede ser ascendente o descendente y el material de relleno puede tener<br />
una orientación especial o estar desordenado, pero debe ser muy poroso, ligero y poseer una<br />
gran superficie específica para favorecer la adhesión de las bacterias. Sin embargo, la mayor o<br />
menor porosidad no va a condicionar el rendimiento, puesto que la mayor parte de la<br />
actividad la realizan los microorganismos en suspensión, no los adheridos al filtro. El principal<br />
inconveniente que tienen estos reactores es que no pueden ser alimentados con efluentes que<br />
contengan muchos sólidos en suspensión, ya que podrían quedar obturados. Son más<br />
adecuados para aquellos casos en que la carga orgánica está principalmente disuelta como es<br />
el caso de las aguas residuales.<br />
Un caso especial de reactores de filtro anaeróbico es el digestor de película fija. El filtro está<br />
formado por tubos cilíndricos orientados en el sentido del flujo para evitar que se produzca el<br />
atasco. Suelen trabajar con flujo descendente y admiten substratos de composición muy<br />
variable.<br />
Página | 191
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 4. TECNOLOGÍAS DEL BIOGÁS<br />
Figura 2.4.Esquema de un reactor anaeróbico de filtro.<br />
2.3.3 REACTOR UASB O REACTOR DE CAPA DE LODO ANAERÓBICO<br />
Otro tipo de digestor empleado en el tratamiento de las aguas residuales es el reactor UASB<br />
(Upflow Anaerobic Sludge Bed) o reactor de capa de lodo anaeróbico con flujo ascendente (ver<br />
figura). Este tipo de reactor fue desarrollado en Holanda y es de alta eficiencia, aunque su<br />
estructura es relativamente simple. No contiene relleno y generalmente no necesita agitación.<br />
El agua residual a tratar se introduce por la parte inferior del digestor y fluye en sentido<br />
ascendente a través de un manto o cama de fango constituido por gránulos o partículas<br />
formadas biológicamente. El tratamiento se produce al entrar en contacto el agua residual y<br />
las partículas. El biogás producido provoca una circulación interior, que colabora a la<br />
formación y mantenimiento de los gránulos, removiendo el manto de fangos y permitiendo el<br />
intercambio de estos con el agua residual. Parte de este gas se adhiere a las partículas<br />
biológicas y tanto el biogás libre como las partículas a lasque se ha adherido el gas, ascienden<br />
hacia la parte superior del digestor biológico.<br />
Allí, se produce la liberación del biogás adherido a las partículas, al entrar éstas en contacto<br />
con unos deflectores desgasificadores. Las partículas desgasificadas vuelven a caer a la zona<br />
inferior del digestor y el biogás se captura en una bóveda de recogida de gases instalada en la<br />
parte superior del reactor. El agua residual tratada, que contiene algunos sólidos residuales y<br />
algunos gránulos biológicos, abandona el reactor por rebose y se conduce a una cámara de<br />
sedimentación, donde se separan los sólidos residuales y se reconducen a la superficie del<br />
manto de fango a través del sistema de deflectores<br />
Página | 192
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 4. TECNOLOGÍAS DEL BIOGÁS<br />
Figura 2.5.Diagrama de un reactor de tipo UASB.<br />
2.3.4 REACTOR IC (INTERNAL CIRCULATION) O REACTOR DE CIRCULACIÓN INTERNA<br />
Por último, el reactor IC (Internal Circulation) o reactor de circulación interna, está basado en<br />
la tecnología del proceso UASB con dos etapas de separación trifásica. El sistema consta de dos<br />
etapas tipo UASB colocados uno sobre el otro, como se puede observar en la Figura. En el<br />
compartimento inferior la concentración de materia orgánica es elevada, mientras que en la<br />
superior es pequeña. El afluente se introduce en el primer compartimento por la base del<br />
sistema a través de un sistema de distribución interno. En el compartimento inferior, que<br />
contiene un manto concentrado y expandido de lodo granular, la mayor parte de la materia<br />
orgánica se convierte en biogás. Esto provoca la expansión/fluidización del lecho de lodo que<br />
se eleva por la velocidad ascendente provocada por la mezcla del afluente, la recirculación<br />
interna y el flujo del biogás. El contacto que se realiza entre el agua residual y la biomasa<br />
produce un lodo muy activo, que tiene la capacidad de tratar elevadas concentraciones de<br />
materia orgánica con elevada conversión. El biogás producido en esta primera etapa se recoge<br />
en los colectores de gas inferiores, empleándose para promover el ascenso del agua residual<br />
tratada y el lodo a través de una tubería central ascendente que termina en el tanque<br />
desgasificador situado en la parte alta del sistema. El biogás sale del digestor y la mezcla de<br />
agua tratada y el lodo desciende directamente al fondo del digestor por una tubería central<br />
descendente equivalente a la anterior. El efluente de la primera etapa se dirige a la segunda,<br />
donde se mejora la eficacia del proceso, degradándose el resto de la materia orgánica. El<br />
biogás producido en la segunda etapa se recoge en los colectores superiores, mientras que el<br />
efluente tratado abandona el reactor por rebose.<br />
Página | 193
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 4. TECNOLOGÍAS DEL BIOGÁS<br />
Figura 2.6.Diagrama de un reactor de tipo IC.<br />
3 PLANTAS DE BIOGÁS<br />
3.1 ESTUDIO BÁSICO DE UNA PLANTA DE BIOGÁS<br />
El estudio básico de una planta de biogás debe incluir al menos lo siguientes apartados:<br />
Realización de un diagnóstico inicial evaluando aspectos energéticos, medioambientales,<br />
logísticos, agrícolas, legislativos etc. Que influyen en el proyecto.<br />
<strong>Estudio</strong> de la disponibilidad y características de los residuos agroindustriales para la codigestión<br />
Si procede, realización de ensayos de potencial máximo de producción de biogás para<br />
residuos o mezcla de residuos de mayor importancia<br />
Si procede, simulación de procesos de co-digestión a escala piloto con mezclas seleccionas:<br />
evaluación de la carga orgánica óptima, efecto de los pretratamientos calidad del biogás y<br />
el digestato, etc. Determinación de la mezcla óptima para maximizar producción de<br />
biogás.<br />
Si procede, evaluación de la calidad del digestato y pruebas de aplicación en cultivos.<br />
Página | 194
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 4. TECNOLOGÍAS DEL BIOGÁS<br />
Elaboración de un informe que describa las materias primas a emplear características<br />
técnicas y funcionamiento básico de la planta de biogás, uso previsto del biogás coste de<br />
inversión y explotación, balances energéticos medio ambientales, económicos así como<br />
otros elementos relevantes.<br />
Para la determinación de la potencia requerida en una instalación se deben realizar las<br />
curvas de demando de energía eléctrica y calorífica.<br />
• Cálculos de las Curvas de Demanda<br />
• Datos de consumo<br />
• Determinar días tipos de la instalación<br />
• Curvas demanda de energía eléctrica<br />
• Curvas demanda de energía calorífica.<br />
3.2 TAMAÑOS DE LAS PLANTAS DE BIOGAS<br />
Fuente: www. Utec-bremen.de, “Biogás, substratos, desarrollo de la técnica, costos”<br />
Plantas pequeñas<br />
• Millones en India, China<br />
• Biodigestor 1 hasta 4 m³<br />
• Aplicación: Cocinar y alumbrado<br />
Plantas industriales agrícolas<br />
• Biodigestores de 100 hasta 10.000 m³<br />
• Cogeneración, 20 kWel hasta 2 MWel<br />
Plantas industriales tratadora de desechos<br />
• Biodigestores 1.000 hasta 10.000 m³<br />
• Cogeneración, 100 kWel hasta 6 MWel<br />
3.3 DISEÑO DE UNA PLANTA DE BIOGÁS<br />
Fuente: Cogeneración a partir de Biogas. I Jornada de microgeneración, Universidad Politécnica de Valencia, 20 de Octubre<br />
2010.<br />
Página | 195
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 4. TECNOLOGÍAS DEL BIOGÁS<br />
3.4 RENDIMIENTO DE UNA PLANTA DE BIOGÁS<br />
Fuente: Terra Viva Tec S.L.INFORMACIÓN PLANTAS DE BIOGÁS 150 – 2.000 kWel .Dr. Matthias Barz<br />
El gráfico siguiente muestra la producción posible de biogás por tonelada de materia prima.<br />
Pero hay que tener en cuenta, este rendimiento también está muy relacionado con los<br />
parámetros concretos e individuales de la planta de biogás y del proceso. Estos datos no sirven<br />
para un cálculo exacto del rendimiento de una planta de biogás. Para un cálculo más profundo<br />
Página | 196
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 4. TECNOLOGÍAS DEL BIOGÁS<br />
hay que analizar en detalle la disponibilidad y la calidad de la materia prima en los alrededores<br />
de la futura planta. Importante en este contexto es la composición y el porcentaje de la masa<br />
seca de la biomasa. También hay que tener en cuenta todos los aspectos de la logística para<br />
asegurar una continua alimentación de la planta día por día.<br />
Fuente: www.probiogas.es<br />
El proyecto singular y estratégico PROBIOGAS integra un conjunto de actividades de carácter<br />
científico tecnológico que están interrelacionadas entre sí y que tienen como objetivo común<br />
“el desarrollo de sistemas sostenibles de producción y uso de biogás en entornos<br />
agroindustriales, así como la demostración de su viabilidad y promoción en España”<br />
SUBPROYECTO 1: Materias primas<br />
En el subproyecto 1 “materias primas” se aborda la disponibilidad, características y<br />
distribución geográfica de estas materias. Entre los resultados esperados destaca la<br />
elaboración de un mapa de materias primas y potencial de biogás en España, el cual se espera<br />
que sea una útil herramienta en el diseño de plantas y sirva para la definición de políticas de<br />
apoyo al sector. Por otra parte, se diseñarán modelos de evaluación de la sostenibilidad de los<br />
sistemas de producción y uso de biogás para estandarizar su análisis y facilitar la elaboración<br />
de proyectos.<br />
Página | 197
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 4. TECNOLOGÍAS DEL BIOGÁS<br />
<br />
PROBIOGAS. Sp1. Metaniza<br />
Metaniza es una herramienta para la evaluación de la sostenibilidad de una planta de biogás<br />
agroindustrial. Ha sido desarrollada en el marco del subproyecto 1 de PROBIOGAS, por ainiacentro<br />
tecnológico y Ciemat, con la colaboración externa de BYDT.<br />
Metaniza sirve para facilitar las tareas de diseño de una planta de biogás agroindustrial.<br />
Permite realizar balances energéticos, medioambientales y económicos de forma rápida y<br />
sencilla, a partir de las materias primas de partida.<br />
Algunas Características:<br />
Posibilidad de introducción de datos propios y/o uso de las Bases de Datos de<br />
PROBIOGAS (inventarios comarcales de materias primas, productividad y<br />
características químicas de las materias primas, etc.).<br />
Posibilidad de seleccionar hasta 10 co-sustratos.<br />
Detección de mezclas no compatibles técnicamente.<br />
Distintos grados de personalización. El programa permite introducir datos<br />
propios económicos, energéticos y ambientales.<br />
Página | 198
CAPITULO 5.<br />
COSTES DEL BIOGÁS
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
1 INTRODUCCIÓN<br />
CAPÍTULO 5. COSTES DEL BIOGÁS<br />
Fuente: www.ainia.es<br />
En la viabilidad técnica y económica de una planta de biogás influyen un gran número de<br />
factores que deben ser considerados:<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
Tecnología<br />
Disponibilidad y garantía de suministro en los residuos<br />
Costes de transporte<br />
Calidad<br />
Aplicación potencial de los digestatos<br />
Utilización eficiente del calor generado en el motor<br />
Gestión de electricidad producida<br />
Los condicionantes medioambientales del entorno<br />
Los trámites legales a llevar a cabo frente a las administraciones competentes<br />
Otros<br />
Para el cálculo de la rentabilidad o análisis financiero de plantas de biogás es de crucial<br />
importancia la determinación del grado de eficiencia de las unidades de generación de energía<br />
eléctrica. Pequeños porcentajes mayores o menores al 1 % en grado de eficiencia de las<br />
unidades de generación representan una mayor o menor utilidad por la generación de energía<br />
eléctrica.<br />
Grado de eficiencia de las unidades de generación<br />
→ Grado de Eficiencia del Motor: Es la relación entre la energía mecánica que genera el<br />
motor y el contenido de energía del combustible que se utiliza.<br />
• El Grado de eficiencia de Motores combustión interna Otto y Motores de<br />
ignición: 45%<br />
→ Grado de Eficiencia del Generador: En el generador se transforma la energía mecánica<br />
que genera el motor en energía eléctrica.<br />
• El Grado de eficiencia eléctrico de generadores esta en el orden de 90-<br />
97%,<br />
Grado de Eficiencia Eléctrica: Se obtiene por la multiplicación del grado de eficiencia del motor<br />
por el grado de eficiencia del generador<br />
Grado de Eficiencia Térmica: El grado de eficiencia térmica es siempre mayor que el grado de<br />
eficiencia eléctrica, y depende del tipo de motor y construcción.<br />
Grado de Eficiencia Total la Unidad de Generación: El grado de eficiencia total de un sistema<br />
de generación se calcula como la suma de la eficiencia eléctrica y térmica. Por ejemplo:<br />
Página | 200
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 5. COSTES DEL BIOGÁS<br />
2 APPA, ASOCIACIÓN DE PRODUCTORES DE ENERGIAS<br />
RENOVABLES<br />
2.1 REVISIÓN RÉGIMEN ECONÓMICO ENERGÍAS RENOVABLES.<br />
INFORME PROPUESTAS APPA. NOVIEMBRE 2006.<br />
PROPUESTAS DE APPA: BIOMASA →BIOGÁS<br />
2.1.1 RETRIBUCIONES REQUERIDAS. CASO A: DIGESTORES<br />
Debido a las grandes diferencias de costes y de inversión determinadas por las realidades a la<br />
que se aplica esta tecnología, resulta necesario e imprescindible establecer tarifas en función<br />
de las potencias instaladas para asegurar el desarrollo de la misma de manera que permita<br />
generar energía distribuida, lo que puede significar la tecnificación avanzada del desarrollo<br />
rural y de este modo crear un impacto socioeconomómico y energético muy significativo. De<br />
esta manera se cubrirían las necesidades ya sea para una planta pequeña de ámbito rural (P<<br />
500 kw) la de una de tipo medio para purines y otros residuos (aprox. 1 MW) o una gran<br />
instalación de FORSU de 3 MW. Lo mismo ocurre con las EDAR.<br />
Tramo de<br />
potencia<br />
Potencia (kW)<br />
RETRIBUCIONES REQUERIDAS<br />
Potencia<br />
Caso Tipo<br />
(kW)<br />
Inversión<br />
total<br />
(Millones €)<br />
Producción<br />
(MWh/a)<br />
1 0-500 150 1,2 0,95<br />
2 500-1000 500 4,5 3375<br />
3 1000-3000 1000 7 6750<br />
Costes<br />
O&M<br />
(c€/k<br />
Wh)<br />
TIR de<br />
proy.a<br />
15 años<br />
(%)<br />
Tarifas<br />
finales<br />
(c€/kWh)<br />
17,5 7 23<br />
12 8 17<br />
13,5 8 15<br />
4 >3000 4000 21,1 26400 7 8 10<br />
2.1.2 RETRIBUCIONES REQUERIDA. CASO B: VERTEDEROS<br />
En este caso aunque la economía de escala juegue de la forma habitual, la menor complejidad<br />
técnica de las instalaciones permitiría eliminar los tramos de potencia, estableciendo un valor<br />
de referencia medio que de acuerdo con nuestro estudio sería del orden de 11,25 c€/kWh<br />
Página | 201
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 5. COSTES DEL BIOGÁS<br />
Potencia Caso<br />
Tipo (kW)<br />
Inversión total<br />
(Millones €)<br />
Producción<br />
(MWh/a)<br />
Costes O&M<br />
(c€/kWh)<br />
TIR de proy.a<br />
15 años (%)<br />
500 1,2 2400 4,2 8<br />
Tarifas<br />
finales<br />
(c€/kWh)<br />
11,25<br />
2.1.3 CONSIDERACIONES GENERALES<br />
1) Resulta imprescindible que se acepte la posibilidad de codigestionar los residuos<br />
ganaderos con otros residuos, en caso contrario resulta inviable técnicamente la<br />
generación de CH4, al verse inhibida por el elevado contenido de nitrógeno que<br />
presentan dichos residuos ganaderos.<br />
2) Las retribuciones indicadas en la tabla para la electricidad generada deberían<br />
incrementarse, cuando la instalación ceda calor a otros (“calor útil”), consiguiéndose<br />
valores del rendimiento eléctrico equivalente superiores al 55%, debido a que por una<br />
parte se aprovecha una energía renovable (grupo b) y por otra parte se produce el<br />
ahorro energético de una cogeneración (grupo a)<br />
3) Proponemos que se asimilen a los regímenes jurídico y económico de la producción de<br />
energía eléctrica a través del biogás en la propia instalación, los regímenes jurídico y<br />
económico del suministro de biogás a la red de distribución de gas natural y su<br />
eventual utilización para la producción eléctrica en una instalación convencional,<br />
independientemente de la ubicación física del punto o puntos de generación del<br />
biogás y de los equipos de aprovechamiento energético.<br />
4) Debe favorecerse la posibilidad de hibridación entre biogás y biomasa. Esta<br />
complementación permitiría mejorar la eficiencia energética de los sistemas<br />
combinando dichas tecnologías<br />
2.2 ESTUDIO DEL IMPACTO MACROECONÓMICO DE LAS ENERGÍAS RENOVABLES<br />
EN ESPAÑA. AÑO 2009<br />
2.2.1 EL SECTOR DE LAS ENERGÍAS RENOVABLES: EVALUACIÓN ECONÓMICA Y SOCIAL DEL<br />
AÑO 2009<br />
Página | 202
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
2.2.1.1 IMPACTO ECONÓMICO BIOMASA<br />
CAPÍTULO 5. COSTES DEL BIOGÁS<br />
La potencia instalada de biogás asciende a 171 MW, lo que supone el 68% del objetivo fijado<br />
en el PER 2005-2010 y que ascendía a 250 MW. Es relevante señalar que dos tercios de la<br />
producción de biogás tienen su origen casi exclusivamente en biogás de vertederos quedando<br />
relegados los digestores a un desarrollo mínimo con 12 MW de potencia instalada. La<br />
desviación respecto del objetivo inicialmente planteado, viene determinado por un régimen<br />
retributivo que no garantiza la obtención de una rentabilidad razonable de las instalaciones.<br />
Para determinar el nivel de rentabilidad razonable aplicable a esta tecnología, cabe señalar<br />
que la generación de energía a partir de biomasa tiene unas características particulares que<br />
han de ser tomadas en consideración:<br />
Existe un riesgo de suministro de materia prima: han de acordarse contratos a largo<br />
plazo con los suministradores, incorporando garantías adecuadas.<br />
Los precios de suministro son volátiles y deben ser acordados con los suministradores.<br />
Se trata de una tecnología muy heterogénea con un grado de maduración inferior a<br />
otras tecnologías.<br />
Estos condicionantes implican que, para la viabilidad del negocio así como para su financiación,<br />
la rentabilidad del proyecto ha de situarse en el 9%, similar a la de otras tecnologías<br />
renovables en sus inicios. De acuerdo al análisis realizado, para la obtención de un 9% de<br />
rentabilidad de plantas de diferente potencia, serían necesarios los siguientes precios de la<br />
energía:<br />
→ B.7.1. BIOGÁS PROCEDENTE DE BIODIGESTIÓN NATURAL (VERTEDEROS)<br />
• Precio de la energía para obtener una rentabilidad de las plantas del 9%:<br />
10,75 c€/kWh<br />
→ B.7.2. BIOGÁS DE BIODIGESTIÓN PROVOCADA INDUSTRIALMENTE (DIGESTORES)<br />
• Precio de la energía para obtener una rentabilidad del 9% de plantas con<br />
Potencia
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 5. COSTES DEL BIOGÁS<br />
3 IDAE, INSTITUTO PARA LA DIVERSIFICACIÓN Y AHORRO<br />
ENERGÉTICO<br />
3.1 BIOMASA: DIGESTORES ANAEROBIOS. OCTUBRE 2007<br />
3.1.1 PRODUCCIÓN ELÉCTRICA CON BIOGÁS<br />
Con independencia del grado de madurez de las tecnologías de aprovechamiento energético<br />
del biogás, se indican los rangos de potencia en que aquéllas pueden ser más adecuadas.<br />
Página | 204
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 5. COSTES DEL BIOGÁS<br />
Tabla 3.1. Tecnologías utilizadas para la valorización del biogás: rango de potencias, coste de instalación y<br />
operación y mantenimiento y eficiencia sobre el poder calorífico inferior. Fuente: CIRCE. 1 MCIA, motores de<br />
combustión interna alternativos<br />
4 COSTES DE PUESTA EN MARCHA<br />
4.1 COSTES DE PUESTA EN MARCHA DE UN PROYECTO DE GENERACIÓN DE<br />
ELECTRICIDAD USANDO BIOGÁS<br />
Sobre el coste que supone poner en marcha un proyecto de generación de electricidad usando<br />
biogás como fuente de energía, el Plan de Energías Renovables para España2005 - 2010 incluye<br />
un caso tipo (IDAE, 2005a), que puede dar una idea de los costes.<br />
4.1.1 FUENTE: PLAN DE ENERGÍAS RENOVABLES 2005-2010<br />
Por lo que respecta a las aplicaciones eléctricas del uso energético del biogás, la aprobación<br />
del Real Decreto 436/2004, de 12 de marzo, por el que se establece la metodología para la<br />
actualización y sistematización del régimen jurídico y económico de la actividad de producción<br />
de energía eléctrica en régimen especial, supone un hecho de extraordinaria importancia para<br />
el sector, por cuanto marca el régimen económico aplicable a la electricidad producida por<br />
este tipo de instalaciones, lo que es clave para asegurar su rentabilidad económica. La<br />
retribución económica del kWh exportado a la red dentro de este marco, en el que este tipo<br />
de instalaciones se encuentran incluidas dentro del grupo b.7 del artículo 2.1, puede<br />
Página | 205
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 5. COSTES DEL BIOGÁS<br />
considerarse adecuada, y se aplica al caso tipo siguiente, donde se recogen los principales<br />
aspectos a tener en cuenta para el análisis económico de una planta de este tipo.<br />
Tabla 4.1.Plan de Energías Renovables 2005-2010<br />
4.1.2 FUENTE: WWW.UTEC-BREMEN.DE, “BIOGÁS, SUBSTRATOS, DESARROLLO DE LA<br />
TÉCNICA, COSTOS”<br />
INVERSIÓN<br />
COSTOS<br />
COSTOS PROPORCIONALES<br />
Desarrollo de proyecto 3% 2% hasta 5%<br />
Infraestructura 5% 2% hasta 8%<br />
Digestores 50% 40% hasta 80%<br />
Conexión a la red 5% 0% hasta 5%<br />
Motor de gas 25% 0% hasta 35%<br />
Medidas compensatorias 2% 1% hasta 3%<br />
Ingeniería 10% 8% hasta 15%<br />
SENSIBILIDAD ECONÓMICA<br />
RIESGO<br />
POSIBILIDAD DE LIMITAR EL RIESGO<br />
Precios de substratos Alto Contratos a largo plazo<br />
Precio de energía Bajo Aumenta a largo plazo<br />
Personal en sitio Alto Formación, selección<br />
Utilización y residuos Medio Contratos a largo plazos<br />
Página | 206
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 5. COSTES DEL BIOGÁS<br />
COSTOS DE OPERACIÓN<br />
Suministro del substrato (i. transporte) 0-75%<br />
Almacenamiento del substrato 1%<br />
Reparaciones y mantenimiento 10-15%<br />
Manejo 5-10%<br />
Seguros 1%<br />
Analítica 1%<br />
Aplicación del efluente 0-5%<br />
Consumo del proceso 7-10%<br />
4.2 COSTES DE PUESTA EN MARCHA DE UN PROYECTO DE GENERACIÓN DE<br />
ELECTRICIDAD USANDO BIOGÁS DE VERTEDERO<br />
Fuente: Tecnologías avanzadas de generación eléctrica. Energías Renovables. Plantas de valorización de Biogás de<br />
vertedero. EVE, Ente Vasco de la Energía<br />
4.2.1 DATOS CONSTRUCTIVOS<br />
Estas instalaciones se localizan alrededor de vertederos de RSU en operación o ya clausuradas<br />
Plazos:<br />
Periodo de Construcción (meses): 12<br />
Vida útil (años): 25<br />
Requisitos Emplazamiento<br />
Conexión a la red eléctrica<br />
Superficie requerida (m2): 1.500<br />
4.2.2 DATOS ECONÓMICOS<br />
Inversión<br />
Para una planta de 2 x 650 kWe: 1.450 €/kW<br />
(excluidos los pozos de captación, que son por cuenta del gestor del vertedero)<br />
Ingresos y gastos<br />
Gastos de mantenimiento: 12€/MWh<br />
Seguros y otros: 30.000 €/año<br />
Página | 207
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 5. COSTES DEL BIOGÁS<br />
Prima para la venta de energía eléctrica (según R.D. 2818/1998 y R.D. 3490/2000)<br />
INVERSIONES<br />
Ingeniería, dirección de obras y otros 7%<br />
Edificio de instalaciones 12%<br />
Central de extracción de biogás 32%<br />
Equipos de generación eléctrica 32%<br />
Acometida a red eléctrica 17%<br />
5 FINANCIACIÓN<br />
5.1 INTRODUCCIÓN<br />
Fuente: Informe de Vigilancia Tecnológica Madri+d. “Situación actual de la producción de biogás y de su aprovechamiento”.<br />
Las distintas Administraciones Públicas suelen disponer de instrumentos de subvención y<br />
ayuda financiera para contribuir al fomento de las políticas medioambientales, dirigidas tanto<br />
a las propias Administraciones como a empresas privadas y particulares. Dichos incentivos<br />
económicos o medidas de apoyo financiero pueden provenir de fondos comunitarios, de<br />
asignaciones en los Presupuestos Generales del Estado y de fondos de las restantes<br />
administraciones públicas, en ocasiones con participación de unos y otros (cofinanciación).<br />
IDAE, Instituto para la Diversificación y el Ahorro Energético<br />
En la página Web del IDAE, se hace un repaso exhaustivo de todas las ayudas existentes en<br />
este ámbito (y que, por tanto, son susceptibles de afectar al biogás).<br />
En esta web se puede encontrar un análisis del marco de las políticas energéticas, tanto a nivel<br />
europeo como español, y un desglose actualizado de las distintas ayudas existentes en la UE,<br />
España y las Comunidades Autónomas.<br />
Además, el IDAE ha centralizado las líneas de financiación que anteriormente gestionaba el<br />
Instituto de Crédito Oficial, así como nuevas herramientas de financiación.<br />
Página | 208
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 5. COSTES DEL BIOGÁS<br />
Así, el IDAE ha habilitado una Línea de Préstamo, con una dotación inicial de 30 M€, para<br />
financiar inversiones en proyectos de energía solar térmica, fotovoltaica aislada y biomasa<br />
doméstica e instalaciones de cogeneración. Los beneficiarios podrán ser personas físicas,<br />
PYMES, comunidades de propietarios, comunidades de vecinos, ayuntamientos y otros<br />
organismos públicos, instituciones dependientes de ellos y otras formas jurídicas, excepto<br />
grandes empresas.<br />
Por otro lado, el IDAE ofrece otras formas de participación en proyectos de esta área, como<br />
son:<br />
<br />
Financiación por Terceros (F.P.T.)<br />
Constituye uno de los métodos más adecuados para acometer proyectos de inversión de<br />
ahorro y eficiencia energética y proyectos de generación de energía utilizando para ello<br />
distintas fuentes, incluidas las energías renovables. El IDAE, principal impulsor de este<br />
mecanismo de financiación en España, lo viene utilizando con éxito desde el año 1987<br />
<br />
Financiación de Proyectos y Arrendamiento de Servicios<br />
Modelo de financiación aplicable a proyectos de inversión en materia de ahorro, eficiencia<br />
energética y energías renovables, que dispongan de un análisis previo de viabilidad técnicoeconómica.<br />
Se trata de un nuevo modelo de colaboración financiera que supone la<br />
formalización de dos contratos: un contrato marco de colaboración y arrendamiento de<br />
servicios y un contrato de financiación de proyecto (crédito mercantil).<br />
<br />
Otras participaciones financieras de IDAE en proyectos energéticos:<br />
· Unión Temporal de Empresas (UTE)<br />
· Agrupaciones de Interés Económico (AIE)<br />
· Participación en Sociedades Anónimas<br />
· Cuentas de participación<br />
· Convenios de desarrollo tecnológico<br />
Por último no conviene olvidar otro tipo de ayudas, como son las deducciones en el Impuesto<br />
de Sociedades por inversiones destinadas a la protección del medio ambiente. En concreto, en<br />
el art. 39.3 del Real Decreto Legislativo 4/2004, de 5 de Marzo, por el que se aprueba el texto<br />
refundido de la Ley del Impuesto sobre Sociedades (BOE 61, de11 de Marzo de 2004) se dice:<br />
“Asimismo, podrá deducirse de la cuota integra el 10 por ciento de las inversiones realizadas<br />
en bienes de activo material nuevos destinados al aprovechamiento de fuentes de energía<br />
renovables consistentes en instalaciones y equipos con cualquiera de las finalidades que se<br />
citan a continuación: a)aprovechamiento de la energía proveniente del sol para su<br />
transformación en calor o electricidad; b) aprovechamiento, como combustible, de residuos<br />
sólidos urbanos o de biomasa procedente de residuos de industrias agrícolas y forestales, de<br />
residuos agrícolas y forestales y de cultivos energéticos para su transformación en calor o<br />
electricidad; c)tratamiento de residuos biodegradables procedentes de explotaciones<br />
ganaderas, de estaciones depuradoras de aguas residuales, de efluentes industriales o de<br />
residuos sólidos urbanos para su transformación en biogás; d) tratamiento de productos<br />
Página | 209
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 5. COSTES DEL BIOGÁS<br />
agrícolas, forestales o aceites usados para su transformación en biocarburantes (bioetanol o<br />
biodiésel)”.<br />
5.2 PLAN DE ENERGÍAS RENOVABLES PER 2005-2010<br />
5.2.1 INTRODUCCIÓN<br />
Para llevar a buen puerto los objetivos establecidos en el plan, se ha llevado a cabo una<br />
evaluación detallada de la inversión que se prevé acometer a lo largo del periodo, del carácter<br />
de esa inversión y de los apoyos públicos necesarios para alcanzar los objetivos. El análisis,<br />
basado en las especificidades de cada tecnología —grado de madurez, costes, contribución al<br />
objetivo global—, se soporta en el equilibrio de todos los factores, de tal forma que se logre<br />
alcanzar la rentabilidad privada y pública, movilizando los recursos necesarios para llevar a<br />
cabo las inversiones previstas.<br />
El apoyo público a las energías renovables constituye un factor clave para equilibrar la<br />
concurrencia en el mercado de las distintas fuentes energéticas<br />
Hay que señalar que algunas de las medidas en su día propuestas, se han convertido en<br />
realidades desde hace ya algunos años. Podemos destacar:<br />
→ Las deducciones fiscales por inversiones en aprovechamiento de las energías<br />
renovables<br />
→ La exención fiscal a los biocarburantes en el impuesto especial de hidrocarburos<br />
→ Las líneas de financiación con bonificación del tipo de interés (Línea ICOIDAE).<br />
Para establecer las necesidades de financiación de cada tecnología, se han determinado los<br />
parámetros técnico-económicos de cada una de ellas, dando lugar a la formulación de los<br />
correspondientes proyectos-tipo por tecnologías. Así, se ha obtenido la combinación de<br />
financiación que cada una requiere siempre manteniendo una rentabilidad suficiente tanto<br />
para el inversor, como para la entidad financiera. Más adelante se describirá el proyecto tipo<br />
en el AREA DEL BIOGÁS<br />
Del análisis de las inversiones propuestas en las diferentes tecnologías de acuerdo a la<br />
metodología utilizada, se puede destacar que el volumen de inversión global estimada para<br />
alcanzar los objetivos energéticos en el período considerado asciende a 23.599 millones de<br />
euros, que requerirán de una financiación propia de 4.720 millones de euros; la financiación<br />
restante deberá ser asumida por el mercado (18.198 millones de euros) y por las ayudas<br />
públicas a la inversión (681 millones de euros):<br />
Página | 210
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 5. COSTES DEL BIOGÁS<br />
Fuente de Financiación<br />
Promotores<br />
INVERSIÓN GLOBAL<br />
Importe (miles de euros) %<br />
4.719.728 20%<br />
Financiación ajena 18.197.974 77,1%<br />
Ayuda pública 680.939 2,9%<br />
TOTAL 23.598.641 100%<br />
Tal y como se desprende de la tabla anterior, el mayor peso de la financiación del Plan<br />
corresponde al mercado financiero, por lo que resulta fundamental situar a las diferentes<br />
tecnologías en una posición de rentabilidad económica que las hagan atractivas al inversor y<br />
que, además, facilite el acceso a la financiación bancaria. Es en este marco y por los motivos<br />
anteriormente citados, en el que se sustentan los apoyos públicos, que representan un factor<br />
imprescindible para impulsar el crecimiento de los diferentes sectores renovables.<br />
Bajo la denominación genérica de apoyos públicos se incluyen tres categorías claramente<br />
diferenciadas, la primera de ellas a la inversión y las otras dos a la explotación:<br />
<br />
<br />
<br />
Ayudas públicas a la inversión: Contemplan las ayudas convencionales a fondo perdido<br />
y las destinadas a mejorar las condiciones de la financiación de las inversiones.<br />
Entre las diferentes modalidades de ayudas públicas reseñadas cabe hacer mención,<br />
por la evolución e implantación alcanzada desde el primer año de vigencia del Plan de<br />
Fomento de las Energías Renovables, de la Línea de financiación ICO-IDEA.<br />
Incentivos fiscales a la explotación para biocarburantes: Exención del impuesto sobre<br />
hidrocarburos en el precio de venta de los biocarburantes.<br />
Primas a la generación de electricidad con fuentes renovables: Se trata del único<br />
apoyo al grueso de la electricidad a generar con energías renovables. Cabe señalar que<br />
estas primas son las propuestas para el adecuado cumplimiento de los objetivos del<br />
Plan, pero su puesta en práctica deberá llevarse a cabo mediante la revisión del Real<br />
Decreto 436/2004, de 12 de marzo.<br />
Página | 211
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
PROYECTO TIPO AREA DE BIOGÁS<br />
CAPÍTULO 5. COSTES DEL BIOGÁS<br />
Página | 212
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 5. COSTES DEL BIOGÁS<br />
5.2.1.1 AREA BIOGÁS. INVERSIONES ASOCIADAS<br />
Para los proyectos de producción de biogás se ha considerado un ratio de inversión de<br />
1.502,53 €/tep en 2005, que iría descendiendo a un ritmo del 5% anual hasta 2010.<br />
Como resultado se ha obtenido la siguiente evolución de la inversión anual asociada al sector<br />
del biogás:<br />
INVERSIÓN ANUAL<br />
(MILL. €)<br />
AREA DE BIOGÁS<br />
2005 2006 2007 2008 2009 2010<br />
TOTAL<br />
2005-2010<br />
7,51 14,27 16,27 21,9 30,6 29,1 119,6<br />
5.2.1.2 AREA. BIOGÁS. AYUDAS PÚBLICAS<br />
Las ayudas hacen referencia exclusivamente al régimen económico correspondiente a la<br />
inclusión de este tipo de instalaciones en el régimen especial de producción eléctrica. Con<br />
estas consideraciones, la evolución de las ayudas públicas en los seis años a que se refiere este<br />
Plan se muestra a continuación:<br />
APOYO PÚBLICO<br />
(MILL. €)<br />
2005<br />
AREA DE BIOGÁS<br />
2006 2007 2008 2009 2010 TOTAL<br />
2005-2010<br />
0,9 2,81 5,1 8,5 13,5 18,6 49,4<br />
Página | 213
CAPITULO 6.<br />
MARCO LEGAL DEL BIOGÁS
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 6. MARCO LEGAL DEL BIOGÁS<br />
1 INTRODUCCIÓN<br />
Fuente:Expobioenergía 2010. Jornadas Técnicas “Biogás: Visión Global 27 de octubre 2010” Gnera Energía y Tecnología S.L. La<br />
producción de electricidad a partir de Biogás. Marco legal y Estratégioc<br />
P á g i n a | 215
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 6. MARCO LEGAL DEL BIOGÁS<br />
2 PER 2005-2010. PLAN DE ENERGÍAS RENOVABLES 2005-2010<br />
2.1 OBSERVACIONES DE GNERA ENERGÍA Y TECNOLOGÍAS S.L. EXPOBIENERGÍA<br />
2010, JORNADAS TÉCNICAS “BIOGÁS:VISIÓN GLOBAL” 27 DE OCTUBRE 2010. LA<br />
PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD A PARTIR DE BIOGÁS. MARCO LEGAL Y<br />
ESTRATÉGICO<br />
P á g i n a | 216
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 6. MARCO LEGAL DEL BIOGÁS<br />
3 PANER 2010-2020. PLAN DE ACCIÓN NACIONAL DE<br />
ENERGÍAS RENOVABLES.<br />
3.1 OBSERVACIONES DE LA ASOCIACIÓN ESPAÑOLA DEL BIOGÁS EN ESPAÑA<br />
→ Establecimiento de objetivos nacionales de acuerdo con Directiva del Parlamento<br />
Europeo (2009/28/CE)<br />
Fecha límite, 30 de Junio de 2010<br />
Participación de empresas, asociaciones y ciudadanos abierto hasta el 22 de<br />
Junio<br />
Objetivos EERR de España para 2020<br />
• Consumo final bruto: 20%<br />
• Aportación a producción energía eléctrica: 40%<br />
• Transporte: 10%<br />
→ Observaciones de AEBIG al PANER<br />
Previsiones de consumo final de energía<br />
• Crecimiento poco significativo del biogás<br />
• Las capacidades de partida incluyen la cogeneración<br />
Medidas para alcanzar los objetivos<br />
• Mayor diligencia en simplificar los procedimientos administrativos de<br />
autorización<br />
• Sistema de incentivación al Calor Renovable (ICAREN) sin fecha límite<br />
• Mayor diligencia en el desarrollo de las infraestructuras de transporte<br />
• Fomento de la aplicación agrícola de los digestatos, fechas de inicio y<br />
fin no definidas (se incorporó 2012-2020 en documento final)<br />
Integración del biogás en la red de gas natural<br />
• No se considera en el documento<br />
Registro de preasignación<br />
• No debería ser aplicable para el biogás<br />
Cupo<br />
• Necesidad de cupo específico para biogás agroindustrial (600 MW)<br />
Evaluación económica emisiones CO2 evitadas<br />
• Trasladar el beneficio de los productores de biogás agroindustrial<br />
Esquema de tarifas<br />
• No se menciona<br />
• Necesidad de tramos tanto inferiores como superiores<br />
• Garantía de mantenimiento durante 20 años<br />
P á g i n a | 217
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
Cultivos energéticos<br />
CAPÍTULO 6. MARCO LEGAL DEL BIOGÁS<br />
• Posibilidad de ciertos cultivos complementarios con purines<br />
Creación de empleo<br />
• No está considerado<br />
3.2 OBSERVACIONES DE LA ASOCIACIÓN EUROPEA DEL BIOGÁS<br />
P á g i n a | 218
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 6. MARCO LEGAL DEL BIOGÁS<br />
3.3 OBSERVACIONES DE GNERA ENERGÍA Y TECNOLOGÍAS S.L. EXPOBIENERGÍA<br />
2010, JORNADAS TÉCNICAS “BIOGÁS:VISIÓN GLOBAL” 27 DE OCTUBRE 2010. LA<br />
PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD A PARTIR DE BIOGÁS. MARCO LEGAL Y<br />
ESTRATÉGICO<br />
3.3.1 EVOLUCIÓN 2010-2020 DEL MIX DE GENERACIÓN ELÉCTRICA<br />
Merece especial mención el esfuerzo en los próximos años sobre tecnologías como el biogás<br />
(..) de gran potencial energético, que hasta ahora han evolucionado por debajo de su<br />
potencialidad. En términos relativos (…..) la biomasa y biogás cuyas producciones, se espera,<br />
pasen a experimentar significativos aumentos, entre un 7% y un 12,6% de media anual a lo<br />
largo del periodo 2009-2020<br />
3.3.2 EVOLUCIÓN DEL AREA DE BIOGÁS<br />
La evolución prevista para las instalaciones de generación eléctrica a partir de biogás tiene en<br />
cuenta que el biogás agroindustrial jugará un papel predominante, y que su actual escasa<br />
implantación irá aumentando de forma sustancial a lo largo del periodo de vigencial del Plan,<br />
hasta suponer más del 50% del total en el año 2020. La previsión de crecimiento es más lenta<br />
en los primeros años, y se considera que, a medida que se vaya instalando la potencia, la<br />
velocidad de instalación de potencia irá aumentando (…) también se ha contemplado que las<br />
ayudas Del Plan de Biodigesitón de Purines 2009-2012 pueden contribuir positivamente a<br />
facilitar el desarrollo de plantas de biogás agroindustrial (…) . En cuanto a otros tipos de<br />
biogás, se ha considerado que el biogás de vertedero crecerá inicialmente para después sufrir<br />
un retroceso (debido a las políticas de desvío de residuos biodegradables de los vertederos), y<br />
que el biogás de FORSU y de lodos EDAR también crecerá (…)<br />
P á g i n a | 219
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 6. MARCO LEGAL DEL BIOGÁS<br />
4 MESA DEL BIOGÁS. MINISTERIO DE MEDIO AMBIENTE<br />
RURAL Y MARINO<br />
4.1 OBSERVACIONES DE LA ASOCIACIÓN ESPAÑOLA DEL BIOGÁS EN ESPAÑA<br />
MARM: “EL SECTOR DEL BIOGÁS AGROINDUSTRIAL EN ESPAÑA”<br />
<strong>Estudio</strong> a fondo del biogás, elaborado por el MARM y la Mesa del Biogás<br />
Magnífico informe (Libro Blanco) soportado y reconocido por el sector<br />
COMENTARIOS DE LA ASOCIACIÓN<br />
Modelos de rentabilidad según potencia instalada, no en cantidades y tipos de<br />
materias primas<br />
Inventario de potencia instalada (14,3 MW)<br />
Subproductos disponibles (78,87 MT/año)<br />
Cupo de potencia para 2020 (216 MW)<br />
Uso de cultivos energéticos de forma selectiva<br />
Se considera la necesidad de tratamiento del digestato<br />
P á g i n a | 220
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 6. MARCO LEGAL DEL BIOGÁS<br />
Se considera la necesidad de tratamiento del digestato<br />
Se proponen tarifas que tengan en cuenta la inversión O&M adicional para el tratamiento<br />
del digestato<br />
Incremento de tarifas compensado con ahorro en derechos de emisión de CO2<br />
P á g i n a | 221
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
5 PROPUESTA MODIFICACION DEL RD 661/2007<br />
CAPÍTULO 6. MARCO LEGAL DEL BIOGÁS<br />
5.1 INTRODUCCCIÓN<br />
A continuación citamos los Grupo , Subgrupo y Categorías según RD 661/2007, que competen<br />
a este estudio.<br />
P á g i n a | 222
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 6. MARCO LEGAL DEL BIOGÁS<br />
5.2 OBSERVACIONES DE LA ASOCIACIÓN ESPAÑOLA DEL BIOGÁS EN ESPAÑA<br />
ALEGACIONES DE LA ASOCIACIÓN<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
Eliminación del derecho a la percepción del complemento por eficiencia<br />
Reducción de la bonificación por cumplimiento del factor de potencia<br />
Aplicación de la bonificación con periodicidad horaria<br />
Restricciones a los cambios de titularidad y derechos de transmisión durante cuatro<br />
años<br />
P á g i n a | 223
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 6. MARCO LEGAL DEL BIOGÁS<br />
5.3 OBSERVACIONES DE LA ASOCIACIÓN ESPAÑOLA DEL BIOGÁS EN ESPAÑA AL<br />
INFORME ELABORADO POR LA CNE<br />
CNE<br />
Informe a la propuesta de modificación del RD 661/2007<br />
La CNE incorpora nuevas propuestas de modificaciones<br />
ALEGACIONES DE LA ASOCIACIÓN<br />
Propuesta de reducción de tarifas para plantas >500 kW de hasta un 38,2%<br />
(6,33c€/kW)<br />
Coste de inversión: 875 €/kW instalado<br />
Horas medias de funcionamiento: 3.100 h/año<br />
Incorporación de la pirolisis al grupo b.7.2<br />
5.4 OBSERVACIONES DE GNERA ENERGÍA Y TECNOLOGÍAS S.L. EXPOBIENERGÍA<br />
2010, JORNADAS TÉCNICAS “BIOGÁS:VISIÓN GLOBAL” 27 DE OCTUBRE 2010. LA<br />
PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD A PARTIR DE BIOGÁS. MARCO LEGAL Y<br />
ESTRATÉGICO<br />
BORRADOR DE RD MODIFICANDO EL 661 E INFORME DE LA CNE<br />
Origen de la revisión de tarifas:<br />
• Objetivos del PER<br />
• RD 661/2007, artículo 44: Actualización y revisión de tarifas, primas y complementos<br />
3.Durante el año 2010, a la vista del (…..) PER 2005-2010 y de la Estrategia de Ahorra y<br />
Eficiencia Energética en España (E4), así como de los nuevos objetivos (…del) Plan de<br />
Energías Renovables para el periodo 2011-2020, se procederá a la revisión de las<br />
tarifas, primas, complementos y límites inferior y superior (….). Cada cuatro años, a<br />
partir de entonces, se realizara una revisión (…) Las revisiones a las que se refiere este<br />
apartado (….) no afectarán a las instalaciones cuya acta de puesta en servicio se<br />
hubiera otorgado antes del 1 de enero del segundo año posterior al año, en que se<br />
haya efectuado la revisión<br />
4. Se habilita a la Comisión Nacional de energía para(…….) para recopilar información<br />
de las inversiones, costes, ingresos y otros parámetros de las distintas instalaciones<br />
reales que configuran las tecnologías tipo<br />
P á g i n a | 224
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 6. MARCO LEGAL DEL BIOGÁS<br />
La revisión en curso (2010) aplicará para las plantas cuya puesta en servicio se<br />
obtendría después del 1 de enero de 2012<br />
⇒ Contenido subgrupo b.7.2<br />
Propuesta CNE. Incorporar no solo la tecnología de la biodigestión sino también la<br />
gasificación o pirolisis<br />
⇒ Tarifas/Primas<br />
Propuesta CNE: Rebajar primas para las plantas de biogás de potencia superior a 500kWe<br />
⇒ Complementos por Energía Reactiva (CER)<br />
o Propuesta MITyC: Se establece un rango obligatorio de cumplimiento del Fp,<br />
sin bonificación pero con penalización del 3%, y un rango voluntario con<br />
incentivo del 4% (para un factor de potencia próximo a la unidad). El<br />
incumplimiento de una hora penalizaría las 24 horas del día.<br />
o Corrección CNE: Modificar propuesta para que el incumpliento de la consigna<br />
del factor de potencia en una hora penalice únicamente a esa hora y no las 24<br />
horas del día, sin perjuicio de que se puedan incrementar las penalizaciones<br />
6 PER 2011-2020<br />
6.1 OBSERVACIONES DE LA ASOCIACIÓN ESPAÑOLA DEL BIOGÁS EN ESPAÑA<br />
• El RD 661/2007 fija el compromiso de elaboración del PER 2011-2020<br />
• PANER: Comisión Europea<br />
• PER: Sociedad española, desarrollado en el marco del PANER<br />
• En proceso de elaboración<br />
• Las previsiones para 2020 superan los objetivos marcados por Brusulas<br />
• Aprobación prevista para finales de 2011<br />
P á g i n a | 225
CAPITULO 7.<br />
EVOLUCIÓN DEL BIOGÁS
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
1 INTRODUCCIÓN<br />
CAPÍTULO 7. EVOLUCIÓN DEL BIOGÁS<br />
Fuente: Barómetro de biogás.http://www.eurobserv-er.org/pdf/baro200b.asp<br />
El sector del biogás está abandonando progresivamente sus actividades básicas de limpieza y<br />
tratamiento de residuos y se está involucrando en la producción de energía, en algunos países<br />
utilizando también cultivos energéticos para la producción de biogás. En toda la Unión Europea<br />
el crecimiento de la energía primaria ha crecido otro 4,3%. La producción de biogás tiene la<br />
ventaja de conciliar dos políticas de la Unión Europea: la Directiva sobre energías renovables<br />
(2009/28/CE) y los objetivos de gestión de residuos orgánicos europeos (Directiva 1999/31/CE<br />
relativa al vertido de residuos). Estas políticas han llevado a una serie de Estados miembros a<br />
fomentar la producción de biogás y han establecido sistemas de incentivos para pagar la<br />
electricidad (tarifas de alimentación, certificados ecológicos, ofertas).<br />
2 EVOLUCIÓN DE LA PRODUCCIÓN DE BIOGÁS EN EUROPA<br />
2.1 INTRODUCCIÓN<br />
Fuente: El sector del biogás agroindustrial en España. Mesa sobre materia prima agraria y biocombustibles. Ministerio de Medio<br />
Ambiente, y Medio Rural y Marino. Madrid 16 Septiembre de 2010.<br />
Según la Directiva 2009/28/CE, el uso de materiales agrícolas, como estiércol, purines y otros<br />
residuos animales y orgánicos, para la producción de biogás, tiene un gran potencial desde el<br />
punto de vista de evitar emisiones de gases de efecto invernadero, así como grandes ventajas<br />
ambientales. Además, las instalaciones de biogás pueden contribuir al desarrollo de las zonas<br />
rurales, ofreciendo a los agricultores nuevas posibilidades de ingresos.<br />
La biomasa supone en la actualidad sólo 2/3 de la energía renovable en Europa y de acuerdo<br />
con el estudio de la Agencia de Medio Ambiente Europea (EEA, 2006 “How much bionergy can<br />
Europe produce without harming the environment”) no se está explotando en todo su<br />
potencial la agricultura y debería esperarse un gran crecimiento en los próximos años.<br />
Para junio de 2010 los EEMM de la UE deben desarrollar sus planes de acción de energías<br />
renovables, donde deben marcarse objetivos concretos de producción de calor, electricidad y<br />
transporte, la cantidad que se produce encada caso a partir de fuentes de energía renovables y<br />
las medidas que se adopten para alcanzar dichos objetivos. En este contexto, es importante<br />
integrar la producción de biogás.<br />
Como se observa en la figura , la producción total de biogás en Europa, es de 8.346,0 ktep, de<br />
los cuales aproximadamente el 36% procede de vertederos, el 52% de biogás de digestores y el<br />
12% restante de depuradoras, lo que se corresponde con 3.001,6, 4.340,7 y 1003,7 ktep<br />
respectivamente.<br />
P á g i n a | 227
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 7. EVOLUCIÓN DEL BIOGÁS<br />
Fuente: Barómetro de biogás.http://www.eurobserv-er.org/pdf/baro200b.asp<br />
La política de apoyo a las energías renovables de la Unión Europea tiene como base el Libro<br />
Blanco de las Energías Renovables publicado por la Comisión Europea en noviembre de 1997.<br />
El Libro Blanco, después de un amplio debate público iniciado por la publicación de un Libro<br />
Verde en noviembre de 1996 adoptó como objetivo, para la Unión Europea en su conjunto,<br />
que las fuentes de energía renovables cubrieran un 12% del total de la demanda energética en<br />
el año 2010. El Libro Blanco de las Energías Renovables señalaba que la principal contribución<br />
al crecimiento de las fuentes de energía renovables en la Unión Europea podría provenir de la<br />
biomasa, e incluía una serie de medidas prioritarias conducentes a salvar los obstáculos de<br />
acceso al mercado de las energías renovables<br />
Sector Biogás<br />
En lo que respecta al uso energético del biogás, el objetivo establecido para 2010 fue el de<br />
incrementar su participación en el consumo energético de la Unión en 15 millones de tep.<br />
P á g i n a | 228
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 7. EVOLUCIÓN DEL BIOGÁS<br />
2.2 ANÁLISIS BARÓMETRO DE BIOGÁS EUROBSERV’ER. AÑOS 2008-2009-2010<br />
EVOLUCIÓN DE LA PRODUCCIÓN DE BIOGÁS EN TÉRMINOS DE ENERGÍA PRIMARIA (ktep)<br />
EUROPA<br />
2006 2007 2008 2009<br />
Estimación<br />
Alemania 1.665,3 3.659,1 4.229,5 4.213,4<br />
Austria 118,1 216,9 174,5 165,1<br />
Bélgica 77,6 79,5 87,6 124,7<br />
Chipre 0,0 0,2 0,2 0,2<br />
Dinamarca 92,9 93,5 93,8 99,6<br />
Eslovaquia 7,6 7,5 10,3 16,3<br />
Eslovenia 8,4 11,9 14,1 22,4<br />
319,7 192,4 203,2 183,7<br />
España<br />
P á g i n a | 229<br />
4º país más productor 7º país más productor 6º país más productor 6º país más productor<br />
Estonia 4,2 4,2 2,8 2,8<br />
Finlandia 36,4 41,7 45,0 41,4<br />
Francia 298,1 418,9 453,1 526,2<br />
Gran Bretaña 1.498,5 1.584,4 1.625,4 1.723,9<br />
Grecia 29,8 35,3 33,6 58,7<br />
Hungria 12,2 6,7 21,8 30,7<br />
Italia 383,2 387,9 410,0 444,3<br />
Irlanda 32,3 33,5 35,4 35,8<br />
Letonia X 7,5 8,8 9,7<br />
Lituania 2,0 2,5 3,0 4,7<br />
Luxemburgo 9,2 9,1 9,2 12,3<br />
Países Bajos 141,1 176,5 225,7 267,9<br />
Polonia 62,4 64,7 93,1 98,0<br />
9,2 15,8 23,0 23,8<br />
Portugal<br />
17º país de mayor<br />
producción<br />
16º país de mayor<br />
producción<br />
17º país de mayor<br />
producción<br />
17º país de mayor<br />
producción<br />
República<br />
63,4 76,2 90,0 129,9<br />
Checa<br />
Rumanía X 1,3 0,6 1,3<br />
Suecia 27,2 96,5 102,4 109,2<br />
TOTAL 4. 898,9 7.223,5 7.999,3 8.346,0
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 7. EVOLUCIÓN DEL BIOGÁS<br />
EVOLUCIÓN DE LA PRODUCCIÓN BRUTA DE ELECTRICIDAD A PARTIR DE BIOGÁS (GWh)<br />
EUROPA<br />
2006 2007 2008 2009<br />
Estimación<br />
Alemania 7.446,0 8.351,3 8.317,8 9.979,0<br />
Austria 447,1 831,4 968,7 602,0<br />
Bélgica 278,9 343,9 337,2 333,3<br />
Chipre 0,2 1,4 1,4 12,0<br />
Dinamarca 280,1 271,3 248,1 298,7<br />
Eslovaquia 4,0 11,0 14,0 15,0<br />
Eslovenia 34,7 48,2 48,7 55,9<br />
España 666,3 608,0 584,5 584,0<br />
Estonia 14,1 12,4 9,3 9,3<br />
Finlandia 22,3 29,3 29,5 29,0<br />
Francia 522,7 625,4 682,5 700,3<br />
Gran Bretaña 4.887,0 5.173,4 5.322,7 5.304,9<br />
Grecia 107,9 183,4 191,4 191,3<br />
Hungria 22,1 27,8 47,0 68,2<br />
Italia 1.303,7 1.447,3 1.599,5 1.599,2<br />
Irlanda 122,0 118,8 127,3 127,0<br />
Letonia X 36,9 39,6 39,6<br />
Lituania 5,4 5,2 9,1 9,0<br />
Luxemburgo 32,6 36,6 38,5 43,8<br />
Países Bajos 361,3 511,0 732,7 734,0<br />
Polonia 160,1 195,8 246,6 251,6<br />
Portugal 32,6 65,4 71,4 71,0<br />
República Checa 175,8 215,2 266,9 266,9<br />
Rumanía X X X 1,0<br />
Suecia 46,3 64,0 30,3 30,0<br />
TOTAL 16.973,2 19.214,4 19.964,7 21.356,3<br />
P á g i n a | 230
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 7. EVOLUCIÓN DEL BIOGÁS<br />
2.3 COMPARACIÓN DE LA TENDENCIA ACTUAL CON LOS OBJETIVOS PLANTEADOS<br />
2.3.1 OBJETIVO DEFINIDO EN EL LIBRO BLANCO DE LAS ENERGÍAS RENOVABLES<br />
PUBLICADO POR LA COMISIÓN EUROPEA EN NOVIEMBRE DE 1997<br />
_Referencia:<br />
Anexo II. Contribuciones estimadas por sector - Situación prevista en el 2010<br />
II.1 Biomasa<br />
Previsión del uso adicional de la bioenergía en el año 2010 según la hipótesis<br />
presentada<br />
Explotación de biogás (producción animal, tratamiento de aguas residuales,<br />
vertidos)<br />
Residuos agrícolas y forestales<br />
Cultivos energéticos<br />
90 Mtep<br />
15 Mtep<br />
30 Mtep<br />
45 Mtep<br />
_Referencia:<br />
EurObserv’ER 2010<br />
P á g i n a | 231
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 7. EVOLUCIÓN DEL BIOGÁS<br />
Las escalas actuales de crecimiento son demasiado bajas para satisfacer los objetivos del Libro<br />
Blanco de la Comisión Europea.<br />
EuroObserv´ER prevé una producción en 8,7 millones de toneladas en 2010 (Tasa media de<br />
crecimiento anual 4,4% en 2009 y 2010).<br />
2.3.2 OBJETIVO DEFINIDO EN PLAN DE ACCIÓN SOBRE LA BIOMASA, COMUNICACIÓN DE<br />
LA COMISIÓN COM (2005) 628 FINAL BRUSELAS 07/12/2005<br />
_Referencia:<br />
Anexo 3-A scenario to increase biomass energy using current technologies<br />
A scenario to increase biomass energy using<br />
current technologies<br />
Mtoe<br />
Current<br />
(2003)<br />
Future<br />
(2010)<br />
Difference<br />
Electricity 20 55 35<br />
Heat 48 75 27<br />
Transport 1 19 18<br />
TOTAL 69 149 80<br />
El alza importante de precios en materias primas agrícolas limitan el crecimiento de la<br />
producción de biogás en agricultura, motor de crecimiento de biogás en Europa, por debajo<br />
niveles pronosticados anteriormente<br />
2.3.3 OBJETIVO DEFINIDO EN LA DIRECTIVA 2009/28/CE DEL PARLAMENTO EUROPEO Y<br />
DEL CONSEJO DE 23 DE ABRIL DE 2009<br />
La Directiva de 2009/28/CE del Parlamento Europeo y del Consejo, de 23 de abril de 2009,<br />
relativa al fomento del uso de energía procedente de fuentes renovables, fija como objetivos<br />
generales conseguir una cuota del 20 % de energía procedente de fuentes renovables en<br />
el consumo final bruto de energía de la Unión Europea (UE) y una cuota del 10 % de energía<br />
procedente de fuentes renovables en el consumo de energía en el sector del transporte en<br />
cada Estado miembro para el año 2020.<br />
2.4 TABLA OBJETIVOS DEFINIDOS<br />
CONSUMO DE ENERGÍA GENERADA A PARTIR DE FUENTE DE ENERGÍAS RENOVABLES EN<br />
TÉRMINOS DE PORCENTAJE DEL CONSUMO TOTAL DE ENERGÍA<br />
2010 2012 2016 2020<br />
OBJETIVO OBJETIVO OBJETIVO OBJETIVO<br />
LIBRO BLANCO<br />
12% n.d. XXX XXX<br />
(en EUROPA)<br />
P á g i n a | 232
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 7. EVOLUCIÓN DEL BIOGÁS<br />
PLAN DE FOMENTO DE LAS ENERGÍAS<br />
RENOVABLES EN ESPAÑA 2000-2010<br />
(en ESPAÑA)<br />
PLAN DE ENERGÍAS RENOVABLES<br />
2000-2005<br />
(en ESPAÑA)<br />
DIRECTIVA 2009/28/CE<br />
(en ESPAÑA)<br />
ANTICIPO PER 2011-2020<br />
(en ESPAÑA)<br />
12% XXX XXX XXX<br />
12% XXX XXX XXX<br />
XXX 11,0% 13,8% 20%<br />
XXX 15,5% 18,8% 22,7%<br />
ELECTRICIDAD GENERADA A PARTIR DE FUENTE DE ENERGÍAS RENOVABLES EN TÉRMINOS<br />
DE PORCENTAJE DEL CONSUMO BRUTO DE ELECTRICIDAD<br />
2004 2010<br />
OBJETIVO<br />
2020<br />
OBJETIVO<br />
IDAE. Datos reales provisionales.(en ESPAÑA) 19,4% XXX XXX<br />
LIBRO BLANCO .(en EUROPA) XXX 23,5% XXX<br />
DIRECTIVA 2001/77/CE.(en EUROPA) XXX 22% XXX<br />
DIRECTIVA 2001/77/CE.(en ESPAÑA) XXX 29,4% XXX<br />
PLAN DE ENERGÍAS RENOVABLES 2005-2010.<br />
XXX 30,3% XXX<br />
ESCENARIO Tendencial/PER (en ESPAÑA)<br />
ANTICIPO PLAN DE ENERGÍAS RENOVABLES 2011-<br />
2020<br />
(en ESPAÑA)<br />
XXX XXX 42,3%<br />
SECTOR TRANSPORTE<br />
*PORCENTAJE DE BIOCARBURANTES EN TRANSPORTE<br />
**PORCENTAJE DE FUENTES DE ENERGÍA RENOVABLES EN EL CONSUMO DE ENERGÍA EN EL<br />
TRANSPORTE<br />
2005<br />
OBJETIVO<br />
2010<br />
OBJETIVO<br />
2020<br />
OBJETIVO<br />
DIRECTIVA 2003/30/C, DE 8 DE MAYO DE 2003 *2% *5,75% XXX<br />
(EUROPA)<br />
PLAN DE FOMENTO DE LAS ENERGÍAS RENOVABLES XXX XXX XXX<br />
EN ESPAÑA 2000-2010 (ESPAÑA)<br />
PLAN DE ENERGÍAS RENOVABLES 2000-2005 XXX *5,75% XXX<br />
(ESPAÑA)<br />
DIRECTIVA 2009/28/CE XXX XXX **10%<br />
XXX XXX XXX<br />
XXX XXX XXX<br />
XXX XXX XXX<br />
P á g i n a | 233
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 7. EVOLUCIÓN DEL BIOGÁS<br />
3 EVOLUCIÓN DE LA PRODUCCIÓN DE BIOGÁS EN ESPAÑA<br />
3.1 ANÁLISIS PER 2005-2010. PLAN DE ENERGÍAS RENOVABLES 2005-2010<br />
3.1.1 EL FUTURO PER 2011-2020<br />
El Real Decreto 661/2007, de 25 de mayo, por el que se regula la actividad de<br />
producción de energía eléctrica en régimen especial, prevé la elaboración de un Plan de<br />
Energías Renovables para su aplicación en el período 2011-2020 (PER 2011-2020).<br />
El PER 2011-2020, que se encuentra en elaboración (IDAE), incluirá los elementos<br />
esenciales del PANER (Plan de Acción Nacional de Energía Renovables 2011-2020) así como<br />
análisis adicionales no contemplados en el mismo y un detallado análisis sectorial que<br />
contendrá, entre otros aspectos, las perspectivas de evolución tecnológica y la evolución<br />
esperada de costes. El Ministerio de Industria, Comercio y Turismo deberá presentar el nuevo<br />
PER en la Unión Europea antes del 21 de diciembre de 2010<br />
3.1.2 ANTECEDENTES DEL PER 2005-2010<br />
El Plan de Energías Renovables en España (PER) 2005-2010, constituye la revisión del Plan de<br />
Fomento de las Energías Renovables en España 20002010 aprobado en 1999.<br />
Con esta revisión, se trata de mantener el compromiso de cubrir con fuentes renovables al<br />
menos el 12% del consumo total de energía en 2010, objetivo que informa las políticas de<br />
fomento de las energías renovables en la Unión Europea desde la aprobación del Libro Blanco<br />
(Comunicación de la Comisión: Energía para el futuro: Fuentes de Energía Renovables para una<br />
Estrategia y un Plan de Acción Comunitarios. Documento COM (97) 599 final. Bruselas,<br />
26.11.1997) y que en España fue establecido por la Ley del Sector Eléctrico (Ley 54/1997, de 27<br />
de noviembre), y dio lugar al mencionado Plan de Fomento.<br />
La revisión coincide con la elaboración de un “Plan de Acción 2005–2007”, que plantea las<br />
líneas prioritarias de actuación para el lanzamiento de las medidas contempladas en la<br />
Estrategia de Ahorro y Eficiencia Energética en España 20042012 (E4) durante los próximos<br />
años.<br />
El Plan de Energías Renovables en España (PER) 2005-2010 incorpora otros dos objetivos<br />
indicativos para el año 2010 adoptados con posterioridad al Plan de Fomento de las Energías<br />
Renovables en España 200-2010 aprobado en 1999, descritos en la Directiva 2001/77/CE y la<br />
Directiva 2003/30/CE<br />
P á g i n a | 234
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 7. EVOLUCIÓN DEL BIOGÁS<br />
29,4% de generación eléctrica con renovables<br />
5,75% de biocarburantes en transporte<br />
En el plan además, deben también considerarse los nuevos compromisos de carácter<br />
medioambiental, muy especialmente los derivados del Plan Nacional de Asignación de<br />
Derechos de Emisión 20052007 (PNA), aprobado mediante Real Decreto 1866/2004, de 6 de<br />
septiembre, y en general los relativos al cumplimiento del Protocolo de Kioto, que entró en<br />
vigor el 16 de febrero de 2005.<br />
3.1.2.1 PLAN DE FOMENTO DE LAS ENERGÍAS RENOVABLES EN ESPAÑA 2000-2010<br />
En el ecuador del Plan de Fomento de Energías Renovables 20002010 aprobado en 1999, con<br />
un crecimiento global de las energías renovables sensiblemente inferior al previsto, y con unos<br />
incrementos del consumo de energía notablemente superiores, a finales de 2004 la<br />
contribución porcentual de las energías renovables al consumo de energía primaria tan sólo<br />
había aumentado unas décimas con respecto a 1998, año de referencia del Plan de Fomento.<br />
A finales de 2004, se había alcanzado un cumplimiento acumulado del 28,4% sobre el objetivo<br />
global de incremento de las fuentes renovables previsto para 2010.<br />
Tres fuentes renovables han evolucionado hasta la fecha de forma satisfactoria:<br />
• Eólica<br />
• Biocarburantes<br />
• Biogás.<br />
La energía minihidráulica avanza más despacio de lo previsto y áreas como la biomasa y las<br />
solares se están desarrollando sensiblemente por debajo del ritmo necesario para alcanzar los<br />
objetivos finales.<br />
P á g i n a | 235
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 7. EVOLUCIÓN DEL BIOGÁS<br />
Area de biogás<br />
Dentro del área de biogás el Plan de Fomento fijó un el objetivo de alcanzar los 111,20 MW y<br />
239.103 tep a finales del año 2010, en lo que suponía un crecimiento de 78 MW y 150.000 tep<br />
durante el periodo 1999-2010, a finales de 2003 ya se superó el objetivo propuesto, por lo que<br />
se hace necesario establecer un nuevo objetivo más acorde con la evolución del sector durante<br />
los últimos años y sus perspectivas de crecimiento.<br />
3.1.2.2 DIRECTIVA 2001/77/CE Y DIRECTIVA 200/30/CE<br />
Tras la aprobación del Plan de Fomento han sido establecidos otros dos objetivos indicativos<br />
que hacen referencia a la generación de electricidad con fuentes renovables y al consumo de<br />
biocarburantes, que es necesario contemplar en el Plan de Energías Renovables 2005-2010:<br />
• La Directiva 2001/77/CE del Parlamento Europeo y del Consejo, de 27 de septiembre<br />
de 2001, contempla una serie de actuaciones, tanto por parte de los Estados<br />
miembros, como por parte de la Comisión Europea, para promocionar la electricidad<br />
generada con fuentes de energía renovables en el mercado interior de la electricidad.<br />
Objetivos indicativos nacionales para 2010. Caso de España:<br />
⇒ La electricidad generada con fuentes de energías renovables alcance el 29,4%<br />
del consumo nacional bruto de electricidad.<br />
• La Directiva 2003/30/CE del Parlamento Europeo y del Consejo, del 8 de mayo de 2003,<br />
relativa al fomento del uso de biocarburantes u otros combustibles renovables en el<br />
transporte, establece unos objetivos indicativos, calculados sobre la base del<br />
contenido energético, de la gasolina y el gasóleo comercializados con fines de<br />
transporte en los respectivos mercados nacionales. La directiva ha sido transpuesta a<br />
la legislación española a través del Real Decreto 1700/2003, de 15 de diciembre<br />
Objetivos indicativos. Caso de España:<br />
⇒ 2% finales de 2005<br />
⇒ 5,75% finales de 2010<br />
3.1.3 ELABORACIÓN DEL PER 2005-2010<br />
Para la elaboración del Plan de Energías Renovables 2005-2010 se ha llevado a cabo un estudio<br />
específico sobre los diversos escenarios que cabría considerar:<br />
Escenarios energéticos generales:<br />
• Escenario Tendencial<br />
P á g i n a | 236
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 7. EVOLUCIÓN DEL BIOGÁS<br />
• Escenario de Eficiencia<br />
Escenarios de desarrollo de las energías renovables:<br />
• Actual<br />
• Probable<br />
• Optimista<br />
Habiéndose elegido como referencia para el establecimiento de objetivos del Plan, el<br />
escenario energético “Tendencial”, y como escenario de energías renovables, el llamado<br />
“Probable”, cuyos objetivos dan cuerpo a este Plan de Energías Renovables 2005-2010.<br />
A esta referencia común la denominaremos en adelante Escenario del Plan de Energías<br />
Renovables o Escenario PER.<br />
Se estima pues, en principio, que ambos escenarios, considerados simultáneamente,<br />
permitirán alcanzar un nivel adecuado de cumplimiento de los compromisos para 2010 y<br />
pueden, por tanto, conformar una referencia común para el análisis sectorial detallado que se<br />
presenta a continuación.<br />
3.1.4 EVOLUCIÓN ENERGÍAS RENOVABLES EN ESPAÑA.<br />
P á g i n a | 237
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 7. EVOLUCIÓN DEL BIOGÁS<br />
El Plan de Energías Renovables abarca el periodo 2005-2010 y utiliza, por tanto, como año<br />
base o de referencia el año 2004. La tabla siguiente recoge datos reales de producción con<br />
energías renovables en 2004, así como del consumo de energía primaria, elaborados por el<br />
IDAE y el Ministerio de industria, Turismo y Comercio, respectivamente, con la información<br />
disponible a fecha de elaboración del presente documento.<br />
Como puede observarse, las energías renovables representan a finales del 2004 el 6,5% del<br />
consumo de energía primaria en España, aunque es necesario señalar que 2004 no fue un<br />
buen año hidráulico y eso ha reducido la contribución de estas fuentes con respecto a la<br />
producción potencial en un año medio.<br />
Por ello, para la comparación de escenarios y para los trabajos de planificación es más<br />
representativo considerar la producción teórica correspondiente a un año medio, calculada a<br />
partir las potencias reales existentes en cada área, y no la producción real. De esta manera, se<br />
consigue filtrar el sesgo que introduciría la mayor o menor disponibilidad de recursos hídricos,<br />
eólicos o solares, en el año de referencia y en los sucesivos años de planificación. Y así se ha<br />
hecho para el establecimiento de objetivos del nuevo Plan, como también se hizo cuando se<br />
elaboró el Plan de Fomento y, por tanto, en el balance del mismo. La tabla siguiente recoge la<br />
situación de las energías renovables a finales de 2004, pero en esta ocasión con producciones<br />
teóricas para un año medio.<br />
PRODUCCIÓN CON ENERGÍAS RENOVABLES EN 2004 (AÑO MEDIO) EN<br />
TÉRMINOS DE ENERGÍA PRIMARIA (ktep)<br />
GENERACIÓN DE ELECTRICIDAD<br />
Hidráulica (>50 MW) incluye producción con bombeo puro 1.978,6<br />
Hidráulica (entre 10 y 50 MW) 498,2<br />
Hidrálulica (
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 7. EVOLUCIÓN DEL BIOGÁS<br />
TOTAL ENERGÍAS RENOVABLES 9.774,9<br />
CONSUMO DE ENERGÍA PRIMARIA 141.567<br />
ENERGÍAS RENOVABLES / ENERGÍA PRIMARIA (%) 6.9%<br />
En este caso, la participación de las energías renovables asciende, a finales de 2004, al 6,9%<br />
del consumo de energía primaria. Y estos son los datos de partida considerados en el nuevo<br />
Plan —con la excepción de las pequeñas contribuciones del biogás para usos térmicos y la<br />
energía geotérmica, para las que no se establecen objetivos—<br />
PARTICIPACIÓN DE LAS COMUNIDADES AUTÓNOMAS AL BALANCE DE ENERGÍAS RENOVABLES EN ESPAÑA .<br />
REFERENCIA PER 2005-2010. PLAN DE ENERGÍAS RENOVABLES<br />
1998<br />
Situación año medio<br />
Plan Fomento de las<br />
Energías Renovables<br />
en España 20002010<br />
SECTOR EÓLICO<br />
Potencia acumulada a finales de 2004<br />
(MW)<br />
SECTOR HIDROELÉCTRICO<br />
Potencia acumulada con Centrales<br />
Hidroeléctricas
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 7. EVOLUCIÓN DEL BIOGÁS<br />
MADRID 2,6% 0 45,5 53,4 56.204 2,384 79.937 88.265 4.500<br />
MURCIA 1,1% 49 18,3 14,4 19.321 1,032 65.709 4.896 51.200<br />
NAVARRA 2,7% 854 161,2 19,6 11.661 5,443 313.303 2.824 XXX<br />
PAIS VASCO 3% 85 54,8 28,8 4.849 2,400 168.977 8.492 18.000<br />
TOTAL 100% 8.155 1.749 2.897 700.433 37,0 4.167.035 266.724 228.200<br />
PRODUCCIÓN CON ENERGÍAS RENOVABLES EN TÉRMINOS DE ENERGÍA PRIMARIA (ktep)<br />
PFER 2000-2010 Plan de Fomento de las Energías Renovables en España. Escenario de Ahorro Base<br />
PER 2000-2005 Plan de Energías Renovables. Escenario Tendencial/PER<br />
PFER<br />
RESULTADOS<br />
A finales 1998<br />
(7.173 ktep)<br />
[Año medio<br />
(7.114 ktep)<br />
Lo que supone<br />
un 6,2% del<br />
consumo total<br />
de energía<br />
primaria<br />
(113.939 ktep)]<br />
PFER<br />
OBJETIVO DE<br />
INCREMENTO<br />
Periodo 1999<br />
2010<br />
(9.525 ktep)<br />
PFER<br />
OBJETIVO<br />
2010<br />
(16.639 ktep)<br />
12,3% del<br />
consumo total<br />
de energía<br />
primaria<br />
(134.965 ktep)<br />
RESULTADOS<br />
INCREMENTO<br />
Periodo<br />
1999-2004<br />
(2.701 ktep)<br />
PER<br />
RESULTADOS<br />
2004<br />
Año medio<br />
(9.739 ktep)<br />
6,9% del<br />
consumo total<br />
de energía<br />
primaria<br />
(141.567 ktep)<br />
PER<br />
OBJETIVO<br />
DE INCREMENTO<br />
2010<br />
Periodo<br />
20052010<br />
(10.481 ktep)<br />
PER<br />
OBJETIVO<br />
2010<br />
(20.220 ktep)<br />
12,1% del<br />
consumo total<br />
de energía<br />
primaria<br />
(167.100 ktep)<br />
BIOMASA (Usos<br />
termicos/Generación<br />
electricidad)(Centrales<br />
Biomasa, Co-combustión<br />
biomasa)<br />
3.644,6 6.000 9.640 538 4.167 5.040 9.208<br />
BIOCARBURANTES XXX 500 500 228 228 1.972 2.200<br />
BIOGÁS En Biomasa 150 150 186 267 188 455<br />
EÓLICA 123,37 1.680 1.852 1.511 1.683 2.231 3.914<br />
GEOTERMIA 3,58 3 0 4 No<br />
contemplada<br />
0 No<br />
contemplada<br />
HIDRÁULICA<br />
482,03 192 594 64 466 109 575<br />
(10MW)<br />
2.644,69 No<br />
contemplado<br />
No<br />
contemplado<br />
No<br />
contemplado<br />
No<br />
contemplada<br />
No contemplado No<br />
contemplado<br />
HIDRÁULICA<br />
XXX 60 542 7 498 59 557<br />
10-50 MW<br />
HIDRÁULICA<br />
XXX - 2.121 - 1.979 0 1.979<br />
>50 MW<br />
RESIDUOS<br />
246,75 436 681 134 395 0 395<br />
SÓLIDOS<br />
URBANOS<br />
SOLAR TÉRMICA 26,54 309 335 25 51 325 376<br />
SOLAR<br />
FOTOVOLTAICA<br />
SOLAR<br />
TERMOELÉCTRICA<br />
1,43 17 19 4 5 48 52<br />
XXX 180 180 0 No<br />
contemplada<br />
509 509<br />
P á g i n a | 240
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 7. EVOLUCIÓN DEL BIOGÁS<br />
3.1.5 GENERACIÓN DE ELECTRICIDAD A PARTIR DE FUENTES DE ENERGÍAS RENOVABLES.<br />
GENERACIÓN BRUTA DE ELECTRICIDAD<br />
2004<br />
Datos reales<br />
provisionales.<br />
Estimación IDAE<br />
2010<br />
OBJETIVO<br />
Plan de Energías Renovables 2005-2010<br />
ESCENARIO Tendencial/PER<br />
GWh % GWh %<br />
Carbón 80.254 29,1 46.616 14,0<br />
Petróleo 24.037 8,7 9.150 2,7<br />
Gas Natural 54.831 19,9 111.877 33,5<br />
Nuclear 63.523 23,1 63.705 19,1<br />
Hidráulica (>10 MW) 28.770 10,4 31.494 9,4<br />
Hidráulica (
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
del proceso de tratamiento.<br />
CAPÍTULO 7. EVOLUCIÓN DEL BIOGÁS<br />
El posible aprovechamiento energético del biogás (tanto térmico como eléctrico) tiene su<br />
punto de partida en cuatro tipos de residuos biodegradables:<br />
1. Residuos Ganaderos<br />
La digestión anaerobia es una tecnología interesante para tratar los residuos producidos en<br />
explotaciones ganaderas intensivas con alta concentración de ganado. No obstante, y debido a<br />
la competencia de otras tecnologías, como el secado térmico de purines empleando gas<br />
natural como combustible, esta aplicación tiene en nuestro país un nivel de utilización muy<br />
bajo en la actualidad.<br />
2. Lodos de estaciones depuradoras de aguas residuales (EDAR)<br />
Los lodos de depuración procedentes de los tratamientos primario y secundario que se<br />
realizan en las Estaciones Depuradoras de Aguas Residuales pueden someterse a tecnologías<br />
de digestión anaerobia para producir biogás, lo que resulta especialmente interesante, cuando<br />
de considerar una aplicación energética del biogás producido se trata, a partir de la cifra de<br />
100.000 habitantes equivalentes. En la actualidad, y fruto de la propia evolución de este sector<br />
de tratamiento de residuos en nuestro país, la utilización energética del biogás generado a<br />
partir de este tipo de residuo ha alcanzado un importante grado de desarrollo.<br />
3. Residuos industriales biodegradables<br />
El empleo de tecnologías de digestión anaerobia para el tratamiento de los residuos<br />
biodegradables generado en industrias como la cervecera, azucarera, alcoholera, láctea,<br />
oleícola, etc., es bastante común en nuestro país, y sus perspectivas de desarrollo son<br />
consistentes por cuanto este tipo de tecnologías están insertas perfectamente dentro del<br />
propio proceso industrial.<br />
4. Fracción orgánica de los residuos sólidos urbanos (RSU).<br />
Este tipo de residuos pueden emplearse para producir biogás de dos maneras principales: a<br />
través de la desgasificación de vertederos o bien mediante la digestión anaerobia en<br />
biorreactores. En el primer caso se trata de una tecnología de interés a partir de un volumen<br />
de capacidad de 200-250 t/día de capacidad, tecnología que ha experimentado un interesante<br />
despegue en España en los últimos años. En cuanto a la digestión anaerobia de estos residuos<br />
en biorreactores, se trata de una tecnología que, hoy por hoy, resulta menos interesante para<br />
tratar estos residuos que otros procesos más simples como el compostaje aerobio.<br />
En términos de Energía<br />
primaria (ktep)<br />
P á g i n a | 242<br />
EVOLUCIÓN DEL CONSUMO DE BIOGÁS<br />
1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004<br />
80 105 116 126 161 248 267
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 7. EVOLUCIÓN DEL BIOGÁS<br />
En términos de potencia<br />
instalada (MW)<br />
33 45 50 55 73 125 141<br />
CONSUMO DE BIOGÁS EN ESPAÑA A FINALES DE 2004 (tep)<br />
TOTAL: 266.724 tep<br />
ANDALUCÍA/MELILLA 8.456<br />
ARAGÓN 5.910<br />
ASTURIAS 24.956<br />
BALEARES 1.106<br />
CANARIAS<br />
XXX<br />
CANTABRIA 3.719<br />
CASTILLA Y LEÓN 14.483<br />
CASTILLA LA MANCHA 1.523<br />
CATALUÑA 55.271<br />
COMUNIDAD VALENCIANA 16.783<br />
EXTREMADURA 405<br />
GALICIA 27.875<br />
LA RIOJA 1.765<br />
MADRID 88.265<br />
MURCIA 4.896<br />
NAVARRA 2.824<br />
PAIS VASCO 8.492<br />
3.1.6.1 OBJETIVOS<br />
El desarrollo por Comunidades Autónomas del cumplimiento del objetivo durante el periodo<br />
2005-2010 aparece recogido en el cuadro que se muestra a continuación. Con respecto a él<br />
debe tenerse en cuenta que, si bien el objetivo nacional final ha sido fijado, la distribución por<br />
Comunidades tiene un carácter estrictamente indicativo. No obstante, y a este respecto, debe<br />
hacerse notar que dicha distribución se ha hecho considerando criterios de localización del<br />
recurso, tanto en lo que se refiere a la localización de la cabaña ganadera como a la<br />
distribución de población o la presencia de industrias generadoras de residuos industriales<br />
biodegradables<br />
BIOGÁS POR COMUNIDADES<br />
CONSUMO DE BIOGÁS<br />
EN ESPAÑA<br />
A FINALES DE<br />
2004 (tep)<br />
OBJETIVO DE<br />
INCREMENTO<br />
2005-2010 (tep)<br />
OBJETIVO<br />
2010 (tep)<br />
ANDALUCÍA/MELILLA 8.456 26.480 34.936<br />
ARAGÓN 5.910 6.487 12.397<br />
ASTURIAS 24.956 5.323 30.279<br />
P á g i n a | 243
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 7. EVOLUCIÓN DEL BIOGÁS<br />
BALEARES 1.106 8.100 9.206<br />
CANARIAS XXX 5.650 5.650<br />
CANTABRIA 3.719 3.708 7.427<br />
CASTILLA Y LEÓN 14.483 14.358 28.841<br />
CASTILLA LA MANCHA 1.523 5.834 7.357<br />
CATALUÑA 55.271 40.920 96.191<br />
COMUNIDAD VALENCIANA 16.783 11.449 28.232<br />
EXTREMADURA 405 3.890 4.295<br />
GALICIA 27.875 6.817 34.692<br />
LA RIOJA 1.765 4.705 6.470<br />
MADRID 88.265 18.842 107.107<br />
MURCIA 4.896 13.472 18.368<br />
NAVARRA 2.824 6.472 9.296<br />
PAIS VASCO 8.492 5.492 13.984<br />
TOTAL 266.724 188.000 454.728<br />
A continuación se recogen los objetivos energéticos propuestos por tipo de residuo empleado<br />
para la producción de biogás. Corresponden a incremento de energía primaria durante el<br />
periodo 2005-2010.<br />
3.1.6.2 PROYECTOS DE BIOGÁS<br />
PER 2005-2010<br />
RESIDUOS (tep)<br />
RESIDUOS GANADEROS 8.000<br />
FRACCIÓN ORGÁNICA DE R.S.U. 110.000<br />
RESIDUOS INDUSTRIALES BIODEGRADABLES 40.000<br />
LODOS DE DEPURACIÓN DE 30.000<br />
APLICACIONES<br />
APLICACIONES ELÉCTRICAS 188.000<br />
PROYECTOS EUROPEOS<br />
Referencia Informe Vigilancia Tecnológica Sectorial elaborado por CIEMAT, Universidad Rey<br />
Juan Carlos y Universidad de Alcalá<br />
1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005<br />
Evolución de la<br />
concesión de proyectos<br />
en Europa<br />
2 3 5 13 5 7 6 2<br />
P á g i n a | 244<br />
PROYECTOS ESPAÑA<br />
Referencia PER 2005-2010<br />
1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005<br />
No 25 11 9 36 87 19
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 7. EVOLUCIÓN DEL BIOGÁS<br />
Entrada en explotación<br />
de proyectos de biogás<br />
en términos de energía<br />
primaria (ktep) en<br />
España<br />
datos<br />
Número de<br />
proyectos<br />
PROYECTOS ESPAÑA<br />
Referencia PER 2005-2010<br />
Energía<br />
primaria<br />
(tep)<br />
Objetivo del<br />
Plan 2010<br />
(tep)<br />
Cumplimiento del<br />
objetivo (%)<br />
Tratamiento de aguas<br />
residuales<br />
3 3.222 59.832 5,4%<br />
Residuos ganaderos 2 3.875 7.643 50,7%<br />
Residuos industriales 1 1.798 26.539 6,8%<br />
Gas de vertedero 24 177.438 55.986 316,9%<br />
TOTAL 30 186.333 150.000 379,8%<br />
3.2 ANÁLISIS PANER 2011-2020. PLAN DE ACCIÓN NACIONAL DE ENERGÍAS<br />
RENOVABLES<br />
3.2.1 DIRECTIVA 2009/28/CE DEL PARLAMENTO EUROPEO Y DEL CONSEJO, DE 23 DE ABRIL<br />
DE 2009<br />
La Directiva de 2009/28/CE del Parlamento Europeo y del Consejo, de 23 de abril de 2009,<br />
relativa al fomento del uso de energía procedente de fuentes renovables, fija como objetivos<br />
generales conseguir una cuota del 20 % de energía procedente de fuentes renovables en<br />
el consumo final bruto de energía de la Unión Europea (UE) y una cuota del 10 % de energía<br />
procedente de fuentes renovables en el consumo de energía en el sector del transporte en<br />
cada Estado miembro para el año 2020.<br />
Y para ello, establece objetivos para cada uno de los Estados miembros en el año 2020<br />
y una trayectoria mínima indicativa hasta ese año. En España, el objetivo se traduce en<br />
que las fuentes renovables representen al menos el 20% del consumo de energía final en el<br />
año 2020 —mismo objetivo que para la media de la UE—, junto a una contribución del 10% de<br />
fuentes de energía renovables en el transporte para ese año.<br />
P á g i n a | 245
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 7. EVOLUCIÓN DEL BIOGÁS<br />
La Directiva establece la necesidad de que cada Estado miembro elabore y notifique a la<br />
Comisión Europea (CE), a más tardar el 30 de junio de 2010, un Plan de Acción Nacional de<br />
Energías Renovables (PANER) para el periodo 2011-2020, con vistas al cumplimiento de<br />
los objetivos vinculantes que fija la Directiva<br />
3.2.2 ANTICIPO PLAN DE ENERGÍAS RENOVABLES 2011-2020<br />
El Plan de Acción Nacional de Energías Renovables 2011-2020 se encuentra actualmente en<br />
proceso de elaboración, por lo que tanto el escenario como los objetivos para cada una de las<br />
tecnologías renovables durante este periodo pueden ser objeto de revisión. Para la formación<br />
del escenario del mapa energético en 2020, se ha tenido en cuenta la evolución del consumo<br />
de energía en España, el alza de los precios del petróleo en relación a los mismos en la década<br />
de los noventa y la intensificación sustancial de los planes de ahorro y eficiencia energética.<br />
Las conclusiones principales son las siguientes:<br />
• En una primera estimación, la aportación de las energías renovables al consumo final<br />
bruto de energía sería del 22,7% en 2020—frente a un objetivo para España del 20%<br />
en 2020—, equivalente a unos excedentes de energía renovable de aproximadamente<br />
de 2,7 millones de toneladas equivalentes de petróleo (tep).<br />
• Como estimación intermedia, se prevé que en el año 2012 la participación de las<br />
energías renovables sea del 15,5% (frente al valor orientativo previsto en la<br />
trayectoria indicativa del 11,0%) y en 2016 del 18,8% (frente a al 13,8% previsto en la<br />
trayectoria).<br />
• El mayor desarrollo de las fuentes renovables en España corresponde a las áreas de<br />
generación eléctrica, con una previsión de la contribución de las energías renovables<br />
a la generación bruta de electricidad del 42,3% en 2020.<br />
Los datos están contenidos en el anticipo del Plan de Renovables 2011-2020, enviado por el<br />
Ministerio de Industria, Turismo y Comercio a la Comisión Europea en cumplimiento de la<br />
propia directiva comunitaria sobre la materia (2009/28/CE), que contempla objetivos<br />
obligatorios de energías renovables para la UE y para cada uno de los Estados miembros en el<br />
año 2020, y la elaboración por parte de éstos de planes de acción nacionales para alcanzar<br />
dichos objetivos.<br />
España hace saber en el informe enviado a Bruselas que está interesada en aprovechar las<br />
oportunidades que ofrecen los mecanismos de flexibilidad recogidos en la Directiva, en<br />
especial las transferencias estadísticas basadas en acuerdos bilaterales y proyectos conjuntos<br />
con terceros países.<br />
No obstante, para el aprovechamiento de los excedentes de energía renovable estimados,<br />
sobre los que España puede obtener significativos beneficios por su transferencia mediante los<br />
mecanismos de flexibilidad previstos en la Directiva, y habida cuenta que alrededor de dos<br />
tercios de la generación eléctrica renovable en 2020 se estima sea de carácter no gestionable,<br />
P á g i n a | 246
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 7. EVOLUCIÓN DEL BIOGÁS<br />
resulta indispensable un mayor desarrollo de las interconexiones eléctricas de España con el<br />
sistema eléctrico europeo, circunstancia sobre la que se ha llamado especial atención en el<br />
informe remitido a Bruselas.<br />
CONSUMO FINAL DE ENERGÍAS RENOVABLES EN ktep<br />
2008 2012 2016 2020<br />
Energías renovables para generación eléctrica 5.342 8.477 10.682 13.495<br />
Energías renovables para calefacción/refrigeración 3.633 3.955 4.740 5.618<br />
Energías renovables en transporte 601 2.073 2.786 3.500<br />
Total en Renovables en ktep 9.576 14.504 18.208 22.613<br />
Total en Renovables según Directiva 10.687 14.505 17.983 22.382<br />
CONSUMO DE ENERGÍA FINAL EN ktep<br />
2008 2012 2016 2020<br />
Consumo de energía bruta final 101.918 93.321 95.826 98.677<br />
% Energías Renovables/Energía final 10.5% 15.5% 18.8% 22.7%<br />
3.2.3 RESUMEN DE LA POLÍTICA NACIONAL EN MATERIA DE ENERGÍAS RENOVABLES<br />
En el ámbito de la Unión Europea, cada vez ha sido más evidente la necesidad de un avance<br />
coordinado en la liberalización de los mercados, en la garantía del suministro, el desarrollo de<br />
las infraestructuras de interconexión y la reducción de emisiones contaminantes, entre<br />
otras materias.<br />
La política energética en España ha avanzado a lo largo de estos ejes comunes de manera<br />
armonizada con los países europeos, pero al mismo tiempo se ha singularizado para dar<br />
repuesta a los principales retos que han caracterizado tradicionalmente el sector<br />
energético español y que, de manera resumida, pueden sintetizarse en los siguientes:<br />
• Un consumo energético por unidad de producto interior bruto más elevado.<br />
• Elevada dependencia energética<br />
• Elevadas emisiones de gases de efecto invernadero,<br />
Para dar respuesta a estos retos, la política energética en España se ha desarrollado alrededor<br />
de tres ejes:<br />
el incremento de la seguridad de suministro<br />
la mejora de la competitividad de nuestra economía<br />
la garantía de un desarrollo sostenible económica, social y<br />
medioambientalmente.<br />
El camino emprendido por España, y por la mayoría de países desarrollados, para<br />
afrontar los retos señalados, se basa en el desarrollo de estrategias que de manera<br />
P á g i n a | 247
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 7. EVOLUCIÓN DEL BIOGÁS<br />
simultánea permitan el avance a lo largo de los tres ejes señalados: en el caso de España,<br />
de manera prioritaria la política energética se ha dirigido hacia<br />
→ la liberalización y el fomento de la transparencia en los mercados<br />
→ el desarrollo de las infraestructuras energéticas<br />
→ la promoción de las energías renovables y del ahorro y la eficiencia energética.<br />
3.2.4 ANÁLISIS AÑO 2009 (REFERENCIA DEL PANER 2011-2020)<br />
En 2009, las energías renovables han supuesto el 9,4% del abastecimiento de energía<br />
primaria, y han representado un 12,2% de la energía final bruta consumida en España de<br />
acuerdo a la nueva metodología de cálculo de la participación de energías renovables sobre el<br />
consumo final bruto de energía.<br />
En los últimos diez años, la producción eléctrica de origen renovable ha experimentado<br />
un incremento superior al 40%, alcanzando a en el año 2009 el 24,7% de la producción<br />
eléctrica bruta de España.<br />
En este último año 2009, las plantas de biocarburantes de nuestro país alcanzaron una<br />
capacidad de producción anual de más de 4 millones de tep<br />
P á g i n a | 248
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 7. EVOLUCIÓN DEL BIOGÁS<br />
3.2.5 ESCENARIOS ENERGÉTICOS<br />
El consumo mundial de energía de aquí al 2030 aumentará alrededor del 40% según las<br />
previsiones de la Agencia Internacional de la Energía (AIE), impulsado fundamentalmente<br />
por la creciente demanda de las economías emergentes, especialmente China e India.<br />
Los combustibles fósiles seguirán aportando el 80% de la demanda energética mundial<br />
desplazándose su consumo a Asia y el Oriente Medio, dónde se localizará la mayor parte del<br />
incremento de la demanda de gas natural.<br />
P á g i n a | 249
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 7. EVOLUCIÓN DEL BIOGÁS<br />
España ya viene realizando históricamente planificaciones en eficiencia energética y energías<br />
renovables, estando vigentes en la actualidad la Estrategia de Ahorro y Eficiencia<br />
Energética en España 2004-2012 (E4), instrumentada a través de sus Planes de Acción 2005-<br />
2007 y 2008-2012, y el Plan de Energías Renovables 2005-2010.<br />
Para la elaboración de los escenarios a futuro de consumo energético, se ha realizado un<br />
ejercicio de prospectiva basado en dos escenarios energéticos: uno llamado de<br />
referencia, y el otro, de eficiencia energética adicional.<br />
Ambos escenarios comparten la evolución futura de las principales variables socioeconómicas<br />
—población y producto interior bruto (PIB) —, así como la evolución<br />
prevista de los precios internacionales del petróleo y del gas natural, diferenciándose en las<br />
medidas de ahorro y eficiencia energética consideradas<br />
En relación con los precios de las principales materias primas energéticas, petróleo y gas<br />
natural, aunque se han barajado tres posibles escenarios (alto, base y bajo), en línea con las<br />
previsiones de los principales organismos internacionales, los análisis para la elaboración<br />
del PANER se han llevado a cabo a partir del escenario base, con un crecimiento moderado de<br />
los precios durante el horizonte temporal del plan.<br />
El precio del crudo de petróleo Brent se situaría en 2020 alrededor de los 100 $ a<br />
precios constantes de 2010.<br />
El gas natural importado en España alcanzaría un precio en 2020, también a precios<br />
constantes de 2010, de 23 €/MWh, para una tasa de cambio de 1,35 dólares USA por<br />
euro.<br />
P á g i n a | 250
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 7. EVOLUCIÓN DEL BIOGÁS<br />
3.2.5.1 ESCENARIO DE REFERENCIA<br />
El Escenario de referencia asume la hipótesis energética de que hasta 2009 se<br />
mantienen las medidas previstas por la E4 y su Plan de Acción 2008-2012, para,<br />
posteriormente, no incorporar ninguna medida de eficiencia energética adicional en el<br />
periodo 2010-2020.<br />
A continuación se muestran los objetivos en este escenario:<br />
P á g i n a | 251
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 7. EVOLUCIÓN DEL BIOGÁS<br />
3.2.5.2 ESCENARIO DE EFICIENCIA ENERGÉTICA ADICIONAL<br />
El escenario de eficiencia energética adicional incluye nuevas medidas de eficiencia energética<br />
adoptadas a partir de 2010 para hacer posible una reducción de la demanda de energía<br />
primaria, desde unos 157 millones de tep en 2020 del escenario de referencia, a casi 140<br />
millones de tep, lo que supone una reducción, en términos relativos, del 11%.<br />
Las medidas específicas que se proponen por sectores son adicionales a las incluidas en el Plan<br />
de Acción 2008-2012 de Ahorro y Eficiencia Energética, que deben seguir ejecutándose a partir<br />
de 2010, y que deben ser dotadas de los recursos necesarios para hacer posible la<br />
consecución de sus objetivos, respetando la estabilidad presupuestaria.<br />
Medidas contempladas en :<br />
⇒ Sector Industria<br />
⇒ Sector Transporte<br />
⇒ Sector Edificación<br />
⇒ Sector Servicios Públicos<br />
⇒ Sector Agricultura y Pesca<br />
⇒ Sector Transformación de la Energía<br />
P á g i n a | 252
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 7. EVOLUCIÓN DEL BIOGÁS<br />
A continuación se muestran los objetivos en este escenario:<br />
P á g i n a | 253
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 7. EVOLUCIÓN DEL BIOGÁS<br />
3.2.6 PREVISIONES DE CONSUMO FINAL BRUTO DE ENERGÍA EN ESPAÑA 2010-2020<br />
(ESCENARIO DE REFERENCIA Y ESCENARIO DE EFICIENCIA ENERGÉTICA ADICIONAL)<br />
3.2.7 OBJETIVOS Y TRAYECTORIAS DE LAS ENERGÍA RENOVABLES<br />
PREVISONES DE CONSUMO FINAL BRUTO DE ENERGÍA DE ESPAÑA EN CALEFACCIÓN Y<br />
REFRIGERACIÓN, ELECTRICIDAD Y TRANSPORTE HASTA 2020, TENIENDO EN CUENTA LOS<br />
EFECTOS DE LA EFICIENCIA ENERGÉTICA Y DE LAS MEDIDAS DE AHORRO ENERGÉTICO 2010-<br />
2020 (ktep)<br />
Ver anotaciones PANER pag 44<br />
Ver datos demás años PANER pag 44/45<br />
AÑO 2020<br />
HIPÓTESIS DE<br />
REFERENCIA<br />
CALEFACCIÓN Y REFRIGERACIÓN 31.837 29.849<br />
EFICIENCIA ENERGÉTICA<br />
ADICIONAL<br />
ELECTRICIDAD 35.816 32.269<br />
TRANSPORTE CONFORME AL ART. 3.4 a) 39.410 31.681<br />
CONSUMO FINAL BRUTO DE ENERGÍA 112.530 97.041<br />
P á g i n a | 254
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 7. EVOLUCIÓN DEL BIOGÁS<br />
OBJETIVO DE ESPAÑA PARA 2020 Y TRAYECTORIA ESTIMADA DE LA ENERGÍA PROCEDENTE DE<br />
FUENTES RENOVABLES EN LOS SECTORES DE CALEFACCIÓN Y LA REFRIGERACIÓN, LA<br />
ELECTRICIDAD Y EL TRANSPORTE<br />
Ver anotaciones PANER pag 47<br />
Ver datos demás años PANER pag 47<br />
AÑO 2020<br />
FUENTES ENERGÍAS<br />
RENOVABLES.CALEFACCIÓN Y<br />
REFRIGERACIÓN (%)<br />
FUENTES ENERGÍAS RENOVABLES.<br />
ELECTRICIDAD (%)<br />
FUENTES ENERGÍAS RENOVABLES<br />
TRANSPORTE (%)<br />
CUOTA GLOBAL DE FUENTES DE ENERGÍAS<br />
RENOVABLES (%)<br />
EXCEDENTE PARA EL MECANISMO DE<br />
COOPERACIÓN<br />
18,9%<br />
40,0%<br />
13,6%<br />
22,7%<br />
2,7%<br />
TABLA DE CÁLCULO PARA LA CONTRIBUCIÓN DE LAS FUENTES DE ENERGÍAS RENOVABLES DE<br />
CADA SECTOR AL CONSUMO FINAL DE ENERGÍA (ktep)<br />
Ver anotaciones PANER pag 48<br />
Ver datos demás años PANER pag 48<br />
AÑO 2020<br />
Previsiones de consumo final bruto de fuentes de energías<br />
5.654<br />
renovables para calefacción y refrigeración<br />
Previsiones de consumo final bruto de electricidad<br />
12.903<br />
producida a partir de fuentes de energías renovables<br />
Previsiones de consumo final de energía procedente de<br />
3.885<br />
fuentes de energías renovables en el sector del transporte<br />
Previsiones de consumo total de fuentes de energías<br />
22.057<br />
renovables.<br />
EXCEDENTE PARA EL MECANISMO DE COOPERACIÓN 2,7%<br />
P á g i n a | 255
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 7. EVOLUCIÓN DEL BIOGÁS<br />
3.2.8 EVOLUCIÓN DEL AREA DE BIOGÁS<br />
La evolución prevista para las instalaciones de generación eléctrica a partir de biogás tiene en<br />
cuenta que el biogás agroindustrial jugará un papel predominante, y que su actual escasa<br />
implantación irá aumentando de forma sustancial a lo largo del periodo de vigencia del Plan,<br />
hasta suponer más del 50% del total en el año 2020. La previsión de crecimiento es más lenta<br />
en los primeros años, y se considera que, a medida que se vaya instalando la potencia, la<br />
velocidad de instalación de potencia irá aumentando. No obstante, también se ha<br />
contemplado que las ayudas del Plan de Biodigestión de Purines 2009-2012 pueden<br />
contribuir positivamente a facilitar el desarrollo de plantas de biogás agroindustrial en los<br />
primeros años. En cuanto a otros tipos de biogás, se ha considerado que el biogás de<br />
vertedero crecerá inicialmente para después sufrir un retroceso (debido a las políticas de<br />
desvío de residuos biodegradables de los vertederos), y que el biogás de FORSU y de lodos<br />
EDAR también crecerá, aunque de una forma sustancialmente inferior al biogás<br />
agroindustrial (debido a las dificultades técnicas que suelen presentar este tipo de plantas,<br />
en el caso del biogás de FORSU, y debido a la baja productividad de biogás de los lodos de<br />
depuradora en el caso del biogás de lodos EDAR).<br />
Estimación de la contribución total previsible de cada tecnología de energía renovable en<br />
España encaminada al cumplimiento de los objetivos vinculantes para 2020 y la trayectoria<br />
intermedia indicativa correspondiente a las cuotas de energía procedente de recursos<br />
renovables en DIVERSOS SECTORES.<br />
Ver anotaciones varias PANER pag 162/163<br />
Ver otros años<br />
2020<br />
SECTOR DE LA ELECTRICIDAD<br />
(Capacidad instalada, generación bruta de electricidad) MW GWh<br />
Energía Hidroeléctrica 22.362 39.593<br />
Energía Geotérmica 50 300<br />
Energía solar: 13.445 29.669<br />
--Energía solar fotovoltaica 8.367 14.316<br />
--Energía solar concentrada 5.079 15.353<br />
--Energía solar hidrocinética, del oleaja, maremotriz 100 220<br />
P á g i n a | 256
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 7. EVOLUCIÓN DEL BIOGÁS<br />
Energía eólica: 38.000 78.254<br />
--Energía eólica en tierra 35.000 70.502<br />
--Energía eólica mar adentro 3.000 7.753<br />
Biomasa: 1.587 10.017<br />
--Biomasa sólida 1.187 7.400<br />
--Biogás 400 2.617<br />
--Biolíquidos 0 0<br />
TOTAL (sin bombeo) 69.844 150.030<br />
De las cuales en cogeneración 423 2.551<br />
SECTOR DE LA CALEFACCIÓN Y REFRIGERACIÓN<br />
ktep<br />
(Consumo final de energía)<br />
Energía geotérmica (excluyendo el calor geotérmico<br />
9.5<br />
de temperatura baja en aplicaciones de bomba de<br />
calor)<br />
Energía solar 644<br />
Biomasa: 4.950<br />
--Biomasa sólida 4.850<br />
--Biogás 100<br />
--Biolíquidos 0<br />
Energía renovable a partir de bombas de calor: 50,8<br />
--de la cual aerotérmica 10,3<br />
--de la cual geotérmica 40,5<br />
--de la cual hidrotérmica 0<br />
TOTAL 5.654<br />
De la cual calefacción urbana 38,6<br />
De la cual biomasa en los hogares 2.117<br />
SECTOR DEL TRANSPORTE<br />
Bioetanol / Bio-ETBE 400<br />
De los cuales biocarburantes del artiículo 21.2 52<br />
De los cuales importados 0<br />
Biodiesel 3.100<br />
De los cuales bioocarburantes del artículo 21.2 200<br />
De los cuales importados 310<br />
Hidrógeno procedente de fuentes renovables 0<br />
Electricidad procedente de fuentes renovables 381,2<br />
De la cual transporte por carretera 122,9<br />
De la cual transporte no por carretera 258<br />
Otros (como biogás, aceites vegetales etc.)<br />
4<br />
especifíquese<br />
De los cuales biocarburantes del artículo 21.2 0<br />
TOTAL 3.885<br />
3.3 CONCLUSIÓN<br />
P á g i n a | 257
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 7. EVOLUCIÓN DEL BIOGÁS<br />
Fuente: España. Mesa sobre materia prima agraria y biocombustibles. Ministerio de Medio Ambiente, y Medio Rural y Marino.<br />
Madrid 16 Septiembre de 2010. Fuente: Ministerio de Medio Ambiente, y Medio Rural y Marino<br />
Para el caso del biogás, los objetivos del PER 2005-2010 eran incrementar en 94 Mw. la<br />
potencia instalada en 2004 que era de 141 Mw. para de esa forma alcanzar al final del 2010 los<br />
235 Mw. No obstante, de acuerdo con datos del IDAE la potencia instalada de biogás en 2009<br />
es de 159 MW y por tanto el nivel de cumplimiento actualmente es del 68%, siendo necesaria<br />
la instalación de 76Mw. adicionales durante el año 2010 si se quieren alcanzar las previsiones<br />
del PER 2005-2010. La referida potencia instalada de 159 Mw., que generan aproximada 600<br />
GWh. de electricidad, procede fundamentalmente de biogás de tres fuentes: residuos sólidos<br />
urbanos, lodos de depuradoras de aguas residuales urbanas (EDAR) y de subproductos<br />
orgánicos agroindustriales. En la tabla mostrada a continuación se reseñan los porcentajes de<br />
cada una de estas fuentes.<br />
DISTRIBUCIÓN DE BIOGÁS EN ESPAÑA<br />
PROCEDENCIA 2010 (MW) 2010 (%)<br />
Vertederos de RSU 115 72,3<br />
Digestores FORSU 19 12,0<br />
Lodos de EDAR 11 6,9<br />
Digestores Agroindustriales 14 8,8<br />
Tabla 3.1. Distribución de biogás en España. Mesa sobre materia prima agraria y biocombustibles. Ministerio de Medio<br />
Ambiente, y Medio Rural y Marino. Madrid 16 Septiembre de 2010. Fuente: Ministerio de Medio Ambiente, y Medio Rural y<br />
Marino. Fuente: IDAE<br />
Las previsiones del PER 2005-2010 establecían los siguientes objetivos según sustrato y<br />
potencial de producción de biogás: 110.000 tep procedentes de la fracción orgánica de los<br />
RSU, 40.000 tep procedentes de residuos industriales biodegradables, 30.000 tep procedentes<br />
de lodos EDAR y 8.000 tep procedentes de las deyecciones ganaderas.<br />
No obstante, aunque actualmente el 72,3% de la producción de biogás en España tiene su<br />
origen en los vertederos, esta proporción deberá disminuir en los próximos años, debido a que<br />
la nueva Directiva sobre vertederos pretende conseguir, entre otros objetivos, que la cantidad<br />
de materia orgánica que se deposite en los mismos sea cada vez menor.<br />
Estas restricciones legales de los vertederos, unido a la tendencia descendente de la curva de<br />
generación de gas de los mismos, van a reducir considerablemente la producción de biogás en<br />
un inmediato futuro y por otra parte se debe tener en cuenta que el biogás de lodos de<br />
depuradoras se mantendrá en los niveles actuales de producción, una vez que ya se han<br />
finalizado en España los planes de depuración de aguas residuales urbanas en los principales<br />
núcleos urbanos.<br />
P á g i n a | 258
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 7. EVOLUCIÓN DEL BIOGÁS<br />
En consecuencia, si se quiere mantener o incrementar la generación de energía a partir del<br />
biogás en España, deberá procederse al impulso de la digestión anaerobia de los estiércoles<br />
ganaderos en codigestión con residuos agroindustriales.<br />
4 EVOLUCIÓN DE LA PRODUCCIÓN DE BIOGÁS EN<br />
EXTREMADURA<br />
Fuente: Acuerdo para el Desarrollo Energético Sostenible de Extremadura (ADESE)<br />
4.1.1 PREVISIÓN DE LA PRODUCCIÓN ELÉCTRICA EN RÉGIMEN ESPECIAL EN<br />
EXTREMADURA. 2008-2012<br />
Considerando la potencia instalada y las horas de funcionamiento estimadas para cada<br />
tecnología, la situación de generación de energía eléctrica en régimen especial se recoge en la<br />
siguiente tabla.<br />
En la misma se aprecian los aumentos de potencia anuales como consecuencia de la<br />
construcción de las instalaciones que se exponen en el apartado anterior. En 2012 se prevé<br />
una producción bruta de energía eléctrica en régimen especial con fuentes renovables<br />
sobre el consumo final de energía eléctrica del 58,5%.<br />
PREVISIÓN DE LA PRODUCCIÓN ELÉCTRICA EN RÉGIMEN ESPECIAL EN EXTREMADURA<br />
2008-2012<br />
2008 2009 2010 2011 2012<br />
Producción<br />
(GWh)<br />
Potencia<br />
(MW)<br />
Producción<br />
(GWh)<br />
Potencia<br />
(MW)<br />
Producción<br />
(GWh)<br />
Potencia<br />
(MW)<br />
Producción<br />
(GWh)<br />
Potencia<br />
(MW)<br />
Producción<br />
(GWh)<br />
Potencia<br />
(MW)<br />
Fotovoltaica 306 403 820 420 900 450 960 480 1.040 520<br />
Eólica 360 200 540 300 720 400<br />
Termosolar 300 100 750 250 900 300 1.200 400<br />
Biomasa 120 15 200 25 200 25<br />
Minihidráulica 20 20 20 20 20 20 30 30 30 30<br />
Biogás 25 4 23 4 34,5 6 46 8 46 8<br />
Cogeneración 13 18,59 15 18,59 15 18,59 15 18,59 15 18,59<br />
TOTAL (GWh) 364 1.178 2.199,5 2.691 3.251<br />
Fuente. Agencia Extremeña de la Energía<br />
PRODUCCIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA EN RÉGIMEN ESPECIAL 2008<br />
Producción 2008<br />
Régimen especial (GWh)<br />
Fotovoltaica 306<br />
Minihidráulica 20<br />
P á g i n a | 259
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 7. EVOLUCIÓN DEL BIOGÁS<br />
Biogás 25<br />
Cogeneración 13<br />
TOTAL 364<br />
Fuente: Acuerdo para el Desarrollo Energético Sostenible de Extremadura (ADESE)<br />
P á g i n a | 260
CAPITULO 8.<br />
BARRERAS Y MEDIDAS DEL BIOGÁS
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
1 BARRERAS Y MEDIDAS<br />
FUENTE: PLAN DE ENERGÍAS RENOVABLES 2005-2010<br />
CAPÍTULO 8. BARRERAS Y MEDIDAS DEL BIOGÁS<br />
1.1 BARRERAS<br />
Se distinguen aquí los principales problemas que dificultan el desarrollo del uso energético del<br />
biogás, distinguiendo la problemática relativa a la producción del recurso de aquella ligada a su<br />
transformación energética.<br />
1.1.1 BARRERAS EN LA FASE DE PRODUCCIÓN:<br />
<br />
Alternativas de interés económico, en especial el secado de purines empleando como<br />
combustible gas natural.<br />
La inclusión en el régimen especial de producción eléctrica del secado de purines con gas<br />
natural ha alejado a los posibles inversores del uso de la tecnología de digestión anaerobia<br />
para el tratamiento de este tipo de residuos, por razones puramente económicas, de<br />
rentabilidad de los proyectos.<br />
<br />
Complicación tecnológica, con relación a la actividad tradicional del productor del<br />
residuo<br />
En el ámbito del empleo de los residuos ganaderos, cabe señalar que el desarrollo de<br />
tecnologías de digestión anaerobia dista mucho de ser algo habitual en el medio rural, siendo<br />
percibido por parte de los ganaderos como algo ajeno a su actividad. Difundir las posibilidades<br />
de esta tecnología en las zonas productoras del residuo resultará ser algo fundamental de cara<br />
al futuro de estas aplicaciones.<br />
Por otro lado, algo similar ocurre con el aprovechamiento de los residuos industriales<br />
biodegradables o los lodos de depuración de aguas residuales urbanas para la producción de<br />
biogás con fines energéticos, pues en ambos casos la aplicación energética suele ser algo ajeno<br />
a la actividad tradicional del productor del residuo.<br />
<br />
Cumplimiento de lo dispuesto en la Directiva 1999/31 acerca de la eventualidad de<br />
depositar materia orgánica en vertederos<br />
La Directiva sobre vertederos pretende conseguir, entre otros objetivos, que la cantidad de<br />
materia orgánica que se deposite en los mismos sea cada vez menor. Esto tiene una<br />
repercusión innegable sobre las posibilidades futuras del desarrollo de aplicaciones de<br />
aprovechamiento de biogás procedente de la desgasificación de vertederos, pues aquel se<br />
produce precisamente por la fermentación de la materia orgánica.<br />
Página | 262
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
1.1.2 BARRERAS EN LA FASE DE APLICACIÓN:<br />
CAPÍTULO 8. BARRERAS Y MEDIDAS DEL BIOGÁS<br />
<br />
Elevadas inversiones<br />
El interés fundamental de desarrollar proyectos de uso energético de biogás parte de una<br />
motivación ambiental, no energética. Ello es así por la propia naturaleza de los proyectos,<br />
ligados al tratamiento de un residuo, pero también por las altas inversiones por unidad de<br />
potencia instalada. Éstas provocan además que los proyectos sean viables sólo a partir de<br />
determinada escala de tratamiento de residuos.<br />
1.2 MEDIDAS<br />
El progreso experimentado por esta área durante los últimos años, con ser importante,<br />
presenta puntos débiles que deben ser tenidos en cuenta. Así, este avance se ha producido de<br />
forma prácticamente única mediante el desarrollo de proyectos ligados a la desgasificación de<br />
vertederos, mientras que el uso energético de biogás producido a partir de otro tipo de<br />
residuos ha experimentado pocos avances. Y esto es especialmente cierto en el caso del<br />
tratamiento de los residuos ganaderos por digestión anaerobia, aplicación que ha sido<br />
desplazada en nuestro país por el secado térmico con gas natural en lo que es una alternativa<br />
muy discutible desde el punto de vista de la eficiencia energética.<br />
En vista del razonamiento recogido en el párrafo anterior, las medidas de promoción para el<br />
sector que se proponen son:<br />
Difusión de las tecnologías existentes entre estamentos afectados, como<br />
Ayuntamientos, Diputaciones y otros.<br />
Está demostrado que, pese al avance registrado en términos relativos por las aplicaciones de<br />
uso energético del biogás en nuestro país durante los últimos años, este tipo de tecnologías<br />
siguen siendo en buena parte desconocidas para muchos de los agentes implicados en un<br />
posible desarrollo de las mismas. Esto es especialmente significativo cuando de entidades<br />
públicas se trata, lo que supone un problema pues son éstas precisamente las que deberán<br />
actuar como promotoras de los proyectos en la mayor parte de los casos.<br />
<br />
Promoción de aquellas tecnologías, que han demostrado su viabilidad técnica y sus<br />
ventajas medioambientales, para el tratamiento de los residuos de la actividad<br />
agrícola-ganadera, mediante la digestión anaerobia de los mismos, generando biogás,<br />
y su posterior valorización energética.<br />
El empleo de tecnologías de digestión anaerobia para el tratamiento de los residuos de la<br />
actividad agro-ganadera deberá suponer en un futuro cercano una de las mayores áreas de<br />
Página | 263
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 8. BARRERAS Y MEDIDAS DEL BIOGÁS<br />
expansión de esta actividad en nuestro país. El empleo del secado de este tipo de residuos, y<br />
en especial de los purines, a partir de la combustión de gas natural, es poco eficiente desde el<br />
punto de vista energético y económico, por lo que debería convertirse en una prioridad el<br />
conseguir que en el corto plazo se produzca un cambio hacia un mayor empleo de la digestión<br />
anaerobia en estas aplicaciones.<br />
<br />
Mantenimiento sin variaciones del régimen económico aplicable a las instalaciones de<br />
generación eléctrica con biogás, tal y como se redactó en su día en el RD 436/2004, de<br />
12 de marzo.<br />
La publicación del Real Decreto 436/2004, de 12 de marzo, supuso dentro del ámbito de la<br />
generación eléctrica con biogás la consolidación de un régimen económico favorable al<br />
desarrollo de este tipo de aplicaciones. Teniendo esto en cuenta, así como la positiva<br />
evolución del sector durante estos últimos años, no parece adecuado promover alteraciones<br />
en el régimen económico que afecta a la electricidad vendida a la red por este tipo de<br />
instalaciones.<br />
<br />
Desarrollo de procesos de co-digestión.<br />
De cara al futuro el desarrollo tecnológico resulta fundamental para conseguir unos mayores<br />
rendimientos de las instalaciones, que permitan mayores rentabilidades. Dentro de este<br />
interés, el desarrollo de procesos de co-digestión, en los que se someten a un proceso de<br />
digestión anaerobia residuos de diversas procedencias, resulta fundamental, y para<br />
conseguirlo se deberá realizar aún una importante tarea en el ámbito del I+D.<br />
Página | 264
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 8. BARRERAS Y MEDIDAS DEL BIOGÁS<br />
El siguiente cuadro resume las medidas planteadas, asociándolas con las barreras mencionadas<br />
anteriormente sobre las que inciden:<br />
MEDIDAS PLANTEADAS<br />
BARRERAS MEDIDAS RESPONSABLE COSTE (€) CALENDA<br />
Alternativas de<br />
interés económico, en<br />
especial el secado de<br />
purines empleando<br />
como combustible<br />
gas natural<br />
Promoción de aquellas tecnologías,<br />
que han demostrado su viabilidad<br />
técnica y sus ventajas<br />
medioambientales, para el<br />
tratamiento de los residuos de la<br />
actividad agrícola ganadera,<br />
mediante la digestión anaerobia de<br />
los mismos, generando biogás, y su<br />
posterior valorización energética<br />
Ministerio de<br />
Agricultura, Pesca y<br />
Alimentación<br />
Ministerio de Medio<br />
Ambiente<br />
Ministerio de<br />
Industria, Turismo y<br />
Comercio<br />
Calcular el<br />
coste<br />
durante el<br />
periodo<br />
RIO<br />
2005-<br />
2010<br />
Complicación<br />
tecnológica, con<br />
relación a la actividad<br />
tradicional del<br />
productor del<br />
residuos<br />
Cumplimiento de lo<br />
dispuesto en la<br />
Directiva 1999/31<br />
acerca de la<br />
eventualidad de<br />
depositar materia<br />
orgánica en los<br />
vertederos<br />
Difusión de las tecnologías existentes<br />
entre estamentos afectados<br />
Ministerio de<br />
Agricultura, Pesca y<br />
Alimentación<br />
Ministerio de Medio<br />
Ambiente<br />
Ministerio de<br />
Industria, Turismo y<br />
Comercio<br />
Ministerio de<br />
Industria, Turismo y<br />
Comercio<br />
Calcular el<br />
coste<br />
durante el<br />
periodo<br />
Pendiente<br />
de<br />
evaluar<br />
2005-<br />
2010<br />
Desarrollo de procesos de codigestión<br />
2007-<br />
2010<br />
Elevadas inversiones<br />
Ministerio de<br />
Industria, Turismo y<br />
Comercio<br />
Pendiente<br />
de<br />
evaluar<br />
1.- Mantenimiento sin variaciones del<br />
régimen económico aplicable a las<br />
instalaciones de generación eléctrica<br />
con biogás, tal y como se redactó en<br />
su día en el RD 436/2004, de 12 de<br />
marzo.<br />
2.- Desarrollo de procesos de codigestión<br />
2005-<br />
2010<br />
Página | 265
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 8. BARRERAS Y MEDIDAS DEL BIOGÁS<br />
2 BARRERAS Y MEDIDAS<br />
FUENTE: PLAN DE ACCIÓN NACIONAL DE ENERGÍAS RENOVABLES, PANER<br />
2011-2020<br />
2.1 MEDIDAS<br />
Las medidas específicas que se proponen por sectores son adicionales a las incluidas en el Plan<br />
de Acción 2008-2012 de Ahorro y Eficiencia Energética, que deben seguir ejecutándose a partir<br />
de 2010, y que deben ser dotadas de los recursos necesarios para hacer posible la<br />
consecución de sus objetivos, respetando la estabilidad presupuestaria<br />
2.1.1 MEDIDAS ESPECÍFICAS EN LOS SECTORES DE LA BIOMASA, EL BIOGÁS Y LOS<br />
RESIDUOS<br />
Denominación y referencia de la<br />
medida<br />
1.- Modificación normativa para el<br />
transporte de productos<br />
relacionados con la biomasa<br />
MEDIDAS PLANTEADAS<br />
Tipo de<br />
medida<br />
Reglamentaria<br />
Resultado<br />
esperado<br />
Disminución del<br />
coste del transporte<br />
Grupo y/o actividad a la<br />
que se destina<br />
Empresas logísticas,<br />
empresas consumidoras<br />
Exist<br />
ente<br />
o en<br />
proy<br />
ecto<br />
En proyecto<br />
Fechas<br />
de<br />
inicio y<br />
final de<br />
la<br />
medida<br />
2013-<br />
2020<br />
2.- Desarrollo normativo de planes<br />
plurianuales de aprovechamiento<br />
forestales o agrícolas con uso<br />
energético de productos,<br />
subproductos o restos y fomento de<br />
las repoblaciones forestales<br />
energética.<br />
Reglamentaria<br />
5.500.000 t/año Administración pública,<br />
propietarios forestales y<br />
agricultores. Producción de<br />
biomasa agroforestal<br />
En proyecto<br />
2014-<br />
2020<br />
3.- Fomento del desvío de los<br />
vertederos de la fracción<br />
combustible mediante su separación<br />
Reglamentaria<br />
Disminuación de las<br />
altas tasas de<br />
vertido actuales y<br />
aumento de las de<br />
valorización<br />
energética<br />
Administración pública,<br />
empresas gestoras de<br />
residuos, empresas<br />
potenciales consumidoras<br />
En proyecto<br />
2016-<br />
2020<br />
Página | 266
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 8. BARRERAS Y MEDIDAS DEL BIOGÁS<br />
4.- Creación de un registro de<br />
Combustible Sólidos Recuperados<br />
(CSR) e implantación de un sistema<br />
AENOR de aseguramiento de la<br />
calidad en los procesos de<br />
producción de CSR<br />
Reglamentaria<br />
Creación de un<br />
mercado de<br />
combustible<br />
producidos a partir<br />
de residuos<br />
Administración pública,<br />
empresas gestoras de<br />
residuos, empresas<br />
potenciales consumidoras<br />
En proyecto<br />
2012-<br />
2020<br />
5.-Fomento de la aplicación de<br />
los digestatos procecentes de<br />
procesos de digestión anaerobia<br />
Reglamentaria<br />
Normalizar el uso<br />
de los digestatos<br />
como abonos o<br />
enmiendas<br />
orgánicas<br />
Administración pública,<br />
sector ganadero y<br />
agroindustrial<br />
En proyecto<br />
2012-<br />
2020<br />
6.- Impulso a la regulación y<br />
normalización de los<br />
combustibles de biomasa<br />
Reglamentaria<br />
Normalización de<br />
los distintos tipos<br />
de biomasa para<br />
usos domésticos,<br />
incluyendo<br />
reglamentos y<br />
normas<br />
específicas para<br />
pellets, etc.<br />
Administración pública,<br />
AENOR<br />
En desarrollo<br />
2000-<br />
2020<br />
2.1.2 MEDIDAS ESPECÍFICAS EN EL SECTOR DE LOS BIOCARBURANTES<br />
Entre otras medidas podemos destacar dentro del área de biogás<br />
Denominación y referencia de la<br />
medida<br />
1.- Modificación de la legislación de<br />
impuestos especiales que permita el<br />
uso del biogás como carburante en<br />
vehículos de transporte en<br />
condiciones similares al bioetanol y<br />
el biodiésel<br />
MEDIDAS PLANTEADAS<br />
Tipo de<br />
medida<br />
Reglamentaria<br />
Resultado<br />
esperado<br />
Diversificación de la<br />
oferta de<br />
biocarburantes<br />
Grupo y/o actividad a la<br />
que se destina<br />
Sector industrial, petrolero y<br />
logístico<br />
Exist<br />
ente<br />
o en<br />
proy<br />
ecto<br />
En proyecto<br />
Fechas<br />
de<br />
inicio y<br />
final de<br />
la<br />
medida<br />
2010-<br />
2011<br />
Página | 267
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 8. BARRERAS Y MEDIDAS DEL BIOGÁS<br />
3 BARRERAS Y MEDIDAS<br />
FUENTE: ASOCIACIÓN ESPAÑOLA DEL BIOGÁS. “EL FUTURO DE BIOGÁS,<br />
EN ESPAÑA” 07 DE ENERO 2010<br />
3.1 INTRODUCCIÓN<br />
Debemos preguntarnos por qué el biogás de digestor, a sensu contrario de lo que ocurre en<br />
los países de nuestro entorno, es una energía renovable por desarrollar en España. Y esto no<br />
podemos sino achacarlo al desconocimiento del potencial que del mismo se tenía en el<br />
momento en que se redactó el PER anterior, desconocimiento que hoy, afortunadamente, se<br />
ha superado.<br />
En efecto, en el PER 2005-2010 se consideraba al biogás como una solución medioambiental y<br />
un subproducto, y no una fuente generadora de energía renovable, transmitiendo esta<br />
opinión a gran parte de lo legislado, desde aquel momento, en relación con el biogás de<br />
digestor.Buen ejemplo de ello se contempla en la Pág. 57 del RESUMEN DEL PER, donde de<br />
modo palmario, se constata que el biogás es la energía renovable, aunque en él no se<br />
contempla así como ya se ha dicho, que sufre el mayor agravio comparativo entre todas las<br />
descritas. Observamos en el mismo que la Ayuda Pública es de 0 Euros; la prima es la menor de<br />
todas las renovables y a la que no se le otorga ningún incentivo fiscal.<br />
Asimismo, en las páginas 58 y ss. del mencionado RESUMEN DEL PER, apartado “6.3 Ayudas<br />
Públicas requeridas por el Plan”, no se contempla en lugar alguno al biogás, al que ni siquiera<br />
se menciona.<br />
Hoy sabemos que el potencial de generación de energía eléctrica del biogas de digestor en<br />
España, se eleva a la nada despreciable cantidad de 5,2 Millones de MW/h, sí se empleasen los<br />
residuos agrícolas y ganaderos accesibles y disponibles en el país (Fuente “PSE Probiogás”,<br />
AINIA 2009). Ello sin contar las posibilidades de generación de energía térmica, equivalente a<br />
la ya reflejada para la energía eléctrica.<br />
Página | 268
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 8. BARRERAS Y MEDIDAS DEL BIOGÁS<br />
Tal como se reconoce en la Resolución del Parlamento Europeo de 12 de Marzo de 2008,<br />
sobre la agricultura sostenible y el biogás, de que es un recurso energético vital que contribuye<br />
al desarrollo económico, agrícola y rural sostenible (ofreciendo a la agricultura nuevas<br />
perspectivas de ingresos) así como a la protección del medio ambiente, destacando la<br />
contribución que puede aportar a la reducción de la dependencia energética del exterior de la<br />
Unión Europea. La producción de electricidad y calor a partir del biogás, podrá contribuir<br />
significativamente al objetivo de que a partir del año 2020, el 20 % de la energía consumida en<br />
la UE proceda de fuentes renovables. Lo que se recoge textualmente en la Directiva<br />
2009/28/CE de 23 de abril del Parlamento Europeo, en su epígrafe 12: “teniendo en cuenta el<br />
importante ahorro en materia de emisiones de gases de efecto invernadero, la utilización de<br />
materias agrarias, como el estiércol y los purines, así como otros residuos de origen animal u<br />
orgánico para producir biogás ofrece ventajas medioambientales notables tanto en lo que se<br />
refiere a la producción de calor y de electricidad como a su utilización como biocarburante.<br />
Como consecuencia de su carácter descentralizado y de la estructura de las inversiones<br />
regionales, las instalaciones de biogás pueden aportar una contribución decisiva al desarrollo<br />
sostenible en las zonas rurales y ofrecer a los agricultores nuevas posibilidades de ingresos”.<br />
El concepto de que se trata de una solución medioambiental y un subproducto debe pues<br />
cambiar en el PER 2011-2020, y tratar al biogás de digestor como una verdadera fuente de<br />
energía renovable, como ya hace el MARM en su documento “LA DIGESTION ANAEROBIA EN<br />
LA DIRECTIVA MARCO DE RESIDUOS”. Sin olvidar lo que ya se contempla en estos momentos<br />
como solución medioambiental, mayor aún que la que se desprendía del antiguo PER, por su<br />
contribución a la reducción de emisión de gases de efecto invernadero, metano, CO2,<br />
partículas y monóxidos de nitrógeno, menos olores, higienización de purines, etc<br />
Dados los avances en investigación, en estos momentos existen en España varias empresas y<br />
proyectos que contemplan el tratamiento final de la materia orgánica allí donde se requiera.<br />
Es imprescindible una apuesta pública de la Administración para que este nuevo enfoque del<br />
biogás de digestor sea suficientemente conocido, y como consecuencia de ello,<br />
suficientemente apoyado por todos los estamentos de la propia Administración. Y ante esta<br />
situación, la ASOCIACION ESPAÑOLA DE BIOGÁS (AEBIG), ha identificado las barreras que,<br />
como decíamos antes, han imposibilitado el desarrollo del biogás de digestor en España, QUE<br />
SON SUSTANCIALMENTE DIFERENTES DE LAS QUE SE CONTEMPLABAN EN EL ANTERIOR PER y<br />
propone soluciones para que el desarrollo del mismo sea una realidad.<br />
Página | 269
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
3.2 BARRERAS<br />
CAPÍTULO 8. BARRERAS Y MEDIDAS DEL BIOGÁS<br />
3.2.1 A.- CON RELACION A LAS TARIFAS<br />
3.2.1.1 LAS TARIFAS REGULADAS EN LA ACTUAL LEGISLACIÓN NO SON PROGRESIVAS NI<br />
ACUMULATIVAS<br />
Esto debe modificarse en la nueva legislación, evitando así la penalización que hoy se produce<br />
debido a la caída de ingresos al exceder la potencia instalada de 500 kW/h, por lo que no<br />
resulta viable la construcción de plantas de determinada potencia en el rango entre 500 kW/h<br />
y 1 MW/h.<br />
3.2.1.2 FALTA DE TRAMOS EN LAS TARIFAS E IMPORTE DE LAS MISMAS<br />
La existencia de únicamente dos tramos en la actual legislación, no contempla la realidad<br />
agroindustrial de España, ni la viabilidad de plantas de pequeña escala.<br />
3.2.1.3 INVERSIÓN<br />
La inversión es muy superior a la que se contempla en el PER, según la experiencia acumulada<br />
por nuestro asociados (prácticamente todo el sector), desde la publicación del Real Decreto<br />
661/07. Dichas estimaciones están reflejadas en la siguiente TABLA, elaborada, por los socios<br />
de AEBIG, en comparación con la publicada en la Pág. 308 del PER 2005-2010, asumiendo<br />
7.000 horas anuales de funcionamiento.<br />
Nota: No se contemplan los costes de logística (entradas y salidas).<br />
En esta tabla se contempla la inversión total (sin impuestos), desde la primera concepción<br />
hasta su puesta en marcha (llave en mano). Como puede apreciarse la inversión necesaria para<br />
una planta de 2.000 kW/h es muy superior a la estimada en el PER 2005-2010. Dado que la<br />
economía de escala juega negativamente para plantas más pequeñas, se desprende fácilmente<br />
la dificultad para hacerlas rentables, y teniendo en cuenta además que serían las más<br />
apropiadas por el tamaño medio de nuestras explotaciones agropecuarias.<br />
Página | 270
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 8. BARRERAS Y MEDIDAS DEL BIOGÁS<br />
Es obvio pues, que desde ahora deben contemplarse los costes de inversión de forma<br />
diferente a como se contemplaban en el actual PER.<br />
En este sentido, y a fin de proporcionar confianza a inversores y promotores, las nuevas tarifas<br />
deberían estar garantizadas durante 20 años, tiempo medio de vida estimado de este tipo de<br />
instalaciones, con lo que los créditos y las inversiones tendrían unas expectativas de retorno<br />
con menos incertidumbres.<br />
3.2.1.4 INSUFICIENCIA DE APOYO PÚBLICO AL DESARROLLO DEL SECTOR DE BIOGÁS DE<br />
DIGESTOR<br />
En el anterior plan, partiendo de las cantidades que figuran en la Pág. 46 in fine, y<br />
comparándolas con las que figuran en la Pág. 36 in fine, ambas del RESUMEN del PER,<br />
observamos que de la ayuda pública destinada al biogás, vía prima eléctrica, de<br />
49´4 M€, al biogás procedente de residuos ganaderos y agroindustriales le corresponderían<br />
12´6 M€ en todo el periodo, que repartidos entre los cinco años de duración del PER<br />
significarían 2´5 M€ anuales, cantidad a todas luces insuficiente para lograr el objetivo de<br />
desarrollo del sector del biogás industrial y ganadero.<br />
3.2.1.5 EXCESO EN LOS REQUERIMIENTOS PARA CALIFICACIÓN COMO COGENERACIÓN Y<br />
BAJA COMPENSACIÓN EN LAS TARIFAS<br />
En estos momentos dichos requerimientos hacen de difícil consecución la mencionada<br />
calificación, dado que el REE útil que se exige es muy elevado, teniendo en cuenta que hay que<br />
deducir el autoconsumo térmico de la planta, que oscila entre un 20% y un 30% del calor<br />
efectivamente generado.<br />
Pero es más, aún en el caso de poder cumplir los requerimientos, el incremento de las tarifas<br />
no llega a compensar la inversión necesaria para lograr este aprovechamiento.<br />
Todo ello agravado por las barreras impuestas por las distancias mínimas a núcleos de<br />
población.<br />
Este factor dificulta alcanzar los objetivos impuestos por la Comisión Europea en materia de<br />
eficiencia energética, la cual es clave para incrementar la energía procedente de energías<br />
renovables<br />
3.2.2 RELATIVOS A LA CONEXIÓN ELÉCTRICA<br />
3.2.2.1 FALTA DE DESARROLLO DE LA DISPOSICIÓN ADICIONAL DECIMOTERCERA DEL<br />
DECRETO LEY 661/07.<br />
En ella se insta a los operadores de las redes de transporte y distribución a elevar una<br />
propuesta para el reparto de costes y gastos, como consecuencia de la ejecución de las<br />
Página | 271
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 8. BARRERAS Y MEDIDAS DEL BIOGÁS<br />
instalaciones de conexión y refuerzo o modificación de red, requeridos para asignarles<br />
capacidad de acceso a la misma.<br />
Ello repercute en una extrema dificultad para el cálculo del coste de una instalación de biogás,<br />
para poder adecuarla a lo exigible en el Art. 4 del Decreto Ley 6/2009. También repercute de<br />
una forma notoria en el coste de la instalación, sí el productor es el único que debe soportar<br />
los mencionados costes y gastos.<br />
En resumen, la conexión a las redes para la evacuación de la energía eléctrica producida, debe<br />
efectuarse sin discriminaciones ni costes que hagan inviable la planta.<br />
3.2.3 RELATIVOS A LA ADMINISTRACIÓN.<br />
3.2.3.1 DISPERSIÓN DE ADMINISTRACIONES.<br />
La falta de un único interlocutor dificulta de una manera importante la creación y desarrollo de<br />
los proyectos a realizar. El tener que aplicar normas emanadas y aplicadas por varios<br />
Ministerios y Consejerías Autonómicas (Industria, Ganadería, Sanidad animal, Urbanismo,<br />
Medio ambiente, etc.), con los problemas que ello conlleva, y de un territorio a otro,<br />
complican, retrasan y a veces hasta impiden el desarrollo del biogás en España. La falta de una<br />
autoridad competente, de la que dependa en exclusiva este desarrollo, hace más visible esta<br />
barrera debida a procedimientos y reglamentaciones burocráticas innecesariamente prolijas.<br />
3.2.3.2 REAL DECRETO 6/2009 DE MEDIDAS ENERGÉTICAS.<br />
En el que se contempla la creación de un registro de preinscripción, con condiciones<br />
gravemente limitadoras para el desarrollo del biogás de digestor, que hacen que<br />
suimplantación sea mucho más difícil, cuando no imposible, por los requisitos que en el mismo<br />
se exigen. La eliminación de estas barreras es requisito indispensable para que una energía<br />
renovable de notoria importancia, tanto por su contribución energética y medio ambiental,<br />
como de ayuda al desarrollo rural, pueda desarrollarse en España y alcanzar la totalidad del<br />
potencial existente, que como ya hemos apuntado anteriormente, asciende a la importante<br />
cantidad de 5,2 Millones de MW/h eléctricos y una potencia térmica similar. Para conseguir<br />
este propósito, la ASOCIACION ESPAÑOLA DE BIOGÁS (AEBIG), plantea las siguientes<br />
propuestas, capaces de derribar las barreras antes señaladas y desarrolladas de forma<br />
correlativa a aquellas:<br />
Página | 272
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
3.3 MEDIDAS<br />
CAPÍTULO 8. BARRERAS Y MEDIDAS DEL BIOGÁS<br />
3.3.1 CON RELACIÓN A LAS TARIFAS<br />
3.3.1.1 LAS TARIFAS REGULADAS EN LA ACTUAL LEGISLACIÓN NO SON PROGRESIVAS NI<br />
ACUMULATIVAS SITUACION ACTUAL:<br />
Planta de 500 kW/h, (7.000 horas anuales) = 3.500.000 kW/h de producción bruta<br />
3.500.000 kW/h x 0´139533 € / kWh (Tarifa según R.D. 661/07) = 488.365 € / año<br />
Planta de 600 kW/h, (7.000 horas anuales) = 4.200.000 kW/h de producción bruta<br />
4.200.000 kW/h x 0,103350 € / kWh (Tarifa según R.D. 661/07) = 434.070 € / año<br />
Nos encontramos pues con la paradoja, de que por culpa de la no progresividad de las tarifas,<br />
una planta que genere más energía, y que requiere mayor inversión, produce menos ingresos<br />
en términos absolutos que una de menor potencia e inversión.<br />
PROPUESTA DE AEBIG: APLICACIÓN PROGRESIVA Y ACUMULATIVA<br />
Página | 273
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 8. BARRERAS Y MEDIDAS DEL BIOGÁS<br />
3.3.1.2 FALTA DE TRAMOS EN LAS TARIFAS Y AUMENTO DE LA MISMAS<br />
Se trata de establecer nuevos tramos de aplicación, con diferentes tarifas para cada uno de<br />
ellos, que deberían ser progresivos y acumulativos. Se proponen los siguientes tramos de<br />
tarifas de acuerdo con la potencia instalada:<br />
Con estas tarifas se obtendría una Tasa Interna de Rentabilidad sobre fondos propios en el<br />
entorno del 12 %, mínimo exigido para un planteamiento de inversión, teniendo en cuenta que<br />
son proyectos a gestionar.<br />
Este esquema de tramos y tarifas, reforzaría además el carácter descentralizado de las<br />
instalaciones de biogás productoras de energía, estimulando una mayor utilización de los<br />
purines, y reduciendo por tanto considerablemente las emisiones de metano en el<br />
almacenamiento o transporte de los mismos. Esto ayudaría a que los agricultores que no<br />
disponen de capacidad suficiente para almacenar el estiércol, solucionasen el problema de<br />
manera económicamente viable, en instalaciones de biogás de menores dimensiones.<br />
Página | 274
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 8. BARRERAS Y MEDIDAS DEL BIOGÁS<br />
3.3.1.3 INVERSION<br />
A la vista de la tabla confeccionada por AEBIG y situadas en el correlativo de BARRERAS, es de<br />
observar que nada tiene que ver los costes de inversión, previstos en su día en el PER 2005-<br />
2010, con los costes de inversión reales. Hay que actualizar dichos costes de inversión, a los<br />
que habrá que añadir los de explotación y mantenimiento, pero teniendo además en cuenta,<br />
que los mismos van a sufrir una variación al alza durante la vida del PER, por lo que habrá que<br />
indexar las tarifas con las variaciones del IPC correspondiente.<br />
3.3.1.4 INSUFICIENCIA DE APOYO PÚBLICO AL DESARROLLO DEL SECTOR DEL BIOGÁS<br />
En el correlativo de Barreras se explica la carencia de estas ayudas, salvo el apoyo a las tarifas,<br />
que en la práctica han sido nulas debido a la casi inexistencia de plantas de biogás que<br />
hubieran podido recibir ingresos por su producción energética.<br />
Por tanto, deberían financiarse mediante programas nacionales o europeos, aquellos<br />
proyectos e instalaciones que por su singularidad, como por ejemplo innovación o eficiencia,<br />
puedan servir como referente y estimular las inversiones en el sector del biogás de digestor.<br />
Para poder seguir avanzando en materia de biogás se precisará financiación adicional para<br />
investigación, desarrollo e innovación de nuevos procedimientos técnicos para el tratamiento<br />
de materias primas abundantes en nuestro país, como residuos vitivinícolas, olivareros, pulpas<br />
de frutos, purines ovinos y gallinazas, etc. Este requerimiento es también aplicable a los<br />
digestatos resultantes de los sustratos tratados en las instalaciones de biogás, aparte de la<br />
revisión de la legislación vigente en materia de fertilizantes, como por ejemplo, no favorecer<br />
el uso de fertilizantes artificiales por encima del uso del estiércol y del digestato procedente de<br />
las instalaciones de biogás.<br />
3.3.1.5 EXCESO EN LOS REQUERIMIENTOS PARA CALIFICACIÓN COMO COGENERACIÓN Y<br />
BAJA COMPENSACIÓN EN LAS TARIFAS<br />
Proponemos el establecimiento de un nivel intermedio en la consecución del REE, que<br />
estimule el aprovechamiento de la energía térmica, dado que el alto nivel exigido ahora,<br />
teniendo en cuenta además la deducción del calor necesario para los digestores, es<br />
prácticamente disuasorio. Esta deducción no debería ser aplicada cuando el residuo a tratar<br />
sean purines.<br />
Para favorecer el aprovechamiento de la totalidad de la energía producida, es necesario que<br />
desaparezcan las barreras de distancia que ahora constriñen a las plantas de biogás de<br />
digestor, lo que además evitaría la utilización de combustibles fósiles en los entornos próximos<br />
a la planta.<br />
El establecimiento de un bono como alternativa, por el aprovechamiento de la energía<br />
térmica, como ya sucede en otros países de nuestro entorno, simplificaría de manera<br />
importante la problemática de la doble tarificación, estimulando el aprovechamiento<br />
Página | 275
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 8. BARRERAS Y MEDIDAS DEL BIOGÁS<br />
energético del proceso cualquiera que fuese su magnitud, sin limitaciones impuestas por<br />
umbrales de rendimientos eléctricos equivalentes (REE).<br />
Dicho bono debería establecerse en el entorno de 2 c€/kWh térmico utilizado.<br />
3.3.2 RELATIVOS A LA CONEXIÓN ELÉCTRICA<br />
3.3.2.1 FALTA DE DESARROLLO DE LA DISPOSICIÓN ADICIONAL DECIMOTERCERA DEL<br />
DECRETO LEY 661/07<br />
En el que se establece el plazo de un año para elevar al Ministerio de Industria, por parte de las<br />
operadoras de transporte y distribución, una propuesta de los mecanismos tipos para el<br />
reparto de gastos y costes a aplicar a los productores de régimen especial, como consecuencia<br />
de la ejecución de instalaciones de conexión y refuerzo o modificaciones de red requeridos<br />
para asignarles capacidad de acceso a la red.<br />
Hoy en día, junto con las tarifas, es la barrera mas importante y en la mayoría de ocasiones<br />
insuperable, con que se enfrentan los proyectos de plantas de biogás, que por su tamaño,<br />
(ninguna de las que se conoce que están en estudio supera los 3 MW/h), no pueden hacer<br />
frente a las desorbitadas cantidades que, en ocasiones, les plantean las compañías de<br />
transporte y distribución, para poder acceder al punto de evacuación.<br />
Es necesario, urgente y vital para el desarrollo del biogás de digestor en nuestro país, que se<br />
regule este importante aspecto, tal como se recoge en el Artículo 16 de la<br />
Directiva 2009/28/CE del Parlamento Europeo y del Consejo, de fecha 23 de Abril de 2009,<br />
sobre Acceso a las redes y funcionamiento de las mismas.<br />
En dicho artículo se establece que deberá exigirse a los operadores de los sistemas de<br />
transporte y distribución, el establecimiento y hacer públicas las normas y el reparto de costes<br />
de adaptación técnica, conexiones a red y refuerzos de la misma, que sean necesarios para la<br />
integración de un nuevo productor que alimente la red interconectada mediante electricidad<br />
generada a partir de fuentes de energías renovables. Dichas normas se basarán en criterios<br />
objetivos, transparentes y no discriminatorios y tendrán especialmente en cuenta todos los<br />
costes y beneficios asociados a la conexión de dichos productores a la red, así como los<br />
beneficios que reportarán dichas conexiones a los productores conectados inicial y<br />
posteriormente, y a los operadores de los sistemas de transporte y de distribución.<br />
Página | 276
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 8. BARRERAS Y MEDIDAS DEL BIOGÁS<br />
Se contempla incluso la posibilidad, cuando proceda, de exigir a los operadores de sistemas de<br />
transporte y de distribución que asuman, total o parcialmente dichos costes.<br />
Además de poder disponer de una estimación pormenorizada de los costes, el solicitante<br />
deberá recibir del operador, un calendario razonable y preciso de la recepción y tramitación<br />
de su solicitud, y un calendario indicativo razonable de las conexiones propuestas. Los<br />
productores podrán lanzar licitaciones para los trabajos de conexión.<br />
Deberían establecerse además los mecanismos de control necesarios para que las respuestas<br />
de las compañías eléctricas puedan ser supervisadas por un organismo independiente de estas<br />
y de los productores, caso de que existieran desacuerdos.<br />
3.3.3 RELATIVOS A LA ADMINISTRACIÓN<br />
3.3.3.1 DISPERSIÓN DE ADMINISTRACIONES<br />
La dispersión de administraciones y direcciones a las que hay que acudir, desde que se intenta<br />
poner en marchar una planta de biogás de digestor, para las diversas tramitaciones (industria,<br />
urbanísticas, medioambientales, jurídicas, etc.), hace que dicha tarea sea un esfuerzo<br />
descomunal y una barrera, a veces insalvable, para lograr el objetivo.<br />
La creación de comisiones interministeriales e inter consejerías, al objeto de tener un<br />
interlocutor único tanto en la administración central como en las autonómicas, podría paliar la<br />
complejidad de la tramitación administrativa a la que actualmente nos enfrentamos.<br />
Los procedimientos administrativos de autorización para instalaciones de biogás han de<br />
racionalizarse con calendarios transparentes. Dicha simplificación estaría en línea con lo<br />
pretendido por la U.E. que recomienda la creación de un procedimiento simplificado para la<br />
construcción de instalaciones de biogás, a fin de que los procedimientos en vigor dejen de<br />
constituir obstáculos innecesarios.<br />
3.3.3.2 REAL DECRETO 6/2009 DE MEDIDAS ENERGÉTICAS<br />
Aplicar el apartado 9 del Art. 4 del R.D. 6/2009, adaptando la legislación a las necesidades<br />
especificas del sector del biogás de digestor.<br />
Página | 277
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
3.4 OTRAS PROPUESTAS<br />
CAPÍTULO 8. BARRERAS Y MEDIDAS DEL BIOGÁS<br />
3.4.1 SEPARACION DE CUPOS<br />
El cupo está condicionado por un sector distinto al biogás de digestor, como es el biogás de<br />
vertederos, que lo agota por la propia dimensión de este tipo de proyectos. Resulta obligado<br />
por tanto, la creación de un cupo específico para el biogás de digestor, único para él y<br />
suficiente para el desarrollo del sector, sin que sea causa limitadora del crecimiento del<br />
mismo.<br />
3.4.1.1 RELATIVOS A SANIDAD ANIMAL<br />
La eliminación de las distancias, estipuladas por las diferentes normas jurídicas, a lugares<br />
habitados, explotaciones ganaderas y otras plantas de tratamientos de residuos, significaría<br />
que las posibilidades de utilización de la energía térmica generada por las plantas de biogás<br />
pudiera desarrollarse al máximo, empleando en beneficio de las comunidades próximas la<br />
energía térmica, que en estos momentos se desperdicia en casi todas las ocasiones, debido a<br />
las trabas impuestas por la mencionada legislación.<br />
Es necesaria una definición clara de las instalaciones de biogás en la normativa de sanidad<br />
animal. Actualmente existen dos conceptos con diferentes requisitos cada uno, bajo los cuales<br />
podrían englobarse este tipo de instalaciones: “instalación ganadera para el tratamiento de<br />
subproductos animales no destinados a consumo humano” y “planta de tratamiento de<br />
estiércoles”. Por otra parte, deberían sustituirse los SANDACH por “Biorresiduos”, según la<br />
nueva DMR. Asimismo, el pequeño tamaño de la mayoría de las explotaciones agrícolas<br />
ganaderas en España y su extrema concentración en determinados territorios, hace muy difícil,<br />
si se mantiene lo legislado sobre distancias, que las plantas puedan ubicarse en lugares donde<br />
el coste del transporte no sea un impedimento más para la construcción de plantas de biogás.<br />
No tratándose de industrias contaminantes, sino neutras, y en la mayoría de los casos<br />
descontaminantes, no tiene sentido que se mantengan dichos condicionamientos de distancias<br />
para las plantas de biogás de digestor, si se establecen los suficientes mecanismos de control<br />
para la entrada y salida de residuos.<br />
Página | 278
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 8. BARRERAS Y MEDIDAS DEL BIOGÁS<br />
3.4.1.2 RELATIVOS A SANDACH<br />
Desarrollo completo de la Directiva Europea 1069/2009 del 21 de Octubre del 2009, ya iniciado<br />
por el MARM, fundamentalmente la incorporación como SANDACH a la Categoría 3 de los<br />
canales y partes de animales sacrificados según el Articulo 10, Apartado a), de la mencionada<br />
Directiva.<br />
3.4.1.3 RELATIVOS AL DIGESTATO<br />
Para asegurar una viabilidad técnica y económica de las instalaciones de biogás en digestor,<br />
resulta de extrema necesidad la aplicación de la nueva Directiva Marco de Residuos (DMR) en<br />
lo referente a los criterios de calidad para el digestato procedente de biorresiduos.<br />
Según la DMR todos los sustratos tratados en una planta de biogás serán definidos como<br />
“biorresiduos”. Dadas las diversas interpretaciones del Reglamento 509/2007 de<br />
20 de Abril para el desarrollo y ejecución de la Ley 16/2002 de 1 de Julio, sobre prevención y<br />
control integrados de la contaminación respecto al sometimiento de<br />
Autorización Ambiental Integrada de las instalaciones de biogás, es necesaria una definición<br />
más exacta según el tipo y cantidad de sustratos que sean valorizados en una instalación de<br />
biogás.<br />
No obstante, con la legislación actual y considerando por tanto los materiales de entrada en<br />
una planta de biogás como SANDACH (y no como Biorresiduos), la Directiva Europea<br />
1069/2009 (mencionada en el apartado anterior), ya legaliza el uso del digestato como<br />
enmienda orgánica en su articulo 32: “además, los residuos de fermentación procedentes de la<br />
transformación en biogás y compostaje, pueden introducirse en el mercado y utilizarse como<br />
abonos y enmiendas del suelo de origen orgánico”.<br />
3.4.1.4 RELATIVOS A CULTIVOS ENERGÉTICOS<br />
Cabe remarcar que en la mayor parte de países europeos los cultivos energéticos se<br />
consideran sustratos agrícolas y entran en la misma categoría que los purines. En nuestro caso<br />
están reconocidos para su empleo como biomasa (grupo b.6.1) pero no como biogás, cuando<br />
esta última tecnología es más eficiente y satisface mejor los mismos requerimientos<br />
medioambientales.<br />
Su utilización como co-sustrato aportaría ventajas considerables:<br />
- Supliría la carencia de co-sustratos en muchas zonas<br />
- Garantizaría la disponibilidad de biomasa asegurando las inversiones<br />
- Haría viables proyectos limitados por tamaños insuficientes<br />
Página | 279
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 8. BARRERAS Y MEDIDAS DEL BIOGÁS<br />
- Compensaría dificultades y carencias biológicas en el caso de sustratos muy ricos en<br />
nitrógeno, como purines porcinos y gallinazas<br />
- Evitaría graves erosiones del suelo<br />
- Aportaría ingresos adicionales y seguros para los agricultores<br />
No se precisarían grandes extensiones, simplemente cultivar en tierras no aprovechadas<br />
siempre como complemento a explotaciones ganaderas donde el tratamiento de purines en<br />
instalaciones de biogás sea problemático por no disponer de ningún otro co-sustrato y con<br />
tipos de plantas no competidoras con la cadena alimentaria.<br />
Resulta por tanto de absoluta necesidad la implantación de criterios de sostenibilidad para<br />
dichos cultivos energéticos, tal y como establece la Directiva Europea de 2009/28/CE de 23 de<br />
Abril, del Parlamento Europeo.<br />
3.4.1.5 OTROS USOS DEL BIOGÁS<br />
El biogás no solo puede utilizarse para la producción de energía eléctrica. Otros usos del<br />
mismo, sin ánimo de ser exhaustivos son:<br />
- Energía térmica (Calor-frío).<br />
- Vapor.<br />
- Inyección en red de gas natural<br />
- Combustible para vehículos a motor.<br />
- Pilas de combustible.<br />
- Productos químicos.<br />
El próximo PER debería crear un espacio que permita el desarrollo de la normativa que regule<br />
esta potencialidad, que elevaría, aun más, la condición de energía renovable del biogás de<br />
digestor, tendiendo a aprovechar la totalidad de su potencialidad.<br />
Página | 280
CAPITULO 9.<br />
EMISIONES DE CO2
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 9. EMISIONES DE CO2<br />
1 INTRODUCCIÓN<br />
Fuente: Plan de Biodigestión de purines<br />
El cambio climático es una de las principales amenazas para el desarrollo sostenible y<br />
representa uno de los mayores retos ambientales con efectos sobre la economía global, la<br />
salud y el bienestar social. Por ello, es necesario actuar para reducir las emisiones a la<br />
atmósfera de gases de efecto invernadero (GEI), buscando a la vez formas de adaptación a las<br />
nuevas condiciones que su impacto está determinando, y que sin duda afectarán aún con<br />
mayor intensidad a las futuras generaciones. Según el Grupo Intergubernamental de Expertos<br />
de Cambio Climático (IPCC), en la contribución del Grupo de Trabajo I al Cuarto Informe de<br />
Evaluación, aprobado en París el 2 febrero de 2007, el calentamiento global es inequívoco y se<br />
atribuye a la acción del hombre con una certidumbre superior al noventa por ciento. No<br />
obstante, de acuerdo con las conclusiones del Grupo de Trabajo III adoptadas en Bangkok,<br />
Tailandia, el día 4 de mayo, una actuación decidida que emplee las tecnologías hoy disponibles<br />
permite alcanzar los objetivos de estabilización a coste inferior al previsto con anterioridad. Es<br />
imprescindible adoptar medidas de gran calado de modo urgente, pero la solución está al<br />
alcance de una voluntad conjunta decidida.<br />
En el año 2005 las emisiones totales de GEI alcanzaron en España las 440,6 Mt de CO2-<br />
equivalente. Esta cifra supone un 52,2 por cien de aumento respecto a las emisiones del año<br />
base, o lo que es lo mismo, casi 37,2 puntos porcentuales de exceso sobre el compromiso<br />
adquirido en el Protocolo de Kyoto, de 1997. El Plan Nacional de Asignación (PNA) de<br />
derechos de emisión de gases de efecto invernadero, 2008-2012, aprobado por Real Decreto<br />
1370/2006, persigue que las emisiones globales de GEI en España no superen en más de un 37<br />
por cien las del año base en promedio anual en el período 2008-2012, alcanzándose esta cifra<br />
a través de la suma del objetivo Kioto (15 por cien), la cantidad absorbida por los sumideros (2<br />
por cien) y el equivalente adquirido en créditos de carbono procedentes de los mecanismos de<br />
flexibilidad del Protocolo de Kioto (20 por cien).<br />
Para alcanzar este objetivo de +37 por cien, el PNA 2008-2012 requiere un importante<br />
esfuerzo adicional de reducción mediante la puesta en marcha de medidas adicionales a las ya<br />
previstas, aunque los datos del balance energético de 2006 muestran que parte de esas<br />
reducciones ya se han producido y que, por tanto, el escenario proyectado ahora se sitúa por<br />
debajo del anterior marco de eficiencia.<br />
En esta línea, el 20 de julio de 2007 el Gobierno informó favorablemente, para su remisión al<br />
Consejo Nacional del Clima y a la Comisión de Coordinación de Políticas de Cambio Climático la<br />
Estrategia Española de Cambio Climático y Energía Limpia (Horizonte 2007-2012-2020), la cual<br />
define el marco de actuación que deben abordar las Administraciones Públicas en España para<br />
Página | 282
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 9. EMISIONES DE CO2<br />
asegurar el cumplimiento por nuestro país de sus obligaciones en el Protocolo de Kioto e<br />
incluye un Plan de Medidas Urgentes de la Estrategia de Cambio Climático y Energía Limpia<br />
(EECCEL) que contempla más del 65 por ciento de las medidas contenidas en la Estrategia,<br />
entrando en acción antes de finales de 2007 y para cada una de las cuales se establece el<br />
Ministerio responsable, el plazo y los recursos requeridos y las emisiones de GEI evitadas en el<br />
periodo 2008-2012.<br />
A su vez, dicho Plan de Medidas Urgentes recoge la elaboración del Plan de Biodigestión de<br />
Purines, aplicable tanto en instalaciones con digestores rurales sobre balsas como en<br />
instalaciones con digestores industriales en régimen centralizado o para explotaciones<br />
individuales, cuyo objeto principal es la reducción de emisiones de GEI en la gestión de purines<br />
y, al mismo tiempo, en las zonas vulnerables o con alta concentración ganadera, se facilitará,<br />
para el caso de las instalaciones con digestores industriales, la gestión del nitrógeno contenido<br />
en el digestato mediante postratamientos como por ejemplo separación sólido-líquido, la<br />
eliminación o reducción-separación de nitrógeno de los purines.<br />
Página | 283
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 9. EMISIONES DE CO2<br />
2 EMISIONES DE GASES DE EFECTO INVERNADERO<br />
FUENTE: EL SECTOR DEL BIOGÁS INDUSTRIAL EN ESPAÑA. MESA<br />
SOBRE MATERIA PRIMA AGRARIA Y BIOCOMBUSTIBLE. MINISTERIO<br />
DE MEDIO AMBIENTE Y MEDIO RURAL Y MARINO. MADRID 16<br />
SEPTIEMBRE DE 2010<br />
2.1 INTRODUCCIÓN<br />
En el Plan de Energías Renovables (PER) 2005-2010 se considera la producción de biogás como<br />
una energía renovable que además representa una solución medioambiental y de tratamiento<br />
de residuos. Así mismo, en los países de nuestro entorno, también se considera el biogás en<br />
general y el del sector agroindustrial en particular como una energía renovable, que además<br />
tiene una componente medioambiental de reducción de emisiones evitadas de Gases de<br />
Efecto Invernadero (GEI) en el sector eléctrico.<br />
Además del potencial energético del biogás, se debe tener en cuenta también la importancia<br />
medioambiental y económica de esta fuente de energía renovable, tanto en la reducción de<br />
emisiones evitadas de CO2 de la producción eléctrica como en la reducción de los costes de la<br />
compra de derechos de emisión para el cumplimiento de los compromisos de España en<br />
relación con el Protocolo de Kyoto, así como la inherente eliminación de emisiones de metano,<br />
óxido nitroso y emisiones radiactivas de alta actividad.<br />
En este sentido según los datos del último Inventario Español de Gases de Efecto Invernadero<br />
(GEI) de 2008, en la Tabla mostrada se pueden observar las emisiones totales y en la Figura 15<br />
su evolución porcentual en el periodo 1990-2008 tomando como base 100 el Año Base del<br />
Protocolo de Kyoto. De ello se desprende que en el año 2008 las emisiones totales de GEI<br />
alcanzaron en<br />
España las 405,1 Mt de CO2-equivalente, lo que supone un 39,8% de aumento respecto a las<br />
emisiones del año base de 1990, o lo que es lo mismo, 24,8 puntos porcentuales de exceso<br />
sobre el compromiso adquirido en el Protocolo de Kyoto (15%).<br />
Página | 284
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 9. EMISIONES DE CO2<br />
En la Tabla 11 y Figura 16 se reseñan la distribución de emisiones totales, porcentaje de las<br />
mismas en los distintos sectores, así como se evolución en el periodo 1990-2008 y se puede<br />
observar que la principal fuente de emisión de CO2 es el sector energético con el 78,46% de las<br />
emisiones totales, por lo que sus incrementos anuales en el periodo considerado tiene una<br />
mayor incidencia que para el caso del tratamiento de los residuos ,que pese a haber tenido<br />
una similar evolución temporal, representan únicamente el 3,84% de las emisiones totales de<br />
GEI. Las emisiones en 2008 del sector agrario (9,6%), procesos industriales (7,72%) y usos de<br />
disolventes (0,38%) se han mantenido prácticamente constante desde el año 1998.<br />
Página | 285
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 9. EMISIONES DE CO2<br />
Página | 286
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 9. EMISIONES DE CO2<br />
En consecuencia, actuaciones que potencien la producción de energías renovables como el<br />
biogás, permitirán reducir las emisiones del capítulo de generación energética del Inventario<br />
Nacional de GEI, que representan unas emisiones para el Mix energético español del entorno<br />
de 400 gramos de CO2equivalente por kilowatio hora generado. Ello ayudará a cumplir con el<br />
Plan Nacional de Asignación (PNA) de derechos de emisión de GEI 2008-2012, aprobado por<br />
Real Decreto 1370/2006, en donde se ha marcado como objetivo que las emisiones globales<br />
de GEI en España no superen en más de un 37% las del año base en promedio anual en el<br />
período 2008-2012 (actualmente son del 39,8%). Se prevé alcanzar esta cifra a través de la<br />
suma del objetivo Kyoto (15%), la cantidad absorbida por los sumideros (2%) y el equivalente<br />
adquirido en créditos de carbono procedentes de los mecanismos de flexibilidad del Protocolo<br />
de Kyoto (20%).<br />
Otro factor que tiene una importancia capital a la hora de marcar las prioridades de inversión<br />
en el sector energético PER 2011-2020, será el cálculo del sobreprecio de la tarifa eléctrica de<br />
la producción energética del biogás respecto al precio de la tarifa eléctrica del pool español y<br />
que permita rentabilizar las instalaciones de producción. Este sobrecoste deberá ser justificado<br />
en cualquier caso con los costes de la compra de derechos de emisión que España deberá<br />
asumir para cumplir con los compromisos del Protocolo de Kyoto, teniendo en cuenta que<br />
actualmente la tonelada de CO2 equivalente se sitúa en el entorno de los 20 euros.<br />
Página | 287
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 9. EMISIONES DE CO2<br />
3 EMISIONES DE GASES DE EFECTO INVERNADERO<br />
FUENTE: PLAN DE ENERGÍAS RENOVABLES 2005-2010<br />
La creciente preocupación por las consecuencias ambientales, sociales y económicas del<br />
cambio climático, su reflejo en los compromisos derivados del protocolo de Kioto, y el hecho<br />
de que la producción y el consumo de energía sean los principales responsables de las<br />
emisiones de gases de efecto invernadero, sitúan al sector energético como clave para<br />
alcanzar los objetivos. La utilización de energías renovables presenta múltiples ventajas de<br />
tipo medioambiental frente al uso de otras fuentes —combustibles fósiles y energía nuclear—.<br />
Si bien los beneficios medioambientales de la utilización de energías renovables afectan a un<br />
buen número de contaminantes, en este epígrafe se evalúa únicamente la contribución de<br />
este Plan a la limitación de emisiones de CO2, principal gas de efecto invernadero10<br />
De acuerdo con los objetivos de crecimiento de las distintas áreas renovables definidos en este<br />
Plan, se ha efectuado una doble evaluación de las emisiones de CO2 evitadas por el mismo. La<br />
primera se refiere a las emisiones evitadas en al año 2010 por el crecimiento previsto de las<br />
energías renovables entre 2005 y 2010. Y la segunda, es la suma del total de emisiones<br />
evitadas desde 2005 a 2010 por el crecimiento de las energías renovables en ese periodo. En<br />
ambos casos, se ha hecho la evaluación económica de esas emisiones evitadas, considerando<br />
un precio de 20 € por tonelada de CO2.<br />
La tabla que figura en la página siguiente, contiene la estimación de las emisiones de CO2<br />
evitadas en 2010 por el crecimiento previsto de las energías renovables entre 2005 y 2010, así<br />
como, su evaluación económica. En el caso de la generación eléctrica, la comparación se hace<br />
con respecto a las emisiones asociadas a una moderna central de ciclo combinado a gas<br />
natural, con un rendimiento del 54%, salvo en el caso de la co-combustión (combustión<br />
conjunta de biomasa y carbón en centrales de este combustible fósil), en el que se comparan<br />
con las emisiones correspondientes a una central convencional de carbón.<br />
Página | 288
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 9. EMISIONES DE CO2<br />
De acuerdo con la hipótesis conservadora utilizada para el cálculo de las emisiones evitadas en<br />
generación eléctrica, es decir, frente a las de una moderna central de ciclos combinados a gas<br />
natural, se alcanza un volumen de emisiones evitadas por el<br />
Plan en el año 2010 de 27,3 millones de toneladas de CO2 anuales. En cuanto a la valoración<br />
económica de estas emisiones evitadas, considerando un precio de la tonelada de CO2 de 20<br />
euros asciende, en 2010, a 547 millones de euros.<br />
De igual forma, la tabla que figura a continuación, presenta la evaluación de las emisiones<br />
totales de CO2 evitadas por el Plan hasta el año 2010, es decir, las emisiones acumuladas,<br />
entre 2005 y 2010, evitadas por el incremento de las fuentes renovables previsto en el Plan.<br />
Página | 289
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 9. EMISIONES DE CO2<br />
Como se puede observar en la tabla, las emisiones evitadas por el Plan hasta el año 2010<br />
ascienden a 77 millones de toneladas de CO2, bajo la hipótesis, como en el caso anterior, en la<br />
parte de generación eléctrica, que se compara con una central de ciclos combinados a gas<br />
natural, salvo en lo que respecta a la co-combustión. En cuanto a la valoración económica de<br />
estas emisiones evitadas considerando, como en la tabla anterior, un precio de la tonelada de<br />
CO2 de 20 euros asciende, hasta 2010, a 1.540 millones de euros.<br />
Página | 290
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 9. EMISIONES DE CO2<br />
Emisiones evitadas y generación de empleo<br />
La siguiente tabla muestra las emisiones evitadas de CO2 únicamente en el año 2010, debido al<br />
incremento de potencia de 94 MW previsto. Se ha tomando como referencia una central de<br />
generación eléctrica de ciclo combinado con gas natural, con un rendimiento del 54% (372<br />
tCO2 por GWh producido):<br />
En la misma tabla se indica la generación de empleo estimada a finales de 2010. Estos datos de<br />
empleo se refieren a la suma de todos los puestos de trabajo de duración anual generados<br />
durante los seis años de período, e incluyen la suma de los puestos de trabajo debidos a la<br />
inversión en la implantación del proyecto, así como los derivados de la explotación del mismo.<br />
Página | 291
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 9. EMISIONES DE CO2<br />
4 EMISIONES DE GASES DE EFECTO INVERNADERO EN EL<br />
SECTOR AGRARIO Y GANADERO.<br />
FUENTE: PLAN DE BIODIGESTIÓN DE PURINES<br />
4.1 SITUACIÓN ACTUAL<br />
4.1.1 LA GESTIÓN DE ESTIERCOLES COMO SISTEMA DE REDUCCIÓN DE GEI.<br />
Dentro del sector agrario, la ganadería es uno de los subsectores que pueden contribuir a la<br />
reducción de las emisiones de GEI mediante el fomento de tecnologías de tratamiento de<br />
estiércoles por fermentación anaeróbica. La posterior combustión del biogás producido en<br />
estos procesos biológicos, permite reducir las emisiones de metano del capitulo "Gestión de<br />
estiércoles" del Inventario Nacional de Gases y en función del tipo, tamaño y rentabilidad de la<br />
instalación de metanización, la combustión del biogás puede efectuarse directamente en<br />
antorcha o, en otros casos, ser aprovechado para la producción de energía térmica únicamente<br />
o la producción combinada de energía térmica y eléctrica. Estas últimas instalaciones podrán<br />
beneficiarse de la financiación que supone la prima eléctrica del biogás contemplada en el Real<br />
Decreto 661/2007, de 25 de mayo, por el que se regula la actividad de producción de energía<br />
eléctrica en régimen especial.<br />
Por otra parte, el aprovechamiento o la eliminación de los estiércoles de las explotaciones<br />
ganaderas, constituye, actualmente, un factor que reclama la atención del sector que las<br />
agrupa, especialmente en algunas zonas de alta concentración pecuaria.<br />
En España, y teniendo en cuenta el importante crecimiento de la producción ganadera en los<br />
últimos años, en particular del porcino, ha sido necesario estudiar este asunto desde<br />
diferentes enfoques.<br />
La primera opción es la utilización de los purines como abono orgánico, dentro de los límites<br />
que permite la normativa comunitaria, fijados por la Directiva 91/676/CEE del<br />
Consejo, de 12 de diciembre de 1991, relativa a la protección de las aguas contra la<br />
contaminación producida por nitratos utilizados en la agricultura (conocida como "Directiva<br />
de Nitratos"), no existiendo en la mayor parte del territorio español dificultades para darles<br />
este destino, consiguiendo un beneficio para los ganaderos y para las tierras agrícolas. El<br />
problema se plantea en las denominadas áreas de alta concentración de explotaciones, donde<br />
no existe suficiente superficie agrícola próxima para una adecuada valorización de los purines<br />
como abono. Encontrar una solución para estas áreas es una iniciativa positiva para el sector<br />
ganadero español, si bien es importante señalar que las crecientes exportaciones del mismo,<br />
Página | 292
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 9. EMISIONES DE CO2<br />
obligan a tener en cuenta las repercusiones sobre los costes de producción. En este sentido,<br />
para las zonas vulnerables o con alta concentración ganadera, el Plan contempla también<br />
procedimientos complementarios a la biodigestión anaeróbica para mejorar la gestión del<br />
nitrógeno del digestato, entre los que se incluyen la separación sólido-líquido y los<br />
tratamientos de eliminación o reducción-recuperación.<br />
4.1.2 LAS EMISIONES DE GEI EN EL SECTOR AGRARIO Y LA GANADERÍA.<br />
Conforme a los datos disponibles del 2006 en el Inventario Nacional de Emisiones de Gases de<br />
Efecto Invernadero, la contribución del sector agrario a las emisiones de GEI representa el<br />
10,70 por cien de las emisiones totales y el 26,65 por cien de las emisiones procedentes de<br />
fuentes denominadas difusas (transporte, residencial, comercial e institucional, agrario,<br />
residuos y gases fluorados). Su incremento respecto al año base ha sido del 14,50 por cien.<br />
La distribución de emisiones de GEI de los diferentes subapartados del epígrafe "Agricultura"<br />
del Inventario Nacional del año 2006, se recoge en el cuadro siguiente.<br />
De estos datos se desprende, que las posibles actuaciones para reducir emisiones de GEI en el<br />
sector agrario deben centrarse en la evaluación de proyectos de reducción en el ámbito de los<br />
"Suelos agrícolas" y en la "Gestión de estiércoles", dado que las posibles medidas de reducción<br />
de emisiones por "Fermentación entérica" son prácticamente inviables en la ganadería<br />
española, por el carácter extensivo de una alta proporción de las especies rumiantes a los que<br />
sería prácticamente imposible aplicar mejores técnicas nutricionales para la reducción de<br />
emisiones de metano.<br />
Página | 293
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 9. EMISIONES DE CO2<br />
Las emisiones de GEI del sector agrario son debidas únicamente al metano (CH4) que<br />
representa el 61,6 por cien de sus emisiones totales y al óxido nitroso (N2O) que supone el<br />
75,0 por cien de sus emisiones totales.<br />
Para el caso del metano, el porcentaje del 61,6 por cien se reparte entre la fermentación<br />
entérica con el 35,7 por cien, la gestión de estiércoles con el 25,6 por cien y la quema de<br />
residuos más el cultivo del arroz que representan un porcentaje del 1,5 por cien. En el<br />
subapartado de gestión de estiércoles (25,6 por cien), al tener en cuenta las diferentes<br />
especies ganaderas, se observa que los estiércoles líquidos o purines del sector porcino son los<br />
que contribuyen en un mayor porcentaje (el 90,2 por cien) a las emisiones de metano,<br />
representando los estiércoles del resto de especies ganaderas únicamente el 9,8 por cien.<br />
Respecto a las emisiones del N2O, el porcentaje del 75 por cien se reparte entre la gestión de<br />
estiércoles que representa aproximadamente el 10 por cien, los suelos agrícolas que suponen<br />
el 64,6 por cien y la quema de residuos agrarios con un insignificante 0,01 por cien. Teniendo<br />
en cuenta el tipo de estiércol en las emisiones de óxido nitroso de la gestión de estiércoles (10<br />
por cien) la mayor contribución se debe al almacenamiento de los estiércoles sólidos con el<br />
96.3 por cien, siendo la contribución de los purines de porcino del 4,0 por cien.<br />
Así mismo, en el subapartado de suelos agrícolas, en el que el N2O contribuye con el 65 por<br />
cien de las emisiones totales, se pueden subdividir las emisiones de acuerdo con las diferentes<br />
fuentes de fertilización nitrogenada, resultando que el 14,2 por cien de las emisiones son<br />
atribuibles a la aplicación de estiércoles como abonos (el 5,7 por cien es debido a los purines<br />
de porcino), el 8,0 por cien al estiércol del ganado en pastoreo y el restante 77,8 por cien son<br />
debidas fundamentalmente a las emisiones procedentes de la fertilización con abonos<br />
minerales nitrogenados.<br />
En consecuencia, una vez reseñadas las principales actividades emisoras de GEI por el manejo<br />
de estiércoles en las granjas y por su aplicación a los suelos como abono, se puede concluir<br />
que:<br />
En la gestión de estiércoles, es el almacenamiento de los estiércoles líquidos o purines del<br />
sector porcino el que contribuye en un mayor porcentaje (90,2 por cien) a las emisiones de<br />
metano y que suponen en términos absolutos unasemisiones de 8,8 M T CO2 eq. Así mismo,<br />
en menor cuantía, el 4,0 por cien del N2O emitido en este capítulo equivale en términos<br />
absolutos a unas emisiones de 0,12 M T CO2 eq. Respecto a la aplicación al suelo de los<br />
purines de porcino como abono, el porcentaje de emisión de N2O del 5,7 por cien, se<br />
corresponde, en términos absolutos, con una emisión de 1,1 M T CO2 eq. de N2O.<br />
Página | 294
CAPITULO 10.<br />
INSTALACIONES EN EXTREMADURA
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 10. INSTALACIONES EN EXTREMADURA<br />
1 INSTALACIONES EN EXTREMADURA:BIOGÁS DE VERTEDERO<br />
INSTALACIÓN DE PRODUCCIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA<br />
MEDIANTE LA CAPTACIÓN DEL BIOGÁS DEL VERTEDERO<br />
CONTROLADO DE BADAJOZ.<br />
1.1 DESCRIPCIÓN<br />
La planta instalada en Badajoz se trata de una Instalación de producción de energía eléctrica<br />
mediante la captación controlada del biogás generado en el depósito controlado, de 15<br />
hectáreas y una cantidad de residuos de 1.300.000 toneladas y su conducción hasta la<br />
instalación de aprovechamiento, donde se realiza su valoración energética mediante<br />
combustión del mismo en un grupo moto-generador.<br />
INSTALACIÓN:<br />
• EMPRESA GESTORA: Gespesa S.A.U.<br />
• CONSTRUCTOR: Grupo Hera Ener-g<br />
• UBICACIÓN: Ecoparque de Badajoz<br />
• RESIDUO: Residuos Sólidos Urbanos. Capacidad vertedero 1.300.000 toneladas<br />
• TECNOLOGÍA: Desgasificación en vertedero<br />
• APLICACIÓN: Producción de Energía Eléctrica, 8.500.000 Kw/h.<br />
1.2 FUNCIONAMIENTO<br />
En las siguientes imágenes se muestra el funcionamiento de la instalación existente en el<br />
vertedero de Badajoz<br />
Página | 296
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 10. INSTALACIONES EN EXTREMADURA<br />
Página | 297
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 10. INSTALACIONES EN EXTREMADURA<br />
Página | 298
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 10. INSTALACIONES EN EXTREMADURA<br />
1.3 COMPONENTES DE LA INSTALACIÓN<br />
La instalación se encuentra dividida en:<br />
1.3.1 POZOS DE CAPTACIÓN, DEPÓSITO CONTROLADO.<br />
Página | 299
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
1.3.2 PLANTA DE SELECCIÓN DE RESIDUOS Y COMPOSICIÓN.<br />
CAPÍTULO 10. INSTALACIONES EN EXTREMADURA<br />
Página | 300
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 10. INSTALACIONES EN EXTREMADURA<br />
1.3.3 SOPLANTE.<br />
1.3.4 MOTO-GENERADOR.<br />
Página | 301
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
1.3.5 CENTRO DE TRANSFORMACIÓN<br />
CAPÍTULO 10. INSTALACIONES EN EXTREMADURA<br />
Página | 302
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
1.3.6 ANTORCHA (DONDE SE QUEMA EL EXCEDENTE DE GAS)<br />
CAPÍTULO 10. INSTALACIONES EN EXTREMADURA<br />
1.3.7 BALSA DE LIXIVIADOS<br />
A la que se envían los condensados del biogás, para su correcto funcionamiento. Los<br />
vertederos con residuos biodegradables generan lixiviados cuyas características varían<br />
dependiendo de su antigüedad. En general, se trata de lixiviados que inicialmente tienen pH<br />
ácido (aunque con el paso del tiempo años tienden al pH de equilibrio), tienen altísimas tasas<br />
de DBO (Demanda Bioquímica de Oxígeno) y DQO (Demanda Química de Oxígeno), y pueden<br />
contener un alto número de contaminantes peligrosos, al movilizarlos por disolución a causa<br />
de su pH ácido.<br />
Los lixiviados con estas características, si no se recogen de forma controlada, son una<br />
fuente potencial de contaminación para las aguas superficiales, subterráneas y el suelo en el<br />
entorno del vertedero, por su elevado potencial de ecotoxicidad.<br />
Página | 303
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 10. INSTALACIONES EN EXTREMADURA<br />
1.4 CARACTERÍSTICAS DE LA INSTALACIÓN<br />
Las características de la planta son:<br />
• 1 grupo con 2 moto-generadores de 400 kW cada uno sin aprovechamiento de<br />
calor residual<br />
• Características del moto-generador: potencia 400 kW, fdp 0,9, frecuencia 50<br />
Hz y 1.500 rpm (400/415 V).<br />
• La producción de energía eléctrica es de 8.500.000 Kw/h.<br />
• El caudal de entrada de biogás a la planta es de 350 m3/h.<br />
• El número de funcionamiento de la planta es de 8.000 h/año.<br />
• Se estima una vida útil de la planta de 10 años.<br />
• Los auto-consumos de la instalación son 70 kW.<br />
Las instalaciones de enlace estarán compuestas por:<br />
• 1 Centro de transformación (CT).<br />
• La Línea de evacuación de media tensión (MT) de 20 kV<br />
Página | 304
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
1.5 OBJETVO DE LA INSTALACIÓN<br />
CAPÍTULO 10. INSTALACIONES EN EXTREMADURA<br />
La finalidad de la instalación descrita es la generación de energía eléctrica en régimen<br />
especial para una instalación que utilizará como energía primaria para la generación de<br />
electricidad el biogás extraído del antiguo vertedero de Badajoz.<br />
A medida que se agote la capacidad de recepción de cada vaso de vertido en el que se<br />
depositan los rechazos de la Planta de selección de residuos y composición (Ecoparque) se<br />
tomarán las medidas precisas para sellar ese vaso; extraer el biogás generado en la<br />
descomposición anaerobia de los residuos depositados en el mismo; y conducirlo hasta el<br />
sistema de aprovechamiento.<br />
Los rechazos son transportados a la celda de vertido del vertedero mediante camiones,<br />
la cual se encuentra impermeabilizada Una vez en el vertedero, los camiones descargan su<br />
contenido para que la compactadora reparta el material al tiempo que lo compacta.<br />
Diariamente, los residuos compactados son cubiertos.<br />
La celda de vertido cuenta asimismo con un sistema de recogida de los lixiviados<br />
producidos como consecuencia de la lluvia o de las transformaciones fisicoquímicas que<br />
puedan sufrir los residuos. Estos lixiviados se bombean hacia una balsa de almacenamiento<br />
para, posteriormente, ser tratados<br />
Una vez finalizada la vida útil del vertedero, se procederá a su sellado definitivo,<br />
empleando para la impermeabilización superior los mismos materiales que en la<br />
impermeabilización de la base. Asimismo, se dispondrá de un sistema para la desgasificación<br />
del vertedero y el tratamiento de los gases de vertedero.<br />
Página | 305
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
2 BIOGÁS DE DIGESTORES<br />
CAPÍTULO 10. INSTALACIONES EN EXTREMADURA<br />
EQUIPO DE PLANTA PILOTO FORMADO POR BIODIGESTOR DE<br />
1.500 LITROS DE CAPACIDAD A INSTALAR EN CENTRO DE<br />
INVESTIGACIÓN AGRARIA LA ORDEN- VALDESEQUERA.<br />
2.1 DESCRIPCIÓN<br />
En el Centro de Investigación Agraria La Orden Valdesequera, en coordinación con<br />
profesores investigadores de la Universidad de Extremadura, pertenecientes al grupo Gairber<br />
de investigación, se han realizado ensayos de laboratorio en digestores con purines y<br />
camalote. Los resultados obtenidos en producción de biogás en la fermentación anaerobia,<br />
con contenidos en metano interesantes, permiten abordar una segunda fase, para determinar<br />
el potencial de biomasas residuales procedentes de la industria agroalimentaria extremeña, así<br />
como de residuos agrícolas y/o cultivos energéticos como el sorgo fbra, o microalgas.<br />
En el caso de los residuos de la industria agroalimentaria se consideran importantes<br />
residuos a estudiar, el procedente de la industria transformadora de la cebolla, de las<br />
empresas transformadoras del tomate, de la industria del biodiésel, etc. Es fundamental<br />
trabajar con biomasa de residuos agrícolas frescos y cultivos energéticos en mezclas con los<br />
residuos anteriores, y con residuos ganaderos, por ejemplo purines. Las mezclas de purines,<br />
que tienen baja relación C/N, con biomasa con alto contenido en carbono permiten aumentar<br />
los rendimientos en biogás.<br />
2.2 INSTALACIONES<br />
El grupo Gairber, en el Centro de Investigación Agraria La Orden Valdesequera, va a<br />
disponer de 4 biodigestores de 5 litros de capacidad cada uno, que van servir para hacer los<br />
estudios de investigación necesarios con las biomasas definidas en el párrafo anterior. Los<br />
resultados obtenidos permitirán seleccionar las biomasas que se analizarán en la planta piloto<br />
que se pretende instalar en el Centro de investigación Agraria La Orden Valdesequera.<br />
Página | 306
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
2.2.1 EQUIPO LABORATORIO<br />
CAPÍTULO 10. INSTALACIONES EN EXTREMADURA<br />
Equipo de laboratorio formado por 4 biodigestores de doble camisa, de 5 litros de<br />
capacidad cada uno. Cada biodigestor tiene una paleta agitadora con velocidad regulable,<br />
para homogeneizar el sustrato a estudiar. Se pueden aplicar a procesos mesófilos (37 ºC) y<br />
termófilos (55 ºC). Con termostatos para regular la temperatura, y calentamiento mediante<br />
la doble camisa. Todas las partes en contacto con el sustrato en acero inoxidable.<br />
2.2.2 PLANTA PILOTO<br />
Equipo de planta piloto formado por biodigestor de 1.500 litros de capacidad. Tiene<br />
sistema de carga de alimentación directa de sustratos sólidos dentro del digestor. El<br />
digestor es alimentado con los sustratos por debajo del nivel de líquido a través de un<br />
tornillo sinfín. Adecuado para sustratos como ensilado de maíz, hierba, con fibras de menos<br />
de 20 mm y concentración de materia seca entre 25 y 35 %.<br />
El sistema de carga de líquidos se bombea con bomba sumergible con triturador dentro de<br />
un dosificador de acero inoxidable. Concentración de materia seca inferior al 6%.<br />
El biodigestor está equipado con:<br />
Sistema de calefacción que mantiene la temperatura estable.<br />
Diámetro interno=1,6 m.<br />
Altura de tanque=1,25 m.<br />
Volumen bruto=2100 litros<br />
Volumen neto=1500 litros.<br />
Paleta mezcladora para movimiento de sustrato.<br />
Conductos de extracción de gas y de alimentación de sustrato.<br />
Membrana de depósito de gas de EPDM (etileno, propileno, dieno,<br />
monómero).<br />
Control visual de gas.<br />
Protección contra exceso o déficit de presión con módulo de operación y<br />
control montado de manera independiente al biodiegestor.<br />
Control de temperatura, pH, punto de muestreo.<br />
Compresor para sellado de aire comprimido en la cubierta y para las<br />
válvulas de alimentación.<br />
Quemador de gas.<br />
Página | 307
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 10. INSTALACIONES EN EXTREMADURA<br />
3 BIOGÁS DE DIGESTORES<br />
PROYECTO BIOGASOL, DESARROLLADO POR EL GRUPO DE<br />
INVESTIGACIÓN DTERMA (DESARROLLO TECNOLÓGICO EN<br />
ENERGÍAS RENOVABLES Y MEDIO AMBIENTE).<br />
3.1 DESCRIPCIÓN<br />
El proyecto Biogasol desarrollado por la Universidad de Extremadura y financiado por<br />
Enel Unión Fenosa Renovables (EUFER) lleva ya tiempo biodigestando los residuos de<br />
matadero (aguas de lavado, vísceras, contenido de panzas, sangre, etc.), obteniendo buenas<br />
producciones de biogás disminuyendo la contaminación de dichos residuos hasta niveles que<br />
pueden ser devueltos al medio ambiente sin peligro.<br />
Con este proyecto lo que se plantea es integrar dos energías renovables, el biogás y la<br />
energía solar, tan abundante en nuestra región. Para ello se debe concentrar la radiación solar<br />
a través de un motor Stirling. De esta forma, en los días soleados este motor se alimentará con<br />
energía solar. Por la noche, y en los días nublados, el calor necesario para que funcione se<br />
puede obtener quemando biogás. Así, se podrá gestionar completamente la instalación híbrida<br />
y generar electricidad durante las 24 horas del día.<br />
Por tanto, en el proyecto BIOGASOL, para optimizar el proceso de producción eléctrica<br />
a partir de biogás, se utilizará de forma conjunta (hibridación) con un sistema que concentra y<br />
convierte (a través de un motor Stirling) la radiación solar en energía eléctrica, (Modelo<br />
EnviroDish, o similar, modificado).<br />
3.2 DESCRIPCIÓN SISTEMA PRODUCCIÓN ELÉCTRICA CON ENERGÍA SOLAR<br />
El Sistema EnviroDish consta de:<br />
Anillo de cimentación.<br />
Estructura soporte.<br />
Página | 308
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
Concentrador solar.<br />
Sistema de control y seguimiento.<br />
Unidad de conversión de potencia.<br />
Receptor solar.<br />
Controlador de la unidad de conversión de potencia.<br />
Motor Stirling (SOLO 161)<br />
CAPÍTULO 10. INSTALACIONES EN EXTREMADURA<br />
• El motor Stirling consta de un cilindro de expansión y otro de compresión. El receptor<br />
solar, el regenerador y el enfriador del gas de trabajo se sitúan entre los cilindros.<br />
• Opera en ciclo cerrado, donde el gas de trabajo se somete a procesos de<br />
calentamiento y enfriamiento. Al calentarse, el gas se expande y transmite el trabajo<br />
mecánico al cigüeñal a través de los pistones.<br />
• La energía concentrada por el paraboloide se transfiere al gas a través del receptor.<br />
• Electrónicamente se controla la presión del gas de trabajo en función de la radiación<br />
solar, con el fin de que la temperatura del receptor sea constante.<br />
Esquema 1: motor SOLO 161 con receptor solar<br />
Página | 309
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 10. INSTALACIONES EN EXTREMADURA<br />
Esquema 2: Sistema disco parabólico-Stirling<br />
3.3 VENTAJA DE LA INSTALACIÓN PROYECTO BIOGASOL<br />
La implantación de esta tecnología permitiría eliminar la alta contaminación de los residuos<br />
producidos por las industrias cárnicas, y que puedan verterse al medio ambiente con garantías.<br />
En primer lugar ello ahorraría a las industrias cárnicas el coste que ahora tienen que pagar por<br />
retirar los residuos sólidos, tales como grasas, huesos… A través de empresas en degradarlos.<br />
En segundo lugar evitaría las sanciones de las diversas administraciones y por último, se<br />
generaría electricidad a partir de biogás obtenido, que si se combina con la energía solar<br />
puede hacer que la rentabilidad de este tipo de plantas sea interesante.<br />
El periodo de amortización de una planta de digestión anaerobia que degrade los residuos de<br />
un matadero como el de Badajoz y use el biogás para generar electricidad está en torno a los<br />
6-7años, acogiéndonos, claro está, a las primas a la generación de electricidad de origen<br />
renovable (como es el biogás). Si la misma se combina con energía solar térmica de<br />
concentración, los retornos de la inversión pueden ser de 3-4 años. Determinar exactamente<br />
este periodo de retorno, es uno de los principales objetivos del proyecto Biogasol.<br />
Esta planta podría aplicarse en todas aquellas industrias que generen residuos orgánicos. De<br />
hecho, con varias cooperativas de la región dedicadas a la producción de tomate triturado y<br />
con el Centro Tecnológico Agroalimentario de Extremadura (CTAEX) se está desarrollando un<br />
proyecto singular estratégico que tiene como uno de sus fines aprovechar los residuos de esta<br />
industria tomatera para generar energía.<br />
Página | 310
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
4 BIOGÁS DE DIGESTORES<br />
CAPÍTULO 10. INSTALACIONES EN EXTREMADURA<br />
PLANTA DE BIOGÁS PARA EL TRATAMIENTO Y<br />
APROVECHAMIENTO DE LOS PURINES DE CERDO EN LA “FINCA<br />
CAMPO LA ESPADA Y BONILLA”<br />
4.1 DESCRIPCIÓN<br />
En el año 2004 cuando arrancó la explotación porcina de “Ibérico Comarca de los<br />
Baldíos” en la “Finca Campo la Espada y Bonilla” se proyectó dicha explotación, que cuenta a<br />
día de hoy con más de 6.000 mil cabezas de ganado, la instalación de una planta de biogás<br />
para el tratamiento y aprovechamiento de los purines de cerdo con el gran fin y propósito,<br />
como nos comentó en su momento Don Enrique Señorón, de hacer todo lo posible por el bien<br />
del medioambiente haciendo frente al gran problema que conlleva la gestión de los purines y<br />
como un proyecto con mucha ilusión e innovador a nivel de Extremadura.<br />
INSTALACIÓN:<br />
• EMPRESA GESTORA: Ibérico Comarca de los Baldíos S.L.<br />
• CONSTRUCTOR:<br />
• UBICACIÓN: Olivenza. Finca Campo La Espada y Bonilla<br />
• RESIDUO: Ganadero. Purines de cerdo<br />
• TECNOLOGÍA: Biodigestores<br />
• APLICACIÓN: Producción de calor por combustión directa<br />
Página | 311
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 10. INSTALACIONES EN EXTREMADURA<br />
Foto 1: Imágenes de la Explotación Ibérico Comarca de los Baldíos.<br />
A día de hoy, la planta cuenta con todos los elementos que hacen posible la<br />
producción de biogás, si bien, ahora mismo la caldera no se encuentra en funcionamiento y se<br />
están planeando unos pequeños acondicionamientos para la correcta autosuficiencia de la<br />
planta.<br />
Página | 312
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 10. INSTALACIONES EN EXTREMADURA<br />
Foto 2: Don Enrique Señorón frente a la caseta dónde se encuentran alojadas la caldera<br />
4.2 FUNCIONAMIENTO<br />
y los 2 generadores.<br />
Ésta consta de 2 Biodigestores:<br />
El primario con una capacidad aproximada de 2 millones de litros.<br />
El secundario consta de una capacidad de 1 millón de litros.<br />
El 70% de la estructura de ambos se encuentran bajo tierra a unos 6 metros de<br />
profundidad y aislados térmicamente por una capa de poliespan entre dos capas de hormigón,<br />
lo cual permite las condiciones necesarias de temperatura necesaria para la formación de los<br />
microorganismos que en condiciones anaeróbicas son capaces de empezar inmediatamente el<br />
proceso de producción.<br />
Página | 313
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 10. INSTALACIONES EN EXTREMADURA<br />
Digestor secundario<br />
Digestor primario<br />
Foto 3: Biodigestores primario y secundario.<br />
Depósito de recepción<br />
Digestor primario<br />
Separador líquido-sólido<br />
Foto 4: Elementos de la planta.<br />
Página | 314
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 10. INSTALACIONES EN EXTREMADURA<br />
Separador líquido-sólido<br />
Foto 5: Detalle separador líquido-sólido.<br />
Hemos de tener en cuenta sin embargo, que para mantener las temperaturas óptimas<br />
indicadas, durante los meses fríos de invierno se precisa más cantidad de calor en la<br />
instalación, aunque las reacciones son ligeramente exotérmicas. Esto se consigue utilizando<br />
una parte del gas producido para calentar agua y hacerla pasar por medio de una pequeña<br />
bomba a través de un serpentín que está instalado en el interior de ambos digestores y que<br />
con el paso de agua caliente cede su calor al medio en fermentación.<br />
Página | 315
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 10. INSTALACIONES EN EXTREMADURA<br />
Por tanto, la clave del proceso radica en el mantenimiento de la temperatura óptima,<br />
pues en todos los casos la producción del gas está en relación directa con la multiplicación<br />
celular del medio.<br />
Filtros Digestor primario<br />
inferiormente al siguiente.<br />
Foto 6: 3 filtros por cada<br />
digestor que contienen virutas de<br />
acero para filtrar y limpiar el biogás.<br />
Los filtros se alimentan en serie de<br />
manera que entra en gas por la parte<br />
inferior del primero saliendo por su<br />
parte superior y entrando<br />
Página | 316
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
5 BIOGÁS DE DIGESTORES<br />
CAPÍTULO 10. INSTALACIONES EN EXTREMADURA<br />
PLANTA DE BIOGÁS PARA EL TRATAMIENTO Y<br />
APROVECHAMIENTO DE LOS PURINES DE CERDO EN LA “FINCA<br />
ARENALEJO”. CENTRO DE INVESTIGACIÓN E INGENIERÍA<br />
AMBIENTAL<br />
5.1 INTRODUCCIÓN<br />
Fuente: http://www.ci2am.com<br />
El Centro de Investigación e Ingeniería Ambiental (CI 2 AM), es una empresa privada que<br />
contribuye con el desarrollo sostenible de los sistemas intensivos de producción agropecuaria,<br />
agroalimentaria e industrial, mediante la generación y aplicación del conocimiento científico y<br />
tecnológico para minimizar el impacto ambiental, incrementar la eficiencia energética y<br />
valorizar los residuos que se generan.<br />
La actividad principal se centra en aplicar o desarrollar los procedimientos, tecnologías y<br />
capacidades disponibles en tratamientos de aguas residuales con contenido orgánico, con el<br />
fin de mejorar la calidad o incluso eliminar los vertidos de sus clientes.<br />
Trabajan con diferentes sectores, como el agropecuario, el agroalimentario o el industrial. En<br />
algunos casos, también se estudia la posibilidad de generar biogás a través de digestión<br />
anaerobia que permita financiar la inversión y mantenimiento de la planta de tratamiento de<br />
aguas residuales.<br />
5.1.1 ORIGEN<br />
A mediados del siglo XX, Don Saturnino Hernández fundó la empresa Don Saturnino, como<br />
compañía dedicada a la producción y elaboración de productos y derivados del cerdo ibérico<br />
de alta calidad. Tras años de actividad desde Cataluña y la creación en Guijuelo de la<br />
instalación dedicada a la elaboración de productos ibéricos, la compañía se ha consolidado<br />
como el Grupo Casa Hernández que ha centrado sus esfuerzos en la calidad del producto y del<br />
servicio.<br />
Página | 317
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 10. INSTALACIONES EN EXTREMADURA<br />
5.1.2 VISIÓN TÉCNICA<br />
El afán por mejorar la calidad ha llevado a la empresa a convertirse en la primera compañía<br />
española específica en cerdo ibérico homologada en los Estados Unidos de América y en<br />
Japón. La culminación de los niveles de excelencia llegan tras el relevo generacional, en el que<br />
Diego García aplica su experiencia en procesos de calidad<br />
5.1.3 DEL JAMÓN A LA SOSTENIBILIDAD<br />
El gran desarrollo en la excelencia de procesos de producción y de control de calidad, lleva a<br />
Diego García a conocer a grandes expertos en el tratamiento de residuos, la familia Perez<br />
Pardo y Ravelo Ron de origen español y cubano aportan a la empresa una nueva visión, en la<br />
que los residuos se convierten en recursos, y el problema se convierte en una fuente de<br />
sostenibilidad para la empresa.<br />
Gracias a esta colaboración, tras años de trabajo conjunto se ha creado el proyecto<br />
“PROYECTO S.O.S. ARENALEJO” en el que se ha desarrollado una planta de tratamiento de<br />
purín porcino que convierte unos residuos muy perniciosos para el terreno en un abono de<br />
alta calidad, agua para limpieza y energía.<br />
El éxito en este proyecto ha permitido crear la empresa “Centro de Investigación e Ingeniería<br />
Ambiental S.L.” (CI2AM) que cuenta con un nuevo laboratorio de tecnología puntera, y<br />
científicos con dilatada experiencia internacional. El objetivo de esta empresa es la solución de<br />
problemas de residuos con carga orgánica que permita mejorar la sostenibilidad.<br />
Página | 318
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
5.1.4 ANTES-AHORA<br />
CAPÍTULO 10. INSTALACIONES EN EXTREMADURA<br />
Señorío de Arenalejo, la típica dehesa extremeña con encinas sobre tierra yerma, ha<br />
aprovechado el tratamiento de purines para convertirse en verdes campos fértiles, gracias al<br />
propio abono de alta calidad generado en el nuevo proceso.<br />
Fotografía 6.0.1. Entrada finca ARENALEJO<br />
Fotografía 0.2.En la finca se pueden observar Chopos plantados como medida ambiental<br />
Las choperas son sistemas de depuración riparios (capturan del 70 al 90% de los<br />
nitratos procedentes de la agricultura, evitando la eutrofización de los ríos).Disminuyen la<br />
erosión del suelo cuando hay avenidas. Disminuyen el efecto del viento, protegiendo los<br />
cultivos y mejorando el microclima local. El chopo es una especie ideal para la captación de<br />
CO2 por su gran rapidez crecimiento.<br />
Página | 319
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 10. INSTALACIONES EN EXTREMADURA<br />
La explotación agropecuaria ARENALEJO está ubicada en el término municipal de Portaje<br />
(Cáceres), con una capacidad de 7.642 plazas de cebo y 600 reproductoras, donde se<br />
encuentran instaladas tres explotaciones porcinas, a continuación se describirán cada una de<br />
las explotaciones.<br />
5.2 EXPLOTACIÓN PORCINA Nº1<br />
El número de cabezas de ganado porcino es de 4.042 animales de cebo.<br />
La finca sobre la que se asienta dicha explotación cuenta con una superficie de 324,36<br />
has.<br />
Esta explotación consiste en 11 naves, con tres tipos de naves distintas según el tipo<br />
de construcción<br />
La superficie aprovechable de pastoreo de esta explotación es de 309,5 has.<br />
Esta explotación plantea una gestión de los estiércoles sólidos y licuados (purinas)<br />
mediante abonado agrícola.<br />
Fotografía 6.0.3. FINCA ARENALEJO. Explotación porcina nº1. Vista general<br />
Página | 320
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 10. INSTALACIONES EN EXTREMADURA<br />
En la parte izquierda de la fotografía se pueden observar las naves donde se<br />
encuentran los animales de cebo.<br />
En la parte central de la fotografía se pueden observar más naves donde se<br />
encuentran los animales de cebo y además un pequeño molino para la alimentación de<br />
los mismos.<br />
En la parte derecha de la fotografía de arriba hacia abajo podemos observar:<br />
• Nave donde se encuentran más animales de cebo<br />
• Nave abierta donde se depositan los estiércoles que se recogen de los<br />
animales para su compostaje<br />
• Nave abierta donde se encuentra un incinerador de animales muertos<br />
A continuación se muestran varias fotografías con ampliaciones de la vista general mostrada<br />
de la explotación nº1.<br />
Fotografía 0.4.FINCA ARENALEJO. Explotación porcina nº1.Nave de animales de cebo (parte izquierda de la fotografía donde se<br />
muestra la vista general de la explotación nº1). Vista desde arriba<br />
Página | 321
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 10. INSTALACIONES EN EXTREMADURA<br />
Fotografía 0.5. Explotación porcina nº1.Nave de animales de cebo (parte izquierda de la fotografía donde se muestra la vista<br />
general de la explotación nº1). Vista en frente.<br />
Fotografía 0.6. Explotación porcina nº1.Nave de animales de cebo (parte central de la fotografía donde se muestra la vista<br />
general de la explotación nº1). Vista en frente.<br />
Página | 322
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 10. INSTALACIONES EN EXTREMADURA<br />
Fotografía 0.7.Explotación porcina nº1.Nave abierta donde se encuentra el incinerador de animales muertos (parte derecha de<br />
la fotografía donde se muestra la vista general de la explotación nº1. Vista en frente.<br />
Fotografía 0.8.Explotación porcina nº1.Nave abierta donde se depositan los estiércoles que se recogen de los animales para su<br />
compostaje (parte derecha de la fotografía donde se muestra la vista general de la explotación nº1. Vista en frente.<br />
El estiércol se transporta hacia la nave de compostaje mediante dúmper desde las naves<br />
donde se ubican los animales.<br />
El estiércol se va apilando en diversas capas alternadas con paja. En la estación de verano el<br />
estiércol es humedecido mediante aspersores.<br />
Página | 323
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 10. INSTALACIONES EN EXTREMADURA<br />
Fotografía 0.9.Explotación porcina nº1.Asperor situado en la cubierta de la Nave abierta donde se depositan los estiércoles que<br />
se recogen de los animales para su compostaje (parte derecha de la fotografía donde se muestra la vista general de la<br />
explotación nº1. Vista en frente.<br />
5.3 EXPLOTACIÓN PORCINA Nº2<br />
El número de cabezas de ganado porcino es de 600 reproductoras, 40 verracos y 1.600<br />
animales de cebo<br />
La finca sobre la que se asienta dicha explotación cuenta con una superficie 148,37 has<br />
Esta explotación consiste en 15 naves, con cinco tipos de naves distintas según el tipo<br />
de construcción.<br />
La superficie aprovechable de pastoreo de esta explotación es de 112 has.<br />
Esta explotación plantea una gestión de los estiércoles sólidos y licuado (purinas)<br />
mediante abonado agrícola.<br />
5.4 EXPLOTACIÓN PORCINA Nº3<br />
El número de cabezas de ganado porcino es de 2.000 cerdos de cebo en régimen de<br />
explotación intensiva, quedando el ganado porcino alojado en las mismas instalaciones<br />
en las que se suministra la alimentación.<br />
La finca sobre la que se asienta dicha explotación cuenta con una superficie de 12,6<br />
has<br />
Esta explotación consistirá en 4 naves de 500 m2 cada una con parques de 500 m2.<br />
Página | 324
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 10. INSTALACIONES EN EXTREMADURA<br />
La superficie agrícola vinculada a esta explotación es de 11,5 has de cultivos de secano<br />
(dehesa)<br />
Esta explotación plantea una gestión de los estiércoles sólidos y licuados (purinas)<br />
mediante procesos biológicos anaerobios y su posterior gestión como abono agrícola.<br />
Fotografía 0.10. Explotación porcina nº3.Naves y parques donde se ubican los cerdos de cebo en régimen de explotación<br />
intensiva<br />
Fotografía 0.11. Explotación porcina nº3.Interior de una nave donde ubican los cerdos de cebo en régimen de explotación<br />
intensiva<br />
Las naves se limpian diariamente varias veces al día por medio de agua a presión. El agua de<br />
lavado cae bajo unas rejillas situadas en el suelo de la nave, donde además se encuentran<br />
ubicados aspersores de agua, que garantizan la limpieza de la nave.<br />
Página | 325
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 10. INSTALACIONES EN EXTREMADURA<br />
Fotografía 0.12.Explotación porcina nº3.Interior de una nave donde ubican los cerdos de cebo en régimen de explotación<br />
intensiva. Rejillas situadas en el suelo para la recogida del agua de lavado del suelo de la nave.<br />
Fotografía 0.13. Explotación porcina nº3.Llaves de apertura del riego con aspersores ubicados en el suelo de las naves para la<br />
limpieza de las mismas<br />
Página | 326
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 10. INSTALACIONES EN EXTREMADURA<br />
El agua de lavado es conducido por gravedad hacia la zona de depuración. Una vez depurada el<br />
agua en la planta de biometanización, es conducido de nuevo para reutilizar en la limpieza de<br />
las naves.<br />
Fotografía 0.14.Explotación porcina nº3.Planta de Biodigestión anaerobia. Bomba para reciclaje de agua depurada. Equipo<br />
destinado al trasiego de agua depurada desde la balsa hacia el depósito de agua reciclada.<br />
Página | 327
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 10. INSTALACIONES EN EXTREMADURA<br />
Fotografía 0.15.Explotación porcina nº3.Planta de Biodigestión anaerobia. En la parte izquierda de la fotografía se encuentra el<br />
depósito pulmón. En la parte derecha superior de la fotografía podemos ver el depósito de agua reciclada que almacena el agua<br />
reciclada para su uso en la limpieza del suelo en las naves de la instalación porcina.<br />
5.5 EXPLOTACIÓN PORCINA Nº3.<br />
DESCRIPCIÓN PLANTA DE BIODIGESTIÓN ANAEROBIA<br />
Tal y como se comentó anteriormente, la explotación porcina nº3 de 2.000 cerdos de cebo en<br />
régimen de explotación intensiva, plantea una gestión de los estiércoles sólidos y licuados<br />
mediante procesos biológicos anaerobios y su posterior gestión como abono agrícola.<br />
A continuación se pasan a describir los elementos de la instalación y el funcionamiento de la<br />
misma.<br />
Página | 328
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
5.5.1 PLANTA DE TRATAMIENTO Y DEPURACIÓN<br />
CAPÍTULO 10. INSTALACIONES EN EXTREMADURA<br />
Fotografía 0.16. Explotación porcina nº3.Planta de tratamiento y depuración<br />
Gráfico 0.1.Explotación porcina nº3.Planta de tratamiento y depuración. Flujo tecnológico<br />
Página | 329
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
5.5.2 ETAPA DE PRETRATAMIENTO<br />
CAPÍTULO 10. INSTALACIONES EN EXTREMADURA<br />
5.5.2.1 PRETRATAMIENTO. DESBASTE. CÁMARA DE REJAS<br />
Espacio destinado a la remoción de sólidos gruesos (diámetro mayor o igual a 20 mm), que<br />
interfieren en el funcionamiento de los equipos electromecánicos de la planta.<br />
Fotografía 0.17.Explotación porcina nº3.Planta de Biodigestión anaerobia. Cámara de rejas.<br />
5.5.2.2 PRETRATAMIENTO. DESBASTE.TAMIZ ROTATORIO<br />
Página | 330
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 10. INSTALACIONES EN EXTREMADURA<br />
Página | 331
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 10. INSTALACIONES EN EXTREMADURA<br />
5.5.3 ETAPA DE NITRIFICACIÓN Y DESNITRIFICACIÓN. FERMENTADORES<br />
Fotografía 0.18.Explotación porcina nº3.Planta de Biodigestión anaerobia. Proceso de fermentación<br />
Página | 332
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 10. INSTALACIONES EN EXTREMADURA<br />
5.5.3.1 REACTOR AEROBIO<br />
Fermentador en el que se verifica la transformación microbiológica del nitrógeno en forma de<br />
amonio a nitratos.<br />
Fotografía 0.19.Explotación porcina nº3.Planta de Biodigestión anaerobia. Reactor aerobio<br />
Fotografía 0.20.Explotación porcina nº3.Planta de Biodigestión anaerobia. Reactor aerobio<br />
Página | 333
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 10. INSTALACIONES EN EXTREMADURA<br />
5.5.3.2 REACTOR ANÓXICO<br />
Fermentador en el que ocurre el proceso de transformación microbiológica de los nitratos a<br />
nitrógeno molecular.<br />
Fotografía 0.21.Explotación porcina nº3.Planta de Biodigestión anaerobia. Reactor anóxico<br />
Fotografía 0.22.Explotación porcina nº3.Planta de Biodigestión anaerobia. Reactor anóxico<br />
Página | 334
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
5.5.4 ETAPA DE HOMOGENIZACIÓN<br />
CAPÍTULO 10. INSTALACIONES EN EXTREMADURA<br />
5.5.4.1 TANQUE MEZCLADOR<br />
Depósito destinado a la homogenización del producto fermentado en la etapa de<br />
nitrificación/desnitrificación.<br />
Fotografía 0.23.Explotación porcina nº3.Planta de Biodigestión anaerobia. Tanque mezclador<br />
Fotografía 0.24.Explotación porcina nº3.Planta de Biodigestión anaerobia. Tanque mezclador<br />
Página | 335
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
5.5.5 ETAPA DE DIGESTIÓN ANAEROBIA<br />
CAPÍTULO 10. INSTALACIONES EN EXTREMADURA<br />
5.5.5.1 REACTORES ANAEROBIOS DE LODOS<br />
5.5.6 PRODUCTOS OBTENIDOS. BIOGAS<br />
Este gas se purificará (se eliminará el H2S y el CO2) mediante un purificador de Sulfuro de<br />
Hidrógeno y se enviará al Gasómetro, de donde se enviará al Centro de Transformación<br />
Eléctrica.<br />
Página | 336
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
5.5.6.1 GASÓMETRO<br />
Modulo destinado al almacenamiento de biogás.<br />
CAPÍTULO 10. INSTALACIONES EN EXTREMADURA<br />
Página | 337
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 10. INSTALACIONES EN EXTREMADURA<br />
5.5.6.2 COLUMNA DE PURIFICACIÓN DE GAS<br />
Aparato diseñado expresamente para la remoción de H2S (sulfuro de hidrógeno) contenido en<br />
el biogás<br />
Página | 338
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 10. INSTALACIONES EN EXTREMADURA<br />
5.5.6.3 PLANTA DE COGENERACIÓN Y SALA DE MÁQUINAS<br />
Local habilitado para equipos electromecánicos, cuadro eléctrico, autómata y grupo de<br />
cogeneración.<br />
Página | 339
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 10. INSTALACIONES EN EXTREMADURA<br />
5.5.6.4 ANTORCHA<br />
Equipo diseñado para la combustión eventual del biogás excedente<br />
Página | 340
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
5.5.7 PRODUCTOS OBTENIDOS. FANGOS DESHIDRATADOS<br />
CAPÍTULO 10. INSTALACIONES EN EXTREMADURA<br />
Los fangos digeridos y deshidratados se utilizarán para la elaboración de compost.<br />
5.5.7.1 TANQUE DE LODOS DIGERIDOS<br />
Depósito para la recepción y estabilización de los lodos digeridos en los reactores anaerobios.<br />
5.5.8 PRODUCTOS OBTENIDOS. EFLUENTES LÍQUIDOS<br />
Este efluente depurado será utilizado para el arrastre de purinas depositados debajo de los<br />
pisos ranurados de la instalación de cebo hacia la planta depuradora, limpieza de las áreas de<br />
la planta de tratamiento y de los equipos de secado y filtración y fertirriego de áreas agrícolas.<br />
5.5.8.1 BALSA DE ESTABILIZACIÓN<br />
Estanque para el pos-tratamiento facultativo del efluente (líquido) digerido en los reactores.<br />
Balsa de recogida de agua de lluvia y efluente líquido depurado que será utilizado para la<br />
limpieza de las naves donde se encuentran los cerdos de cebo<br />
Página | 341
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 10. INSTALACIONES EN EXTREMADURA<br />
Fotografía 0.25.Explotación porcina nº3.Planta de Biodigestión anaerobia. Balsa de estabilización.<br />
Página | 342
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 10. INSTALACIONES EN EXTREMADURA<br />
5.5.9 CONTROL PROCESOS DEL SISTEMA DE TRATAMIENTO Y DEPURACIÓN<br />
Área para el control automatizado del proceso, mediante SCADA instalado en PC.<br />
Página | 343
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
5.6 EXPLOTACIÓN PORCINA Nº3.<br />
LABORATORIOS<br />
CAPÍTULO 10. INSTALACIONES EN EXTREMADURA<br />
Página | 344
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 10. INSTALACIONES EN EXTREMADURA<br />
Página | 345
CAPITULO 11.<br />
INSTALACIONES FUERA DE<br />
EXTREMADURA
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 11. INSTALACIONES FUERA DE EXTREMADURA<br />
1 EUROPA<br />
1.1 INTRODUCCIÓN<br />
El sector del biogás forma parte integrante de la industria de tratamiento de residuos<br />
orgánicos y cuenta con empresas europeas de origen y tamaño distintos. En general se tratan<br />
de pequeñas y medianas empresas especializadas en la realización de plantas de metanización<br />
de residuos orgánicos, aunque existen algunas empresas grandes de tratamiento de aguas<br />
residuales y la tendencia reciente parece conducir hacia una mayor concentración.<br />
En todos los países europeos se aprovechan los desechos orgánicos y cultivos energéticos<br />
(forraje de maíz, pasto, trigo, etc.) para la producción de biogás, energía eléctrica y fertilizantes<br />
orgánicos. En estos países se han construido en los últimos 20 años más de 5000 biodigestores<br />
a nivel Industrial. Existen más de 500 instalaciones productoras de este gas biológico<br />
1.2 PRINCIPALES EMPRESAS EUROPEAS<br />
FUENTE: EUROBSERV’ER 2009<br />
P á g i n a | 347
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 11. INSTALACIONES FUERA DE EXTREMADURA<br />
1.3 ALGUNAS REFERENCIAS EN ALEMANIA<br />
1.3.1 INTRODUCCIÓN<br />
Fuente: El sector del biogás agroindustrial en España. Mesa sobre materia prima agraria y biocombustibles. Ministerio de Medio<br />
Ambiente, y Medio Rural y Marino. Madrid 16 Septiembre de 2010.<br />
Fuente: Expobioenergía 2009. European Biogas Association.<br />
Alemania es el mayor productor de biogás de la UE, con 2383,1 ktep totales (alrededor del 40%<br />
del la producción total europea) y por lo tanto, el país que más ha desarrollado esta<br />
tecnología. Aproximadamente, el 70% de la producción total de las energías renovables en<br />
Alemania, proviene de la biomasa<br />
En Alemania, existen más de 4000 plantas de biogás siendo la mayoría de ellas pequeñas, es<br />
decir, con una potencia instalada comprendida entre 50 y 500 kW y con una potencia eléctrica<br />
instalada total de unos 1.500 MWh. Esto supone una creación de 10.500 puestos de trabajo y<br />
una reducción en las emisiones de CO2, de 6,4 millones de toneladas en el año 2007.<br />
En las plantas de biogás alemanas, más del 75% de los sustratos empleados están formados<br />
por cultivos energéticos (silo de maíz, cereal, ensilado de hierba…), los cuales presentan unos<br />
elevados rendimientos de producción de metano. Por otra parte, el negocio del biogás en<br />
Alemania está mucho más desarrollado debido a las elevadas primas y retribuciones de venta<br />
de la energía eléctrica (existen primas por el uso de cultivos energéticos). Asimismo, también<br />
se incentiva económicamente la incorporación del biogás ya depurado, es decir biometano<br />
(biogás con más del 97% de metano), a la red de gas natural<br />
La Federación alemana de Biogás (FvB) prevé que para finales de 2010, Alemania cuente con<br />
un total de 5.700 instalaciones con una capacidad productiva de 2.200 MW y la potencia<br />
instalada media se espera que se reduzca en 2010 a los 430 KW, desde los 500 Kw del 2009.<br />
Probablemente esto se debe a un aumento del interés en instalar digestores en los que se<br />
fermenten cantidades importantes de estiércol de origen animal y de esta manera, los<br />
agricultores alemanes se podrían beneficiar del cobro de una bonificación adicional que<br />
ascendería a 4 céntimos/Kwh por el aprovechamiento de este tipo de sustrato.<br />
Alemania es el país con mayor producción de energía de biogás por habitante de Europa, con<br />
una producción de 29 tep por cada mil habitantes.<br />
P á g i n a | 348
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 11. INSTALACIONES FUERA DE EXTREMADURA<br />
El tamaño más habitual de una planta en Alemania es de unos 400 kW, aunque hay grandes<br />
compañías productoras de energía que están proyectando grandes instalaciones de más de 20<br />
MW. Los residuos agrícolas y los cultivos energéticos (fundamentalmente cereales) son los<br />
principales sustratos para la producción de biogás y existe una prima para fomentar su uso en<br />
la Ley de energías renovables hay materias primas renovables (prima NaWaRo).<br />
P á g i n a | 349
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 11. INSTALACIONES FUERA DE EXTREMADURA<br />
El número de plantas de biogás instaladas en Alemania ha ido creciendo de forma constante, si<br />
bien entre 2006 y 2008 el ritmo de crecimiento se había ido ralentizando. Sin embargo, a<br />
principios de 2009 volvió a crecer la construcción de plantas de biogás, debido a la enmienda a<br />
la Ley Alemana de Energías Renovables (EEG) para incentivar el aprovechamiento de<br />
subproductos.<br />
P á g i n a | 350
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 11. INSTALACIONES FUERA DE EXTREMADURA<br />
En enero de 2009 se empezó a aplicar la nueva Ley de Energías Renovables<br />
Alemania se planteaba aumentar la eficiencia del uso de biogás, utilización de biometano<br />
como combustible para vehículos y mejorar el acceso al biogás (incluso para uso doméstico).<br />
La inyección de biometano a la red de gas natural persigue conseguir que en el año 2020 el 6%<br />
del gas natural que se consuma sea biometano y en 2030 sea el 10%.<br />
Para lograr este objetivo, Alemania se apoya en cuatro bloques normativos:<br />
• Ley de Energías renovables de 2009<br />
• Regulaciones de acceso a la red de gas<br />
• Ley sobre remuneración de la red de gas<br />
• Ley del calor renovable<br />
1.3.1.1 LEY DE ENERGÍAS RENOVABLES DE 2009<br />
En la Ley se contempla una bajada de las tarifas base (del 1%, en el caso del biogás y del 1,5%<br />
para otros tipo de gas). Sin embargo, hay un aumento en las primas, así, la prima por utilizar<br />
materias primas renovables aumenta hasta ct/kWh, llegando a 8 ct/kWh en plantas de menos<br />
de 500 kW. Además, en plantas de menos de 150 kW se puede aplicar una prima de 4 ct/kWh<br />
por emplear un mínimo del 30% de estiércol como sustrato (en plantas de hasta 500 kW de<br />
potencia, se reduce a 1 ct/kWh).<br />
P á g i n a | 351
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 11. INSTALACIONES FUERA DE EXTREMADURA<br />
P á g i n a | 352
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 11. INSTALACIONES FUERA DE EXTREMADURA<br />
Dicho sistema prevé una aplicación por tramos, en la que, en plantas de 150 kW se puede<br />
llegar a pagar hasta 30,67 ct/kWh, dependiendo de las primas que se puedan aplicar.<br />
La Asociación Alemana de Biogás acogió de forma muy favorable esta nueva ley y calculaba<br />
que para finales del año 2009 habría contribuido a que se abrieran 600 nuevas plantas. Para<br />
Josef Pellmeyer, presidente de dicha asociación, las pequeñas de hasta 190 kW están<br />
recuperándose.<br />
1.3.1.2 REGULACIONES DE ACCESO A LA RED DE GAS<br />
El responsable del proyecto es el responsable de la valorización estándar del gas, siendo el<br />
dueño de la red el que debe encargarse de la mayor valorización (odorización, mayor<br />
compresión del biometano, medida de las características del gas antes de su inyección, etc.). El<br />
dueño de la red debe llevar a cabo todas las acciones necesarias (viables económicamente)<br />
para permitir la inyección a la red a lo largo de todo el año. El dueño de la red posee la<br />
conexión y es responsable de su mantenimiento. Sin embargo, los costes de la conexión a la<br />
red (hasta 10 km, incluyendo el sistema de medida y regulación de la presión) deben<br />
compartirse al 50% entre el dueño de la red y del proyecto.<br />
1.3.1.3 LEY DE CALOR RENOVABLE<br />
Su objetivo es conseguir que en 2020 el 14% de la calefacción en Alemania provenga de<br />
energías renovables. Para ello en los nuevos edificios el biometano debería cubrir el 30% de la<br />
demanda global de calor.<br />
1.3.1.4 TENDENCIA EN LA PRODUCCIÓN DE BIOGÁS EN ALEMANIA<br />
En la actualidad (y según Asociación Alemana de Biogás) la tendencia entre las plantas de<br />
biogás es la siguiente:<br />
• Plantas pequeñas de biogás, adaptadas a los sitios locales y que emplean estiércol<br />
líquido como cosustrato, para beneficiarse de las primas y que aprovechan el calor<br />
• Utilización más intensiva del calor para varios conceptos<br />
o Uso local y directo (edificios, invernaderos, establos, etc.)<br />
o Aportación a sistemas de calor públicos<br />
o Distribución con sistemas de microgás y motores satélites<br />
o Acumulador de calor<br />
o Ciclo orgánico<br />
o Etc<br />
• Alimentación a la red de gas natural<br />
o Producción de electricidad y calor con gran eficiencia<br />
o Usar como equivalente de gas natural<br />
• Uso de biogás en vehículos<br />
P á g i n a | 353
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 11. INSTALACIONES FUERA DE EXTREMADURA<br />
• Almacén de biogás (por ejemplo, en centrales térmicas combinadas, equilibrio con<br />
energías eólicas y solares).<br />
• Desarrollo de una “marca de calidad” del digestato para certificar su calidad<br />
agronómica como fertilizante.<br />
1.3.2 EJEMPLO DE INSTALACIONES DE BIOGÁS EN ALEMANIA<br />
1.3.2.1 TECNOLOGÍA DE BIOMETANIZACIÓN, ROS ROCA. PLANTA DE METANIZACIÓN DE<br />
VOLKENSHWAND.<br />
DATOS GENERALES DEL PROYECTO<br />
CAPACIDAD<br />
75.000 Tn/año<br />
TIPO DE ENTRADA<br />
Residuos orgánicos y residuos orgánicos industriales<br />
INICIO DE OPERACIÓN 2005<br />
DIGESTOR<br />
4.000 m3<br />
1.3.2.2 TECNOLOGÍA DE BIOMETANIZACIÓN, ROS ROCA. PLANTA DE METANIZACIÓN PARA<br />
RESIDUOS ORGÁNICOS EN DEISSLINGEN<br />
DATOS GENERALES DEL PROYECTO<br />
CAPACIDAD<br />
24.000 Tn/año<br />
TIPO DE ENTRADA<br />
Residuos orgánicos<br />
INICIO DE OPERACIÓN 2005<br />
DIGESTOR<br />
1.000 m3+1.900 m3<br />
1.3.2.3 TECNOLOGÍA DE BIOMETANIZACIÓN, ROS ROCA. PLANTA DE TRATAMIENTO PARA<br />
RESIDUOS ORGÁNICOS EN GESCHER<br />
DATOS GENERALES DEL PROYECTO<br />
CAPACIDAD<br />
17.500 Tn/año<br />
TIPO DE ENTRADA<br />
Residuos orgánicos, lodos de depuradora<br />
INICIO DE OPERACIÓN 2005<br />
P á g i n a | 354
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 11. INSTALACIONES FUERA DE EXTREMADURA<br />
1.3.2.4 PLANTA DE HALLE-LOCHAU<br />
Planta de biogás para productos residuales para la producción de biometano. Fermentación<br />
simultánea seca-húmeda (Proceso TNS) Loock Biogassysteme GmbH, Hamburg.<br />
Potencia eléctrica: 1.052 kW<br />
Ejemplos para sustratos de entrada:<br />
• Para fermentación en seco: Residuos biológicos de colección separada<br />
• Para fermentación húmeda: Residuos de separadores de grasa<br />
1.3.2.5 PLANTA NAWARO BIOENERGIE AG ,PARQUE KLARSEE<br />
Esta instalación utiliza maíz y estiércol para producir biogás con el que generar electricidad<br />
suficiente como para abastecer una ciudad de unos 50.000 habitantes. Vista desde el cielo,<br />
esta planta forma un enorme parque industrial de unas quince hectáreas, compuesto por<br />
cuarenta grandes tanques circulares de unos cincuenta metros de diámetro cada uno. Esta<br />
planta fue construida por Envitec Biogás. La potencia instalada es de 20 MW<br />
1.3.2.6 GASOLINERA DE BIOGÁS EN JAMEIN<br />
En el año 2007 se inauguró en Jamein (distrito de Lüchow-Dannenberg) la primera gasolinera<br />
de biogás. Por primera vez, los propietarios de vehículos de gas natural pueden adquirir gas de<br />
combustible basado en recursos regenerativos y recorrer con 10 euros aprox. 250 km, lo que<br />
implica más del doble que con gasolina convencional. Este proyecto fue fomentado por el<br />
Ministerio Federal para Agricultura, Alimentación y Consumidores.<br />
1.3.2.7 EJEMPLO DE OTRAS INSTALACIONES<br />
1. Descripción: Planta de biogás de cogeneración utilizando materias primas renovables<br />
(maíz de silo, centeno verde/resto de inverno-GPS, cereales de grano, estiércol licuado<br />
de cerdo/vaca, estiércol seco de pollos.<br />
Potencia Instalada: 500 kW de electricidad, 1.350 kW potencia de calefacción<br />
Puesta en marcha: Diciembre 2006<br />
Ubicación: Centro escolar de Peckelsheim con escuela elemental y primaria superior,<br />
instituto de enseñanza media, piscina cubierta y tres pabellones deportivos en la<br />
ciudad de Willebadessen (Alemania)<br />
P á g i n a | 355
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 11. INSTALACIONES FUERA DE EXTREMADURA<br />
2. Descripción: Planta de biogás de cogeneración alimentada con maíz, estiércol y<br />
ensilado de las granjas de 8 agricultores (propietarios de la instalación Wtscher Bruch<br />
GmbH & Co KG). Proporciona calor a seis casas y tres granjas de cerdos con un total de<br />
2.000 cerdos.<br />
Potencia Instalada: Motor con una potencia eléctrica de 835 kW<br />
Ubicación: Wetscher Bruch, Baja Sajonia, municipio de Diepholz (Alemania)<br />
3. Descripción: Planta de biogás de cogeneración, planta colectiva de cuatro agricultores<br />
y la lechería Söbbeke. Conexión de la electricidad a la red pública y abastecimiento de<br />
calor a la lechería, para calentar el agua necesaria para limpiar botellas, vasos<br />
Potencia Instalada: Planta de cogeneración en contenedor con un motor carburador<br />
de gas de 520 kW<br />
Puesta en marcha: 2006<br />
Ubicación: Söbeke en Gronau-Epe, Westfalia (Alemania)<br />
1.4 ALGUNAS REFERENCIAS EN BELGICA<br />
1.4.1 EJEMPLOS DE INSTALACIONES DE BIOGÁS EN BÉLGICA<br />
1.4.1.1 TECNOLOGÍA DE BIOMETANIZACIÓN, ROS ROCA. PLANTA DE TRATAMIENTO DE<br />
RESIDUOS EN LOMMEL EN INDUSTRIALPARK MAATHEIDE 73<br />
DATOS GENERALES DEL PROYECTO<br />
PROMOTOR<br />
BIO-ENERGY<br />
CAPACIDAD<br />
150.000 Tn/año<br />
TIPO DE ENTRADA<br />
Restos agroalimentarios de producción de patata<br />
INICIO DE OPERACIÓN Marzo de 2008<br />
P á g i n a | 356
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 11. INSTALACIONES FUERA DE EXTREMADURA<br />
1.5 ALGUNAS REFERENCIAS EN DINAMARCA<br />
1.5.1 INTRODUCCIÓN<br />
Fuente: El sector del biogás agroindustrial en España. Mesa sobre materia prima agraria y biocombustibles. Ministerio de Medio<br />
Ambiente, y Medio Rural y Marino. Madrid 16 Septiembre de 2010.<br />
Dinamarca: es el octavo máximo país productor de biogás de Europa, con 97,9 ktep totales. De<br />
cualquier forma, sería más indicativo hablar de toneladas equivalentes de petróleo, por cada<br />
1000 habitantes, ya que aunque Dinamarca sea el octavo máximo productor, ocupa el cuarto<br />
lugar en producción energética de biogás por habitante, con 18 tep por cada mil habitantes.<br />
Del mismo modo debido a la densidad de población, España ocupa el décimo lugar en cuanto a<br />
la producción de biogás se refiere, con 7,4 tep/1000 habitantes.<br />
En el año 2008, existían en Dinamarca 20 plantas centralizadas y 55 plantas individuales. Las<br />
plantas individuales son aquellas en los que la carga diaria de sustrato es menor que 50 m3 y<br />
en las que le digestato se reparte en las parcelas próximas como fertilizante; este tipo de<br />
plantas presentan un elevado crecimiento desde el año 2000. Por su parte las centralizadas,<br />
son las plantas en las que la carga del sustrato es de 60 a 500 m3al día y se purifica<br />
posteriormente el digestato.<br />
Además, Dinamarca es uno de los países pioneros en la inyección de biogás en la red de gas<br />
natural, lo que favorece que se puedan cumplir los objetivos previstos para el año 2025 según<br />
el gobierno danés: triplicar la producción actual de biogás.<br />
1.6 ALGUNAS REFERENCIAS EN ITALIA<br />
1.6.1 EJEMPLO DE INSTALACIONES DE BIOGÁS EN ITALIA<br />
1.6.1.1 TECNOLOGÍA DE BIOMETANIZACIÓN, ROS ROCA. PLANTA DE METANIZACIÓN DEL<br />
COMMUNE DE VOGHERA EN IMPIANTO DI DEPURAZIONE E TRATAMENTO FORSU.<br />
VIA DEL POSTIGLIONE. 27058 VOGHERA (IT)<br />
DATOS GENERALES DEL PROYECTO<br />
PROMOTOR<br />
ASM VOGHERA, SPA<br />
CAPACIDAD<br />
27.000 Tn/año<br />
TIPO DE ENTRADA<br />
Restos agroalimentarios de producción de patata<br />
INICIO DE OPERACIÓN Mayo 2007<br />
P á g i n a | 357
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 11. INSTALACIONES FUERA DE EXTREMADURA<br />
1.7 ALGUNAS REFERENCIAS EN POLONIA<br />
1.7.1 EJEMPLO DE INSTALACIONES DE BIOGÁS EN POLONIA<br />
1.7.1.1 TECNOLOGÍA DE BIOMETANIZACIÓN, ROS ROCA. PLANTA DE PRETRATAMIENTO DE<br />
KROSNO (PL)<br />
DATOS GENERALES DEL PROYECTO<br />
CAPACIDAD<br />
10.000 Tn/año<br />
TIPO DE ENTRADA<br />
Fracción orgánica de RSU después de pretratamiento<br />
mecánico<br />
INICIO DE OPERACIÓN 2006<br />
1.8 ALGUNAS REFERENCIAS EN AUSTRIA<br />
1.8.1 INTRODUCCIÓN<br />
Fuente: El sector del biogás agroindustrial en España. Mesa sobre materia prima agraria y biocombustibles. Ministerio de Medio<br />
Ambiente, y Medio Rural y Marino. Madrid 16 Septiembre de 2010.<br />
Austria: es el séptimo país productor de energía primaria de biogás en Europa, con una<br />
producción de 139,1 ktep. Al igual que sucedía con Dinamarca, será más indicativo realizar una<br />
comparación de las toneladas equivalentes de petróleo por cada mil habitantes, en el que<br />
Austria ocupa el quinto lugar detrás de Dinamarca, con una producción de 16,8 tep/1000 hab.<br />
En Austria predominan las plantas de biogás pequeñas, aquellas que presentan una potencia<br />
instalada menor de 500 kW.<br />
P á g i n a | 358
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 11. INSTALACIONES FUERA DE EXTREMADURA<br />
1.8.2 EJEMPLO DE INSTALACIONES DE BIOGÁS EN AUSTRIA<br />
1.8.2.1 PLANTA DE METANIZACIÓN DE VIENA<br />
DATOS GENERALES DEL PROYECTO<br />
PROMOTOR<br />
WKU<br />
CAPACIDAD<br />
17.000 Tn/año<br />
TIPO DE ENTRADA Restos orgánicos restos de comida, alimentos<br />
embalados. Residuos verdes<br />
INICIO DE OPERACIÓN Febrero 2008<br />
1.9 ALGUNAS REFERENCIAS EN ESTONIA<br />
1.9.1 EJEMPLO DE INSTALACIONES DE BIOGÁS EN ESTONIA<br />
1.9.1.1 PLANTA DE METANIZACIÓN DE VALJALA<br />
DATOS GENERALES DEL PROYECTO<br />
CAPACIDAD<br />
40.000 Tn/año<br />
TIPO DE ENTRADA<br />
Restos de engorde porcino, lodos de depuradora<br />
INICIO DE OPERACIÓN 2005<br />
1.10 ALGUNAS REFERENCIAS EN OSLO<br />
1.10.1 EJEMPLO DE INSTALACIONES DE BIOGÁS EN OSLO<br />
1.10.1.1 BIOGÁS COMO COMBUSTIBLE<br />
En Oslo, se utilizan autobuses con biogás hasta ahora han adquirido 200 unidades, pero tienen<br />
previsto ampliar esta cifra hasta 400 una vez que se construyan las instalaciones para la<br />
producción del biogás.<br />
P á g i n a | 359
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 11. INSTALACIONES FUERA DE EXTREMADURA<br />
1.11 ALGUNAS REFERENCIAS EN FINLANDIA<br />
1.11.1 EJEMPLO DE INSTALACIONES DE BIOGÁS EN FINLANDIA<br />
1.11.1.1 PILAS COMBUSTIBLES<br />
En la ciudad finlandesa de Vassa, el metano procedente de un vertedero alimenta las pilas de<br />
combustible, y con él se suministra calor y electricidad a aproximadamente 50 viviendas.<br />
1.12 ALGUNAS REFERENCIAS EN SUECIA<br />
1.12.1 EJEMPLO DE INSTALACIONES DE BIOGÁS EN SUECIA<br />
1.12.1.1 BIOGÁS COMO COMBUSTIBLE<br />
Suecia ha apostado fuerte por este combustible, son varias las ciudades suecas que utilizan<br />
biogás como combustible de sus flotas de autobuses y camiones de recogida de residuos<br />
sólidos urbanos.<br />
Pero ha ido más allá, no sólo utiliza biogás como combustible de vehículos, también se utiliza<br />
para propulsar un tren. Este tren, desarrollado por Svensk Biogas y con un coste de diez<br />
millones de coronas (1,08 millones de euros), lleva en funcionamiento desde septiembre de<br />
2005, para recorrer la costa este de Suecia, entre Linköping y Västervik, con 54 pasajeros.<br />
Tiene una autonomía de 600 km con el depósito lleno y puede alcanzar una velocidad punta de<br />
130 Km/h.<br />
1.12.1.2 PLANTA VÄXTKRAFT<br />
Se está construyendo la primera planta de metanización que satisface completamente las<br />
exigencias del Decreto Higiénico de la Unión Europea 1774/2002 (Reglamento (CE) n°<br />
1774/2002 del Parlamento Europeo y del Consejo de 3 de octubre de 2002 por el que se<br />
establecen las normas sanitarias aplicables a los subproductos animales no destinados al<br />
consumo humano)<br />
La planta Växtkraft tratará residuos biológicos, silaje y residuos industriales orgánicos y<br />
dispondrá de una capacidad nominal de 23.000 toneladas por año.<br />
P á g i n a | 360
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 11. INSTALACIONES FUERA DE EXTREMADURA<br />
2 ALGUNAS REFERENCIAS EN ASIA<br />
2.1 INTRODUCCIÓN<br />
Asia es el continente que más instalaciones de biogás ha construido. En 1973 se creó la Oficina<br />
de Difusión del Biogás y posteriormente el Centro Regional de Investigación en Biogás para<br />
Asia y el Pacífico.<br />
2.1.1.1 CHINA<br />
En China, el 70% del combustible para uso doméstico en las zonas rurales proviene de la<br />
descomposición de la paja y los tallos de cultivos.<br />
2.1.1.2 INDIA<br />
En la India, más de medio millón de personas se han servido de plantas de biogás como<br />
combustible doméstico, y hoy en día existen plantas demostrativas multifamiliares donde el<br />
gas se hace llegar por tuberías a cada vivienda por un precio módico.En países como la India,<br />
existen muchas pequeñas instalaciones de biogás para cocinar. Se hacen servir con un triple<br />
sentido:<br />
• Tratar residuos, evitando posibles enfermedades por la mala gestión de residuos y<br />
excrementos.<br />
• Aprovechar el producto digerido para abonar los cultivos.<br />
• Facilitar la cocina y evitar la tala de bosques.<br />
2.1.1.3 JAPÓN<br />
En Japón, presentaron un sistema que consigue fermentar también el hidrógeno, además del<br />
metano, separadamente, lo que amplía los residuos a utilizar para la obtención de biogás,<br />
como los desechos de las cocinas, por ejemplo.<br />
P á g i n a | 361
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 11. INSTALACIONES FUERA DE EXTREMADURA<br />
3 ALGUNAS REFERENCIAS EN AMERICA<br />
3.1 INTRODUCCIÓN<br />
3.1.1.1 NICARAGUA<br />
En los países Latino Americanos también se están desarrollando proyectos industriales de<br />
aprovechamiento de desechos orgánicos para la producción de biogás. En Nicaragua, la<br />
Licorera (CLNSA), fabricante de Ron Flor de Caña, construyó en el año 2005 una planta de<br />
biogás para el aprovechamiento de las vinazas para la producción de biogás. Se trata de una<br />
planta de biogás para la producción de 2.5MW de energía.<br />
3.1.1.2 ESTADOS UNIDOS<br />
En Estados Unidos, existen incluso algunas plantas da biogás de gran tamaño, mientras que en<br />
América Latina se hacen grandes esfuerzos en distintos países.<br />
3.1.1.3 CHILE<br />
Ejemplo: Planta Piloto de Biogás en el Liceo Agrícola de Negrete en VIII Región del BioBio<br />
DATOS GENERALES<br />
CLIENTE<br />
SEPADE. Servicio Evangélico para el Desarrollo<br />
INGENIERÍA_CONSTRUCTOR UTEC GmbH, Ingeniería Ecoproy<br />
TIPO DE ENTRADA Desechos orgánicos vacunos y desechos de los<br />
comedores<br />
INICIO DE OPERACIÓN 2008<br />
POTENCIA INSTALADA 40 kW eléctricos<br />
HORAS DE OPERACIÓN 5.000 h<br />
PRODUCCIÓN DE ENERGÍA 200 MWh<br />
ELÉCTRICA<br />
PRODUCCIÓN DE ENERGÍA 100 MWh<br />
TÉRMICA<br />
P á g i n a | 362
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 11. INSTALACIONES FUERA DE EXTREMADURA<br />
4 ALGUNAS REFERENCIAS EN ESPAÑA<br />
4.1 FUENTE: INVENTARIO DE PLANTAS DE BIOMASA BIOGÁS PELLETS DE LOS<br />
ASOCIADO DE APPA (ASOCIACIÓN DE PRODUCTORES DE ENERGÍAS<br />
RENOVABLES) 2008<br />
Este inventario compila las plantas de biomasa, biogás y pellets de los asociados de la sección<br />
de Biomasa de APPA.<br />
4.1.1 PLANTAS EN EXPLOTACIÓN<br />
4.1.1.1 INVENTARIO DE PLANTAS<br />
P á g i n a | 363
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 11. INSTALACIONES FUERA DE EXTREMADURA<br />
P á g i n a | 364
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 11. INSTALACIONES FUERA DE EXTREMADURA<br />
4.1.1.2 CARACTERÍSTICAS TÉCNICA DE LAS PLANTAS<br />
P á g i n a | 365
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 11. INSTALACIONES FUERA DE EXTREMADURA<br />
P á g i n a | 366
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 11. INSTALACIONES FUERA DE EXTREMADURA<br />
P á g i n a | 367
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 11. INSTALACIONES FUERA DE EXTREMADURA<br />
P á g i n a | 368
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 11. INSTALACIONES FUERA DE EXTREMADURA<br />
P á g i n a | 369
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 11. INSTALACIONES FUERA DE EXTREMADURA<br />
4.1.1.3 INSTALACIONES POR COMUNIDADES AUTÓNOMAS. UBICACIÓN<br />
P á g i n a | 370
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 11. INSTALACIONES FUERA DE EXTREMADURA<br />
4.1.2 PLANTAS EN FASE DE PROYECTO<br />
4.1.2.1 INVENTARIO DE PLANTAS<br />
P á g i n a | 371
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 11. INSTALACIONES FUERA DE EXTREMADURA<br />
4.1.2.2 INSTALACIONES POR COMUNIDADES AUTÓNOMAS. UBICACIÓN<br />
P á g i n a | 372
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 11. INSTALACIONES FUERA DE EXTREMADURA<br />
4.2 OTROS<br />
4.2.1 PARQUE TECNOLÓGICO VALDEMINGÓMEZ (MADRID)<br />
El Ayuntamiento de Madrid produce a partir de los lodos de depuración de las aguas y del<br />
tratamiento de residuos el 2,6% del consumo de energía eléctrica de la ciudad Madrid, es la<br />
mayor productora de energía renovable procedente de residuos de España.<br />
El Parque Tecnológico de Valdemingómez comprende un amplio conjunto de instalaciones<br />
integrado por cinco Centros de Tratamiento: La Paloma, Las Lomas, Las Dehesas y La Galiana y<br />
el Centro de Biometanización, que constituyen un verdadero escaparate de las más modernas<br />
tecnologías al servicio de la gestión de los residuos urbanos.<br />
En 2009 el Parque Tecnológico de Valdemingómez trató 1.435.091 toneladas de residuos. El<br />
96,6% de esta cantidad procedió de la ciudad de Madrid y el 3,4% restante de los municipios<br />
de Rivas Vaciamadrid y Arganda<br />
El Parque Tecnológico de Valdemingómez se extraen anualmente 20.447.000 Nm3 de biogás,<br />
que son aprovechados para abastecer el consumo de casi la totalidad de los vehículos de<br />
recogida de residuos sólidos urbanos (96,54%) y una parte de los autobuses municipales<br />
(17,26%). En total el número de vehículos asciende a 769, de los cuales 418 se dedican a<br />
recogida de residuos.<br />
Valdemingómez produce una media de 323.000 megawatios/hora al año, es decir el 2,3% del<br />
consumo energético de Madrid. Esto equivale al consumo anual del alumbrado y los semáforos<br />
de la ciudad<br />
4.2.2 PLANTA DE BIOMETANIZACIÓN, COMPOSTAJE Y APROVECHAMIENTO ENERGÉTICO<br />
DEL GAS VERTEDERO DE PINTO (MADRID).<br />
Esta planta consta de 11 motogeneradores de 1.413 kWe, cada uno de los cuáles consta de un<br />
motor de explosión en ciclo Otto (encendido por bujía), que lleva directamente acoplado un<br />
generador que produce energía eléctrica, que es vertida a la red eléctrica con los dispositivos<br />
adecuados. El conjunto motor – generador va montado en una única bancada, formando así<br />
módulos motogenerador individuales y perfectamente diferenciados.<br />
En la Comunidad de Madrid (CM)existen en la actualidad varias plantas de producción de<br />
biogás localizadas en depósitos controlados de Residuos Sólidos Urbanos (RSU), como las de<br />
Colmenar Viejo,Pinto, Mejorada del Campo y Alcalá de Henares, y que forman parte del Plan<br />
Azul de la Consejería de Medio Ambiente y Ordenación del Territorio, cuyo objetivo es mejorar<br />
la calidad del aire que se respira en la región.<br />
P á g i n a | 373
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 11. INSTALACIONES FUERA DE EXTREMADURA<br />
4.2.3 PLANTA DE CO-DIGESTIÓN DE ECOLOGIC BIOGÁS<br />
Fuente:IDAE, Instituto para la Diversificación y Ahorro Energético Biomasa, Digestores anaerobios<br />
4.2.3.1 CARACTERÍSTICAS GENERALES DE LA PLANTA<br />
Este novedoso proyecto está situado en Vila-sana (Lérida), donde la principal actividad de la<br />
zona es la ganadería y la agricultura. Concretamente, la planta está instalada en una<br />
explotación de porcino con una capacidad para 600 ma-dres reproductoras, 4.800 plazas de<br />
engorde, unos 1.000 lechones y 2.500 plazas para recría.<br />
La clave del éxito de esta planta de biogás se debe al proceso de co-digestión de una mezcla<br />
de purines de cerdo con residuos orgánicos de la comarca. El objetivo de esta planta es acabar<br />
con el problema de los purines, ya que en dicha explotación se generan aproximadamente<br />
11.500 m3 purines/año, que tradicio-nalmente han sido aplicados en campo, generando<br />
grandes problemas de contaminación de las aguas subterráneas.<br />
Ante el excedente de calor del motor, y ante la inminente instalación de otro sis-tema gemelo,<br />
se está estudiando la posibilidad de emplear el calor para calefactar algunas de las naves de<br />
animales (por ejemplo, lechones), para mejorar las condiciones de desarrollo de los animales.<br />
También se piensa aprovechar el calor para mantener caliente un invernadero de productos<br />
hortícolas sito en la finca a escasos metros del moto-generador.<br />
P á g i n a | 374
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 11. INSTALACIONES FUERA DE EXTREMADURA<br />
Por último, también se va a contemplar la posibilidad de producir frío por absorción para<br />
utilizar el calor gratuito en verano y refrigerar las naves, por ejemplo de madres.<br />
4.2.3.2 OPERACIÓN DE LA PLANTA<br />
El proceso de digestión anaerobia se inicia con la descarga de la materia a pro-cesar en dos<br />
depósitos, uno de sólidos y otro de líquidos. Al tratarse de una co-digestión, el material a<br />
digerir es una mezcla del purín (70%) de la propia explotación y de otros residuos orgánicos<br />
(30%) de la zona, como derivados de alcohol, derivados de aceites vegetales, lodos de<br />
depuradora de aguas industria-les, derivados de frutas, cebolla y leche. Concretamente trata<br />
un volumen de 11.500 m3/año de purines y 4.300 t/año de residuos orgánicos. La potencia<br />
eléctrica extraíble de la planta se estima en 380 kW, si bien sería ne-cesario instalar otro motor<br />
de potencia equivalente al existente.<br />
Desde los depósitos, la materia mezclada en las proporciones adecuadas pasa a la planta de<br />
digestión formada por dos digestores anaerobios que trabajan en serie. El primero es el<br />
principal y el segundo es de apoyo. Cada digestor tiene un volumen útil de 1.270 m3 que<br />
totalizan 2.540 m3. Los productos de este proceso son, por un lado biogás y, por el otro,<br />
biomasa digerida. El biogás es introducido en un motor de combustión interna generando<br />
energía eléctrica para autoconsumo y exportación a la red. La biomasa digerida será para la<br />
aplicación en campo o invernadero.<br />
P á g i n a | 375
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 11. INSTALACIONES FUERA DE EXTREMADURA<br />
4.2.3.3 RESULTADOS DE FUNCIONAMIENTO<br />
La operación de la planta es progresiva y actualmente los digestores no están trabajando al<br />
máximo rendimiento. Trabaja con 9.000 m3/año de purines y 2.200 t/año de residuos<br />
orgánicos, generando una producción de biogás aproximada de 800.000 m3/año. El motor<br />
instalado funciona las 24 horas del día, a plena capacidad, dando lugar a:<br />
⇒ Producción eléctrica de 191 kW, que resulta en unos 1.528.000 kWh/año.<br />
⇒ Producción térmica de 214 kW, es decir, unos 1.712.000 kWh/año.<br />
Con un incremento de la alimentación hasta el máximo de capacidad de los digestores se<br />
producirá prácticamente el doble de biogás y, por tanto, de electricidad y de calor.<br />
La inversión realizada hasta el momento ha sido de 1.080.000 €, con una subvención pública<br />
del 40%. En un futuro cercano la idea es ampliar la instalación con un segundo equipo de<br />
cogeneración, que supondrá una inversión de 300.000 €. Hacer una inversión en una planta de<br />
estas características supondrá conseguir unos ingresos fijos derivados de la actividad<br />
ganadera, debido a la venta de energía eléctrica a la red y un aprovechamiento térmico para la<br />
propia explotación. Según Ángel Porta, gerente de Ecologic Biogás, la amortización de dicha<br />
inversión se realizará a los 5-6 años. Además de los beneficios económicos ya mencionados,<br />
este proyecto es una so-lución medioambiental para los residuos de la zona, ya que se reduce<br />
la carga de olor 95 veces respecto al purín fresco, y este biofertilizante es más homogé-neo, los<br />
nutrientes están más mineralizados y la absorción por los cultivos es mejor. De esta manera, se<br />
consigue menor uso de fertilizantes de origen quími-co y menor contaminación de suelos y<br />
aguas.<br />
P á g i n a | 376
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 11. INSTALACIONES FUERA DE EXTREMADURA<br />
La planta la maneja y opera una sola persona, que dedica de tres a cuatro horas diarias. Sus<br />
tareas son:<br />
Supervisar las descargas de residuos desde el exterior, es decir, los que provienen de<br />
fábricas vecinas.<br />
Preparar una mezcla adecuada de sólidos/purines con la que alimentar al proceso de<br />
biodigestión.<br />
Supervisar la cantidad de aire que se introduce a los gasificadores y, en su caso,<br />
reajustarla.<br />
Supervisar el funcionamiento del grupo moto-alternador. Esta tarea se puede realizar<br />
a distancia a través de una conexión GSM.<br />
4.2.4 PLANTA DE TRATAMIENTO DE PURINES DE TRACJUSA<br />
4.2.4.1 CARACTERÍSTICAS GENERALES<br />
La planta de TRACJUSA está localizada en el término municipal de Juneda (Lérida), y aplica el<br />
proceso registrado VALPUREN para el tratamiento de purines de la comarca circundante.<br />
Recibe y procesa los purines excedentes de 180 ganaderos asociados.<br />
Estos ganaderos han organizado un plan de gestión conjunto que engloba el de todos los<br />
purines que se generan en la comarca, distribuyéndolos a los terrenos agrícolas y a las dos<br />
plantas de tratamiento de la comarca de Les Garrigues. Del purín total que se produce en la<br />
comarca, el 50% se trata en las plantas y el resto se aplica como fertilizante. Un 90% lo<br />
gestiona la unión de ganaderos y el resto los ganaderos por su cuenta, pero reportando a la<br />
asociación. Esto es fundamen-tal para el éxito de la gestión del aprovisionamiento de purines<br />
de la planta.<br />
Las ventajas de este proceso son:<br />
Resuelve de raíz el problema de los purines excedentes a coste asumible por el<br />
ganadero.<br />
Recupera más del 95% del N contenido en el purín y prácticamente todo el P y K.<br />
P á g i n a | 377
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 11. INSTALACIONES FUERA DE EXTREMADURA<br />
La biodigestión elimina el mal olor del purín, por lo que no hay emisio-nes de olores<br />
que produzcan molestias a la vecindad.<br />
Mediante la biodigestión se recupera el contenido energético del purín en forma de<br />
biogás, por lo que se reduce el consumo y la factura de gas natural.<br />
Las principales características de la planta son:<br />
Capacidad de tratamiento: 100.000 t/año.<br />
Potencia eléctrica de generación: 16,3 MW (5-8% procedente del biogás y resto de gas<br />
natural).<br />
Producción de fertilizante: 6.000 t/año, con una composición N-P-K de 8-4-6, y 60% de<br />
materia orgánica.<br />
Los ingresos de la planta se generan por tres vías:<br />
• 97% Electricidad.<br />
• 2% Fertilizante peletizado.<br />
• 1% Canon de tratamiento y gestión.<br />
4.2.4.2 FUNCIONAMIENTO<br />
El proceso comienza cuando el purín es transportado desde las granjas, y llega a la planta en<br />
camiones o en tractores con cisterna. Los vehículos son pesados en una báscula, descargan<br />
(300 m3/h), y vuelven a la báscula para calcular elpurín descargado. Antes de la salida, el<br />
P á g i n a | 378
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 11. INSTALACIONES FUERA DE EXTREMADURA<br />
vehículo se desinfecta si va a otra granja distinta, para evitar la transmisión de posibles<br />
infecciones o enfermedades.<br />
Una vez descargado el purín, este pasa a uno de los tres tanques de almacenamiento; de ahí<br />
pasan a los digestores (digestión anaerobia). Los digestores, de 3.000 m3 trabajan a 37,5 oC,<br />
con un tiempo de retención de 21 días. Además del biogás, que se almacena en un gasómetro<br />
antes de su empleo en el motor, los productos de la digestión son:<br />
El digestato, que se concentra por centrifugación, dando lugar a un 25-30% de fracción sólida y<br />
el resto de fracción líquida.<br />
La fracción líquida, que se neutraliza con ácido sulfúrico(H2SO4), para la fijación del ni-trógeno<br />
amoniacal, y luego pasa a un evaporador , donde el agua extraída se reutiliza como agua de<br />
aportación a las torres de refrigeración de la planta, en tanto que el jarabes e une al lodo<br />
centrifugado. Después, se realiza un secado indirecto de la mezcla en un secadero, que<br />
produce vapor de agua y fertili-zante en polvo. Este último se peletiza y tiene un N-P-K 8-4-6 y<br />
60% de materia orgánica. Dicho abono es vendido a un precio del orden de 40-45 €/t<br />
(FOB)aproximadamente.<br />
La demanda térmica de la planta supera con creces la producción de biogás. Por eso, la unidad<br />
de cogeneración de la planta se alimenta con la mezcla de biogás producido en los digestores y<br />
gas natural. La cogeneración está constituida por 6 motores de 2,7 MW cada uno.<br />
El agua de refrigeración de camisas se aprovecha para calentar los digestores a una<br />
temperatura aproximada de 37,5 oC y para concentrar la fracción líquida neutralizada. A su<br />
vez, los gases de combustión pasan a la caldera de vapor y de ahí van a la chimenea sin haber<br />
entrado en contacto con el purín, por lo que no aportan contaminación del mismo a la<br />
atmósfera. El vapor se utiliza para secar la mezcla del lodo centrifugado y del concentrado de<br />
la fracción líquida neutralizada, obteniéndose un polvo fertilizante que se peletiza para su<br />
comercialización.<br />
P á g i n a | 379
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 11. INSTALACIONES FUERA DE EXTREMADURA<br />
4.2.4.3 CONCLUSIONES<br />
A la vista de la baja producción de biogás, que se debe a la poca capacidad del purín como<br />
generador del mismo, se están utilizando otros residuos como co-sustratos que permiten<br />
aumentar la producción de biogás.<br />
Los resultados de las pruebas de producción de biogás sin o con co-digestión son<br />
contundentes:<br />
– Sólo purines: 12 N/m3 biogás/m3 de sustrato<br />
– Purines con cosustratos hasta el 10%: 15-25 N/m3 biogás/m3 de sustrato<br />
También es de gran interés, por su impacto en la productividad de biogás, que el purín llegue a<br />
la planta lo más fresco posible, es decir, que haya transcurrido el menor tiempo posible desde<br />
su deposición. Por ejemplo, cuanto más tiempo se almacena en una granja, menos biogás se<br />
puede producir con él, hasta el ex-tremo de que un almacenamiento de 2 meses reduce la<br />
productividad de biogás en un 75%. La biodigestión de purín fresco en la planta evita las<br />
emisiones de efecto invernadero en las balsas de almacenamiento de las granjas, ya que el<br />
metano emitido en las mismas tiene un efecto invernadero 21 veces mayor que el del CO2,<br />
que se emite en la combustión de dicho metano en la planta.<br />
El tratamiento del purín aplicando digestión anaerobia en cabecera produce los siguientes<br />
efectos beneficiosos:<br />
1 Se eliminan los olores desagradables del purín tanto en su tratamiento como en el<br />
fertilizante obtenido.<br />
2 Se recupera la energía renovable del purín en forma de biogás con el que se genera<br />
electricidad y calor útil, que se utiliza en la concentración y se-cado del purín.<br />
3 Permite la fabricación de un fertilizante orgánico y mineral homogéneo y de buena calidad.<br />
4.2.5 EJEMPLOS DE UTILIZACIÓN DE BIOGÁS<br />
4.2.5.1 EJEMPLOS UTILIZACIÓN BIOGÁS COMO COMBUSTIBLE EN VEHÍCULOS<br />
Grupo Heras.<br />
En 2005 el Grupo HERA abre la primera estación de servicio de biogás natural para vehículos<br />
que actualmente suministra a parte de la flota de las instalaciones del Grupo en Coll Cardús<br />
(Barcelona) y a vehículos oficiales del municipio de Vacarisses (Barcelona)<br />
P á g i n a | 380
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 11. INSTALACIONES FUERA DE EXTREMADURA<br />
4.2.5.2 EJEMPLOS UTILIZACIÓN BIOGÁS EN MOTORES DE GAS PARA GENERACIÓN<br />
ELÉCTRICA<br />
Ecoparque de La Rioja<br />
En España, se tiene un ejemplo del uso de turbinas de gas mediante biogás generado en el<br />
Ecoparque de La Rioja, un centro de recogida y reciclaje de RSU, compostaje y generación<br />
energética con biogás. En marzo de 2005 abrió el Ecoparque de la Rioja.<br />
El Ecoparque incluye una instalación de digestores de biogás, con una producción de estimada<br />
en 8.000.000 m 3 anuales. Con este biogás se alimentan dos motores de cogeneración a gas<br />
Jenbacher de GE Energy con una potencia eléctrica unitaria de 1,09 MW, para generar 19<br />
millones de kWh anuales, de los que se vuelcan a la red 15.000.000. Los grupos Jenbacher de<br />
GE, provistos de un sistema patentado de combustión de mezcla pobre LEANOX, aseguran la<br />
relación aire/gas adecuado para todas las condiciones de fiabilidad<br />
4.2.5.3 EJEMPLOS UTILIZACIÓN BIOGÁS PARA PRODUCCIÓN DE ENERGÍA CALORÍFICA<br />
Vertedero de La Zoreda (Asturias)<br />
Un buen ejemplo de producción de energía calorífica por combustión de biogás es el Horno<br />
Incinerador de Residuos Hospitalarios instalado en el vertedero de La Zoreda (Asturias).<br />
Construido en 1993, cumple la función de eliminar los residuos clínicos e infecciosos<br />
generados en los hospitales asturianos. Se consume un promedio de 300 m3/h del biogás<br />
generado en el vertedero, con las que se eliminan unas 1708 t/año de residuos clínicos y 299<br />
t/año de residuos infecciosos.<br />
P á g i n a | 381
CAPITULO 12.<br />
INVESTIGACIONES Y PROYECTOS
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 12. INVESTIGACIONES Y PROYECTOS<br />
1 ANÁLISIS DE LAS INVESTIGACIONES SOBRE PRODUCCIÓN DE<br />
BIOGÁS<br />
Fuente: Informe de Vigilancia Tecnológica Madri+d. “Situación actual de la producción de biogás y de su aprovechamiento”<br />
1.1 PUBLICACIONES<br />
Fuente: Informe de Vigilancia Tecnológica Madri+d. “Situación actual de la producción de biogás y de su aprovechamiento”<br />
Para realizar la búsqueda de los artículos científicos que se han publicado en revistas<br />
internacionales en el periodo comprendido entre enero de 2000 y Junio de 2007 se ha<br />
utilizado la base de datos ISI WEB OF KNOWLEDGE.<br />
En un primer análisis de los resultados obtenidos a nivel mundial se han encontrado 1923<br />
publicaciones relacionadas con el biogás en función de los términos o palabras clave utilizados.<br />
Entre esas publicaciones se encuentran artículos relacionados con la producción propiamente<br />
dicha del biogás, el tratamiento de los gases de vertedero, la posterior utilización del biogás,<br />
así como aquellos que claramente hacen referencia al proceso de digestión anaeróbica de<br />
diferentes tipos de residuos(residuos agrícolas, lodos o fangos de depuración, residuos<br />
urbanos e industriales,residuos ganaderos, etc.<br />
Página | 383
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 12. INVESTIGACIONES Y PROYECTOS<br />
Gráfico 1.1Número de artículos publicados entre Enero de 2000 y Mayo de 2007 sobre biogás. (a) Anivel<br />
mundial, (b) en España<br />
Página | 384
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 12. INVESTIGACIONES Y PROYECTOS<br />
Gráfico 1.2. Instituciones españolas con publicaciones sobre el biogás en el periodo 2000-2007<br />
En las instituciones españolas cabe destacar el reducido número de artículos escritos con<br />
participación conjunta, lo que indica el bajo índice de colaboración entre las mismas<br />
Sin embargo, las colaboraciones con centros extranjeros son algo más significativas.<br />
El análisis temático de las publicaciones permite conocer las líneas de investigación en que<br />
están implicados cada uno de estos centros. Cabe destacar, como ya se comentó<br />
anteriormente, que son mayoritarios los artículos que están relacionados con el proceso de<br />
digestión anaeróbica de diferentes tipos de residuos.<br />
Página | 385
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 12. INVESTIGACIONES Y PROYECTOS<br />
En el campo del empleo de las tecnologías de digestión anaeróbica para el tratamiento de los<br />
residuos generados en industrias como las agroalimentarias, se han desarrollado<br />
investigaciones en industrias como la cervecera, azucarera, láctea, oleícola, etc. Este campo es<br />
bastante común y sobre él se han desarrollado investigaciones en la Unidad de Procesos<br />
Industriales y Medioambiente del Instituto de la Grasa (IG, CSIC), el grupo de Ingeniería<br />
Química de la Universidad de Córdoba, el Instituto de Recursos Naturales y Agrobiología de<br />
Sevilla (IRNAS, CSIC), el Centro de Ciencias Medioambientales (COMA,CSIC), la Universidad<br />
Pablo de Olavide de Sevilla, la Universidad de Jaén, la Universidad de Cádiz, la Universidad de<br />
Castilla La Mancha y la Universidad de Extremadura.<br />
En la investigación de los procesos de codigestión, los cuales permiten mejorar la producción<br />
de biogás, tienen actividad las Universidades de Lleida, Girona y Autónoma de Barcelona. Esta<br />
última participa en el proyecto europeo “Promotion of Biogas forElectricity and Heat<br />
Production in EU Country. Economic and Environmental Benefits ofBiogas from Centralised Codigestion”.<br />
Se observan varios artículos de la Universidad del País Vaco y del Instituto de Investigaciones<br />
Químicas y Ambientales de Barcelona (IIQAB) basados en un estudio sobre la influencia de los<br />
diferentes parámetros de los que depende el proceso anaeróbico(pH, tiempos de retención,<br />
contaminantes orgánicos) en la producción de biogás.<br />
La Universidad de Sevilla desarrolla su investigación en el estudio de nuevos reactores para el<br />
proceso de digestión de las aguas residuales. En este caso cabe resaltar que su objetivo es que<br />
toda la tecnología desarrollada a escala de laboratorio se plasme a escala industrial. En este<br />
sentido, uno de sus exponentes ha sido el diseño, construcción y puesta a punto del digestor<br />
Anaerobio Andaluz (DA1), también se diseñó, a escala industrial, el DA0, de bajo coste y el<br />
DA2.<br />
En la Universidad de La Coruña el grupo de Ingeniería Ambiental también trabaja en el campo<br />
del tratamiento de aguas residuales y en el desarrollo y optimización de biorreactores para el<br />
tratamiento de efluentes gaseosos. Parte de los estudios realizados fueron aplicados al<br />
tratamiento de efluentesen la industria.<br />
El grupo de Biotecnología Ambiental de la Universidad de Barcelona dirige sus líneas de<br />
investigación hacía las aguas residuales: eliminación biológica de nutrientes en unReactor<br />
Discontinuo Secuencial (Sequencing Batch Reactor, SBR); digestión anaeróbicade lodos de<br />
depuradora y de la FORSU; tratamiento de purines por digestión anaerobica<br />
y postratamiento en SBR.<br />
Aunque en España los proyectos relativos al uso energético del biogás producido en la<br />
desgasificación de vertederos son los más destacados (24, entre 1999-2004) (IDAE,2005a), no<br />
ocurre así en las publicaciones relacionadas con este tema. En la Tabla dePublicaciones se<br />
puede ver que sólo en la Universidad de Oviedo se han producido publicaciones relacionadas<br />
con este tema. En esta Universidad destaca el grupo deIngeniería Ambiental (GIA) que realiza<br />
Página | 386
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 12. INVESTIGACIONES Y PROYECTOS<br />
investigación en el campo de los RSU en la producción y aprovechamiento del biogás<br />
procedente de vertederos, así como en la producción de biogás a través de la digestión<br />
anaeróbica de RSU en biorreactores.<br />
En el campo de la purificación del biogás, desempeña tareas de investigación la Universidad<br />
Complutense, con el estudio de materiales que pueden ser utilizados como adsorbentes en los<br />
tratamientos posteriores del biogás.<br />
En la Universidad de Cádiz parte de sus líneas de trabajo están enfocadas hacía el diseño de<br />
sistemas para la purificación del biogás producido en digestores anaeróbicos de plantas de<br />
tratamiento de aguas residuales ,tanto a nivel de laboratorio como semi industrial (Grupo de<br />
Investigación en Reactores Biológicos y Enzimáticos) y también a las tecnologías para la<br />
reducción o eliminación de la contaminación de residuos líquidos y sólidos (Grupo de<br />
Tecnología del Medio Ambiente).<br />
Los lodos de depuración procedentes de los tratamientos primario y secundario que se<br />
producen en las estaciones depuradoras de aguas residuales pueden someterse a tecnologías<br />
de digestión anaeróbica para producir biogás. En este caso destaca laUniversidad de Cádiz, con<br />
el desarrollo de sistemas que permitan mitigar los efectosque provoca la evacuación directa al<br />
medio de vertidos con alta carga orgánica.<br />
Las Universidades de Santiago de Compostela, Cantabria, Navarra, Valencia y Politécnica de<br />
Valencia, así como diferentes empresas (SELCO, AGRALCO, CEIT) realizan parte de su<br />
investigación en la aplicación de técnicas de ingeniería de sistemas, comunicaciones y control<br />
de los procesos de digestión anaeróbica de residuos, producción de biogás, etc.<br />
Desarrollan modelos matemáticos y simulación de sistemas complejos, equipos de<br />
monitorización avanzada, aplicaciones telemáticas para la supervisión y control de procesos<br />
remotos y aplicaciones informáticas para la simulación y optimización de sistemas.<br />
En la Universidad de Valladolid destaca el grupo de Tecnología Ambiental delDepartamento de<br />
Ingeniería Química y Tecnología del Medio Ambiente. Este grupo estudia los sistemas de<br />
tratamiento de la contaminación y la aplicación de herramientas de control y gestión<br />
ambiental en los sectores industriales. Sus líneas de investigación van dirigidas hacia la<br />
depuración anaeróbica de aguas residuales mediante la eliminación simultánea de nitrógeno y<br />
sulfato (SURAMOX), aplicación de procesos anaeróbicos para la gestión de residuos,<br />
minimización de fangos, hidrólisis en digestión anaeróbica termofílica y seguimiento y control<br />
de instalaciones de tratamiento de la contaminación.<br />
Finalmente, con respecto a los usos posteriores del biogás, aunque el número de artículos es<br />
muy bajo, destacan la Universidad de Jaén, el CIEMAT y la Universidad de La Laguna.<br />
Página | 387
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
1.2 PATENTES<br />
CAPÍTULO 12. INVESTIGACIONES Y PROYECTOS<br />
Fuente: Informe de Vigilancia Tecnológica Madri+d. “Situación actual de la producción de biogás y de su aprovechamiento”<br />
La búsqueda de patentes sobre producción de biogás se ha realizado en la base de datos<br />
esp@cenet, considerando las invenciones patentadas desde el año 2000 hasta junio de 2007.<br />
Las patentes encontradas se diferencian en dos grupos: las que se basan en el proceso de<br />
producción y aquellas destinadas a la purificación del biogás.<br />
La búsqueda de patentes sobre producción de biogás se ha realizado en la base dedatos<br />
esp@cenet, considerando las invenciones patentadas desde el año 2000 hastajunio de 2007.<br />
Las patentes encontradas se diferencian en dos grupos: las que se basanen el proceso de<br />
producción y aquellas destinadas a la purificación del biogás<br />
1.2.1 PATENTES SOBRE PRODUCCIÓN DE BIOGÁS<br />
Gráfico 1.3.Distribución de patentes sobre producción de biogás por países.<br />
Página | 388
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 12. INVESTIGACIONES Y PROYECTOS<br />
1.2.2 PATENTES SOBRE PURIFICACIÓN DE BIOGÁS<br />
Página | 389
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 12. INVESTIGACIONES Y PROYECTOS<br />
Página | 390
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 12. INVESTIGACIONES Y PROYECTOS<br />
1.3 PROYECTOS EUROPEOS<br />
Otro indicador del nivel en la investigación sobre aspectos del biogás lo constituyen los<br />
proyectos europeos. Considerando tanto los proyectos que han estado vigentes durante los<br />
últimos 7 años, como los que lo están en la actualidad y seguirán estando durante los próximos<br />
años, se han encontrado 43 proyectos con una duración y dotación presupuestaria diferente.<br />
En 17 de estos proyectos participan empresas,universidades y OPIs españolas.<br />
Página | 391
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 12. INVESTIGACIONES Y PROYECTOS<br />
todos los proyectos están recogidos en el Anexo IV Dentro del programa CENIT, se encuentra<br />
el proyecto OTERSU, cuyo objetivo es aumentar la cantidad de subproductos valorizables a<br />
partir de los residuos depositados en centros de tratamiento. Se investigan procesos que<br />
incluyen todas las alternativas en busca de un producto innovador que se adapte a todo tipo<br />
de situaciones y necesidades. La obtención de biogás a partir de residuos es una línea de<br />
investigación destacada que en el segundo año del proyecto ha dado como resultado el diseño<br />
y construcción de una planta de limpieza de biogás, que será utilizada como base para la<br />
experimentación, y la realización de los primeros ensayos de limpieza con el biogás procedente<br />
de un proceso de digestión anaerobia de residuos de matadero.<br />
Página | 392
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
2 REFERENCIAS DE ALGUNOS PROYECTOS<br />
CAPÍTULO 12. INVESTIGACIONES Y PROYECTOS<br />
2.1 PROYECTO LIFEBIOCELL<br />
Fuente: www.protecmas.es<br />
El objetivo de este proyecto es demostrar la viabilidad técnica y económica de la producción<br />
de energía a partir de biogás, utilizando pilas de combustible tipo PEMFC y tipo SOFC,<br />
adaptadas a una EDAR, y desarrollar herramientas adecuadas para su implementación<br />
industrial así como la valoración de su impacto medioambiental.<br />
2.2 PROYECTO DE I+D EFECTIVE<br />
Fuente: www.protecmas.es<br />
Proyecto de I+D Europeo EFFECTIVE con 6 pilas de 300 w..Gases testados: Vertedero, Aguas<br />
residuales, Biogás industrial, Agrícola<br />
Página | 393
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 12. INVESTIGACIONES Y PROYECTOS<br />
2.3 PROYECTO BIOSOFC<br />
Fuente: www.protecmas.es<br />
• Proyecto europeo para testar biogás en pilas SOFC<br />
• Se usará biogás de diferentes procedencias<br />
• Test en 4 localizaciones en España<br />
• Participación y apoyo de Siemens<br />
• Inicio del proyecto: 1/1/2006<br />
• Cofinanciado por el programa LIFE<br />
2.4 PROYECTO MICROPHILOX<br />
Fuente: www.protecmas.es<br />
• Testaje con una MT de 60 kW en relleno sanitario de CESPA, Barcelona.<br />
• Testaje de un sistema innovador de limpieza de biogás para la eliminación de H2S y<br />
Siloxanos (15 m3/h).<br />
• Cofinanciado por el programa LIFE<br />
Página | 394
CAPITULO 13.<br />
CONCLUSIONES
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
1 CONCLUSIONES.<br />
CAPÍTULO 13. CONCLUSIONES<br />
FUENTE: ASOCIACIÓN ESPAÑOLA DEL BIOGÁS “EL FUTURO DEL BIOGÁS<br />
EN ESPAÑA”. 07 DE ENERO DE 2010<br />
La asociación Europea AEBIOM ha estimado que el biogás de digestor puede llegar a producir<br />
entre el 2 y el 4 % de la energía primaria consumida en Europa:<br />
Recomienda que hasta 2020 se utilice para la producción de biogás un 35 % de los purines, un<br />
40 % de los residuos orgánicos disponibles, así como los lodos de depuradoras de agua. Sí<br />
estas materias primas se suplementan con cultivos energéticos producidos en el 5 % de las<br />
tierras cultivables, el biogás podría contribuir entre un 2% y un 3% a la producción de energía<br />
eléctrica, entre un 1% y un 2% al combustible para transporte, y en un 1% al suministro de<br />
energía térmica.<br />
Las medidas a tomar deberían tener en cuenta:<br />
La integración de la política de residuos en los planes energéticos<br />
El soporte financiero para el desarrollo de las infraestructuras necesarias, tales como<br />
redes de tuberías para biogás, estaciones depuradoras, plantas de biogás, y redes de<br />
distribución de la energía térmica<br />
Incentivos para impulsar el coche ecológico<br />
Tarifas que contemplen la utilización de purines junto con podas verdes y cultivos<br />
intermedios para la producción de biogás<br />
Libre acceso gratuito a las redes de gas natural para la inyección de biometano<br />
Subvenciones al biometano, o bonos, por m3 de biometano utilizado como<br />
combustible<br />
Seleccionar proyectos de biogás para ser elegibles a los fondos de la EU de ayuda al<br />
desarrollo rural<br />
Página | 396
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
2 CONCLUSIONES.<br />
CAPÍTULO 13. CONCLUSIONES<br />
FUENTE: MESA SOBRE MATERIA PRIMA AGRARIA Y BIOCOMBUSTIBLES.<br />
MINISTERIO DE MEDIO AMBIENTE, Y MEDIO RURAL Y MARINO. 16<br />
SEPTIEMBRE 2010<br />
1) En el Plan de Energías Renovables (PER) 2005-2010 se justifica la producción de biogás<br />
como una solución medioambiental y de tratamiento de residuos. No obstante, como<br />
se contempla en los países de nuestro entorno, en el nuevo PER 2011-2020 se debe<br />
considerar al biogás en general y el del sector agrario en particular como una energía<br />
renovable, que además tiene una componente medioambiental de reducción de<br />
emisiones evitadas de Gases de Efecto Invernadero (GEI) en el sector eléctrico y en el<br />
caso de los purines también permite reducir el metano del capítulo de “Gestión de<br />
estiércoles” del Inventario Nacional de Emisiones. Ello facilitará el cumplimiento de los<br />
compromisos de España en relación con el Protocolo de Kyoto. Además permite<br />
reducir los malos olores.<br />
2) La producción total de subproductos agroindustriales susceptibles de ser utilizados en<br />
la producción de biogás de digestión alcanza la cifra de 78,87 millones de toneladas<br />
por año, de las que el 94,09 % corresponde a estiércoles y purines, el 0,15 % a harinas<br />
SANDACH y el 5,76 % a diferentes tipos de residuos vegetales y de la industria<br />
agroalimentaria.<br />
3) La biodigestión de subproductos agroindustriales generan en general un digestato rico<br />
en nitrógeno, por ello para facilitar su gestión y la viabilidad funcional de las<br />
instalaciones, en la mayoría de los casos, se deberá complementar el digestor con<br />
sistemas de tratamiento del digestato que faciliten su gestión.<br />
4) Teniendo en cuenta el bajo rendimiento energético de los estiércoles y purines, la<br />
utilización de las harinas SANDACH como cosustratos potencia la produCción de<br />
biogás, mejorando la rentabilidad de las instalaciones. Por ello deben fomentarse las<br />
plantas de Categoria 2 para la producción de harinas de esta categoría, ya que<br />
actualmente la mayoría de los SANDACH de Categoria 2 se están procesando en<br />
plantas de Categoria 1 y las harinas resultantes quedan invalidadas para poder ser<br />
utilizadas en plantas de biogás.<br />
5) El potencial de generación de biogás agroindustrial en España es de 1.930 millones de<br />
m3/año, para la referida producción total de subproductos de 78,87 millones de<br />
toneladas por año.<br />
Página | 397
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 13. CONCLUSIONES<br />
6) En el cumplimiento de los objetivos sobre previsiones de tratamiento de subproductos<br />
SANDACH y agroindustriales ha de tenerse muy en cuenta las barreras que deben<br />
salvarse sobre capacidad de suministro de los mismos, así como los inconvenientes<br />
que se derivan de su producción muy localizada en ciertas áreas que incide sobre los<br />
costes de transporte, especialmente en el caso de la subproductos agroindustriales.<br />
7) Considerando un periodo de trabajo de 7.500 horas por año y una producción de 2,8<br />
Kwh/m3 de biogás, los 1.930 millones de m3de biogás por año, equivalen a una<br />
potencia teórica instalada total en España de 720 Mw. Estimando que un 30% de la<br />
producción de subproductos agroindustriales tiene los mejores condicionantes de tipo<br />
técnico, de manejo y económicos para ser utilizados en plantas de biogás, se puede<br />
concluir que en España, el cupo de potencia instalada para el biogás de digestión<br />
podría fijarse en 216 Mw en el nuevo PER 2012-2020.<br />
8) Teniendo en cuenta entre otros factores el diferente dimensionamiento de las<br />
instalaciones de vertederos (RSU) y las de digestión, así como la diferencias<br />
tecnológicas entre ambos sistemas de producción de biogás, se hace imprescindible<br />
asignar cupos diferentes para cada subgrupo específico de sistema de producción de<br />
biogás que facilite el cumplimiento de los objetivos propuestos en cada uno de ellos en<br />
el nuevo PER 2012-2020.<br />
9) El proceso de metanización se produce a temperaturas mesófila (37ºC) o termófila<br />
(55ºC) y por tanto ineludiblemente deberán calentarse hasta esas temperaturas los<br />
subproductos agroindustriales para que tenga lugar el proceso de biometanización. En<br />
consecuencia, teniendo en cuenta que la cogeneración genera 2.400 Kcal/m3 de<br />
biogás, el autoconsumo medio en energía térmica de la biodigestión de subproductos<br />
agroindustriales, en las condiciones productivas españolas, se sitúa en el entorno del<br />
68% del calor efectivo generado. Este condicionante de autoconsumo térmico de la<br />
producción de biogás de digestión deberá tenerse en cuenta a la hora de fijar los<br />
requerimientos sobre el Rendimiento Eléctrico Equivalente en la codigestión de<br />
subproductos agroindustriales.<br />
10) La digestión del 30% de los 78,87 millones de toneladas por año de subproductos<br />
agroindustriales reducirían las emisiones de Gases de Efecto Invernadero 3.400.747 t.<br />
de CO2-Eq/año (Por emisiones evitadas en la generación eléctrica y “Gestión de<br />
Estiércoles”), que a un precio medio del derecho de emisión de 20 €/t de CO2,<br />
suponen 68 millones de euros anuales que pueden ahorrarse en la compra de<br />
derechos de emisión para el cumplimiento del Protocolo de Kyoto.<br />
Página | 398
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 13. CONCLUSIONES<br />
11) Atendiendo al tipo de subproductos agroindustriales y sus mezclas, así como en base a<br />
los costes reales de generación eléctrica de biogás de digestores, los ingresos<br />
complementarios a las actuales tarifas para rentabilizar las instalaciones, equivaldría a<br />
un incremento de tarifas que se situaría entre unos ratios de 12,33 c€/Kwh y 34,34<br />
c€/Kwh, esta última para instalaciones de biogás con tratamiento complementario del<br />
digestato, que únicamente traten purín, y para potencias instaladas de menos de 0,5<br />
Mw. Aunque los ingresos se expresen como incremento de la tarifa actual (c€/kwh),<br />
ello no quiere decir que su financiación tenga que ser asumida por la misma, sino que<br />
se podrán estudiar otras fuentes de financiación complementarias a la tarifa, como<br />
puede ser la derivada del ahorro económico de la compra de derechos de<br />
emisióndebida a la reducción de emisiones de CO2.<br />
12) Considerando un valor medio de la nueva prima eléctrica de 20,45 c€/Kwh,(Sobrecoste<br />
de 10,21 c€/Kwh sobre la actual tarifa de 10,24 c€/Kwh) y se asume la estimación de<br />
potencia instalada de 216 Mw para el biogás de digestión, resulta un coste anual total<br />
de la tarifa eléctrica de 331 millones de euros en el nuevo PER 2011-2020. Si a esta<br />
cifra se deducen los 57 Millones de euros de ahorro por la compra de derechos de<br />
emisión, resultan unas previsiones reales financieras anuales de 274 millones de euros<br />
para la tarifa eléctrica del nuevo PER 2011-2020.<br />
13) Teniendo en cuenta que la valorizan energéticamente de subproductos<br />
agroindustriales tienen un reducido potencial de producción de biogás, las potencias<br />
instaladas, en la mayoría de los casos, no sobrepasa 1 Mw/h y por tanto en el nuevo<br />
régimen de tarifas se deben hacer más tramos de tarifa, tanto para las potencias<br />
instaladas inferiores de 500 kw/h como las mayores de 500 kw/h de los actuales<br />
tramos del Real Decreto 661/2007.<br />
14) De forma similar al modelo alemán, sería interesante evaluar la opción de aplicar un<br />
sistema en el que las tarifas que puedan acumularse en los distintos tramos.<br />
15) Con el fin de potenciar objetivos muy concretos como, utilización de sustratos de<br />
menor rendimiento en el proceso como los purines, tratamientos de valorización del<br />
digestato para su posterior uso como estiércol, mayor purificación del biogás para<br />
inyección en la red de gas natural, etc. se podría implementar un sistema de<br />
bonificación complementario a las tarifas, tal y como se está realizando en Alemania.<br />
16) Para proporcionar confianza a inversores y promotores, así como para facilitar el<br />
acceso a los créditos a la inversión, las nuevas tarifas deberían estar garantizadas<br />
durante el tiempo medio de vida de estas instalaciones.<br />
Página | 399
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 13. CONCLUSIONES<br />
17) La conexión a las redes para la evacuación de la energía eléctrica producida por el<br />
biogás debe efectuarse mediante una distribución de cargas que hagan viable las<br />
instalaciones de digestión, por ello es necesario el desarrollo de la Disposición<br />
adicional decimotercera del Real Decreto Ley 661/07, en donde se prevé el reparto de<br />
costes y gastos entre los operadores de las redes y los productores, en este caso los de<br />
biogás.<br />
18) Deberá homogeneizarse y simplificarse en lo posible la tramitación de las<br />
autorizaciones de las plantas de biogás, haciendo más fácil la aplicación de las<br />
diferentes normas aplicables por los distintos Departamentos ministeriales y<br />
Consejerías de las CCAA implicadas en la autorización de las mismas.<br />
Página | 400
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
3 CONCLUSIONES.<br />
CAPÍTULO 13. CONCLUSIONES<br />
FUENTE: GNERA ENERGÍA Y TECNOLOGÍAS S.L. EXPOBIENERGÍA 2010,<br />
JORNADAS TÉCNICAS “BIOGÁS:VISIÓN GLOBAL” 27 DE OCTUBRE 2010. LA<br />
PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD A PARTIR DE BIOGÁS. MARCO LEGAL Y<br />
ESTRATÉGICO<br />
A pesar de los objetivos muy altos para biogás agroindustrial para 2020, el nuevo RD<br />
que se prepara (y cuya publicación se espera para antes del final del año) no deja ver<br />
las mejores previsiones para la implementación de nuevas plantas<br />
El RD 661/2007 ha mejorado la situación para el biogás frente a la normativa anterior<br />
(en particular el RD 436/2004) pero no parece haber sido suficiente para un aumento<br />
significativo de la potencia/del número de plantas de biogás:<br />
Página | 401
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
CAPÍTULO 13. CONCLUSIONES<br />
Página | 402
BIBLIOGRAFÍA<br />
BIBLIOGRAFÍA Y REFERENCIAS
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
BIBLIOGRAFÍA Y REFERENCIAS<br />
1 PRINCIPALES DOCUMENTOS<br />
• Acuerdo para el Desarrollo Energético Sostenible de Extremadura (ADESE)<br />
• Directrices para la utilización del efluente de la digestión anaerobica como<br />
biofertilizante” proyecto de investigación colectiva agrobiogas<br />
• El Sector del biogás agroindustrial en España. Mesa sobre materia prima agraria y<br />
biocombustibles. Ministerio de Medio Ambiente, y Medio Rural y Marino. Madrid 16<br />
de Septiembre de 2010.<br />
• <strong>Estudio</strong> de Soluciones viables para el aprovechamiento del biogás en Extremadura.<br />
ALTERCEXA.<br />
• <strong>Estudio</strong> del Impacto Macroeconómico de las Energías Renovables en España. Año 2009<br />
• Informe de Vigilancia Tecnológica Madri+d “Situación actual de la producción de<br />
biogás y de su aprovechamiento”<br />
• Inventario de plantas de biomasa biogás pellets de los asociado de appa (asociación de<br />
productores de energías renovables) 2008<br />
• Jornadas técnicas “biogás: visión global 27 de octubre 2010” Gnera energía y<br />
tecnología s.l. la producción de electricidad a partir de biogás. marco legal y<br />
estratégico.<br />
• Manual para la producción de biogás. Instituto de Ingeniería Rural, INTA Castelar.<br />
• Plan de Energías Renovables 2005-2010<br />
• Plan de Acción Nacional de Energías Renovables 2011-2020<br />
• Plan de Biodigestión de Purines. Ministerio de medioa ambiente y medio rural y<br />
marino<br />
• Tecnologías avanzadas de generación eléctrica.Plantas biogás vertedero. Octubre<br />
2001. Ente Vasco de la Energía<br />
Página | 404
INFORME COMPLEMENTARIO A ESTUDIO DE SOLUCIONES VIABLES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL<br />
BIOGAS EN EXTREMADURA.<br />
BIBLIOGRAFÍA Y REFERENCIAS<br />
• Taller Demostrativo sobre el aprovechamiento energético de purines en Extremadura.<br />
13,14,15 de Diciembre 2010. Proyecto ALTERCEXA<br />
• III Jornada, biocombustibles, aplicaciones prácticas en la industria agroalimentaria.<br />
Finca la Orden, 18 de noviembre 2009<br />
2 PRINCIPALES PÁGINAS WEBS<br />
• www.aebig.org<br />
• www.agenex.es<br />
• www.ainia.es<br />
• www.appice.es<br />
• www.ci2am.es<br />
• www.eurobserv-er.org<br />
• www. extremambiente.es<br />
• www.expobioenergia.com<br />
• www.idae.es<br />
• www. marm.es<br />
• www.probiogas.es<br />
• www.protecma.es<br />
• www. utec-bremen.de<br />
Página | 405