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GENERACION Y USO DEL BIOGÁS: UNA ALTERNATIVA DE EFICIENCIA ENERGÉTICA SEMINARIO EXPOQUIM 2008 Estación Mapocho, Santiago – CHILE 02 – 04 septiembre 2008.

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1 GENERACION Y USO DEL BIOGÁS: UNA ALTERNATIVA DE EFICIENCIA ENERGÉTICA SEMINARIO EXPOQUIM 2008 Estación Mapocho, Santiago – CHILE 02 – 04 septiembre 2008 Jean-François BRADFER Ingeniero Procesos Industriales Gerente General – AS&D Consultores

2 GENERACION Y USO DEL BIOGÁS: UNA ALTERNATIVA DE EFICIENCIA ENERGÉTICA 2 de 28 Introducción: El biogás: un compuesto natural más antiguo que el petróleo Proceso de fermentación sin aire de la Materia Orgánica Una energía renovable, gratuita, al alcance Una alternativa para algunos industriales y agricultores con ciertos resguardos…

3 GENERACION Y USO DEL BIOGÁS: UNA ALTERNATIVA DE EFICIENCIA ENERGÉTICA 3 de 28 Plan de la presentación Generalidades sobre el biogás Fuente de energía Alternativa al tratamiento de A.S. & Riles Otras aplicaciones El biogás en Chile El futuro del biogás

4 GENERACION Y USO DEL BIOGÁS: UNA ALTERNATIVA DE EFICIENCIA ENERGÉTICA 4 de 28 1) Generalidades sobre el Biogás COMPOSICIÓN PROPIEDADES CH4 50 a 90% CO2 10 a 40% N22 a 7% H21 a 5% H2S50 a 5000 ppm Densidad0,8 a 1,2 (/aire) Incoloro, fuerte olor, tóxico, COMBUSTIBLE.

5 GENERACION Y USO DEL BIOGÁS: UNA ALTERNATIVA DE EFICIENCIA ENERGÉTICA 5 de 28 La Digestión Anaeróbica Macro-moléculas Ácidos Orgánicos (AGV) Acetato, propionico, butírico CH4 + CO2 H2 + CO2 CH4 Hidrólisis, Acidogénesis, Acetogénesis Metanógenesis

6 GENERACION Y USO DEL BIOGÁS: UNA ALTERNATIVA DE EFICIENCIA ENERGÉTICA 6 de 28 CH 4 más liviano CO 2 y H 2 S más pesados Sala Sopladores de Biogás (PTAS El Trebal – Santiago de Chile) Efecto de separación

7 GENERACION Y USO DEL BIOGÁS: UNA ALTERNATIVA DE EFICIENCIA ENERGÉTICA 7 de 28 2) El Biogás: fuente de energía Componente energético: el metano CH 4 – 55-70% CH4 – PCI CH 4 : 9,94 kWh/Nm3 = 8,6 Mcal/Nm3 – PCI biogás : %vol. CH4 x 9,94 (kWh/Nm3) Comparación con otros combustibles…

8 GENERACION Y USO DEL BIOGÁS: UNA ALTERNATIVA DE EFICIENCIA ENERGÉTICA 8 de 28 Comparativo con otros combustibles CombustiblesDensidad (kg/l)Poder Calorífico Inferior (PCI) (kg/l)kcal/kgkcal/Sm3 Gas Natural0,617 (*) (***) Gas Licuado0,525 (liq.) Keroseno0, Diesel0, FO Nº 60, Biogás (80% CH4)0,78 (*) (***) Carbón Importado Biogás (50% CH4)1,07 (*) (***) Leña (**)-

9 GENERACION Y USO DEL BIOGÁS: UNA ALTERNATIVA DE EFICIENCIA ENERGÉTICA 9 de 28 Una energía particular Energía renovable natural y rápidamente Energía sin dueño, al alcance de la mano Energía que si no se utiliza, contamina (efecto invernadero) Energía alternativa producida por Tratamiento de Aguas Servidas & Riles (*) (*) Residuos Líquidos Industriales

10 GENERACION Y USO DEL BIOGÁS: UNA ALTERNATIVA DE EFICIENCIA ENERGÉTICA 10 de 28 Fuentes de Producción del Biogás Lodos de PTAS / PTRil Residuos Industriales Líquidos Orgánicos (RilOs) (Agroindustria) Desechos domésticos (basura orgánica) Estiércol (bovino, porcino, aves) Biomasa Forestal

11 GENERACION Y USO DEL BIOGÁS: UNA ALTERNATIVA DE EFICIENCIA ENERGÉTICA 11 de 28 Utilización del biogás Calefacción de aire o agua (invernaderos, secado de lodos, producción de vapor industrial, calefacción de salas, evaporación de riles…) Generación eléctrica (= 35 a 45% energía total ) Suplemento energético ( quemadores mixtos ) Bonos de Carbono…

12 GENERACION Y USO DEL BIOGÁS: UNA ALTERNATIVA DE EFICIENCIA ENERGÉTICA 12 de 28 Uso básico doméstico !!! ¡La Pueeerrta! ¡ !!!

13 GENERACION Y USO DEL BIOGÁS: UNA ALTERNATIVA DE EFICIENCIA ENERGÉTICA 13 de 28 Uso en invernadero Electricidad Calor CO2 Abono

14 GENERACION Y USO DEL BIOGÁS: UNA ALTERNATIVA DE EFICIENCIA ENERGÉTICA 14 de 28 Evaporación Lixiviados Lixiviados Viento

15 GENERACION Y USO DEL BIOGÁS: UNA ALTERNATIVA DE EFICIENCIA ENERGÉTICA 15 de 28 Evaporación Lixiviados Lixiviados Caldera Biogás Ver charla Evaporación de Riles, jueves 04 de septiembre -15h20

16 GENERACION Y USO DEL BIOGÁS: UNA ALTERNATIVA DE EFICIENCIA ENERGÉTICA 16 de 28 3) Alternativa al Tratamiento de Aguas Servidas & Riles Aguas con Materia Orgánica (MO) biodegradable – Excluye contaminación mineral y con inhibidores (antibióticos, metales tóxicos concentrados…) Permite eliminar la MO muy concentrada Conceptos DQO y DBO

17 GENERACION Y USO DEL BIOGÁS: UNA ALTERNATIVA DE EFICIENCIA ENERGÉTICA 17 de 28 Concepto DQO La demanda química de oxígeno (DQO) es un parámetro que mide la cantidad de materia orgánica susceptible de ser oxidada por medios químicos que hay en una muestra líquida. Se utiliza para medir el grado de contaminación y se expresa en mg O2/litro. dCK CO 2 dCK + K2Cr2O7 (dCK) MO + 2H a 148 ºC… Delta dCK = DQO

18 GENERACION Y USO DEL BIOGÁS: UNA ALTERNATIVA DE EFICIENCIA ENERGÉTICA 18 de 28 Concepto DBO La demanda biológica de oxígeno, también denominada demanda bioquímica de oxígeno, (DBO) es un parámetro que mide la cantidad de materia susceptible de ser consumida u oxida- da por medios biológicos que contiene una muestra líquida, y se utiliza para determinar su grado de contaminación. Normalmente se mide transcurridos 5 días (DBO5) y se expresa en mg O2/litro. O2O2 CO 2 O2O2 Días DBO mgO 2 /l 5

19 GENERACION Y USO DEL BIOGÁS: UNA ALTERNATIVA DE EFICIENCIA ENERGÉTICA 19 de 28 Valores de DQO (o DBO) Tipo MODBO (gO 2 /l)DQO (gO 2 /l) Aguas Servidas0,07 a 0,2 g/l0,1 a 0,4 g/l E. Vinícola10 a 22 g/l Ril E. Melaza90 g/l Ril E. Lacteo0,35 a 1 g/l. leche Conservería Tomate6g /kg conservas Jugo de frutas7-12 g/kg conserv. Cervecerías0,2 a 16 g/l Ril Estiércol Porcino10 a 20g/l Ral20 a 60 g/l Ral Estiércol Bovino112 g/l Ral

20 GENERACION Y USO DEL BIOGÁS: UNA ALTERNATIVA DE EFICIENCIA ENERGÉTICA 20 de 28 Alternativas de tratamiento Aeróbico Oxidación con O2 del aire Libera CO2 al aire 80% energía tratamiento es para inyectar el aire Mayor producción de lodos putrescibles Anaeróbico Fermentación sin aire Produce Biogás: – 0,5 m3/kg DQO removida – 0,35 m3 CH4/kg DQO rem. – 3,3 kW.h/kg DQO rem. (basado sobre PCI=6,6 kW.h/m3) Menor producción de lodos estabilizados Balance energético: Negativo vs Positivo

21 GENERACION Y USO DEL BIOGÁS: UNA ALTERNATIVA DE EFICIENCIA ENERGÉTICA 21 de 28 Comparación Energética Energía para Oxigenación (W.h/g.DBO rem.) Potencia de Mezcla (W/m3) Producción lodos (kg SSV/kg DBO) Anaerób.Aerob. n/a0,5-1, ,08-0,150,6-0,8

22 GENERACION Y USO DEL BIOGÁS: UNA ALTERNATIVA DE EFICIENCIA ENERGÉTICA 22 de 28 El Potencial en Chile

23 GENERACION Y USO DEL BIOGÁS: UNA ALTERNATIVA DE EFICIENCIA ENERGÉTICA 23 de 28 4) El futuro del Biogás 2 alternativas: –A–Alternativa Independiente de los costos de energías convencionales, en donde la vía anaeróbica siempre superará la vía aeróbica (Grandes y medianas PTAS, Ril muy alta carga orgánica, Sectores sin abastecimiento eléctrico) –A–Alternativa donde la viabilidad es netamente económica y Dependiente de un umbral mínimo de los valores de energías convencionales y de una Política de Estado, de largo plazo y ambientalmente coherente

24 GENERACION Y USO DEL BIOGÁS: UNA ALTERNATIVA DE EFICIENCIA ENERGÉTICA 24 de 28 Digestión Anaeróbica en el Mundo

25 GENERACION Y USO DEL BIOGÁS: UNA ALTERNATIVA DE EFICIENCIA ENERGÉTICA 25 de 28 El futuro del Petróleo Curva de Hubbert Extracción cada vez más difícil y costosa (Petróleo barato ya se consumió) Países emergentes aumentan su consumo rápidamente (China…) El descubrimiento de un yacimiento no significa una explotación inmediata para cubrir la inminente escasez. Predice que la producción mundial de petróleo llegará a su cenit y después declinará tan rápido como creció, resaltando el hecho de que el factor limitador de la extracción de petróleo es la energía requerida y no su coste económico (petróleo en 2010? GN unos años más tarde…)

26 GENERACION Y USO DEL BIOGÁS: UNA ALTERNATIVA DE EFICIENCIA ENERGÉTICA 26 de 28 Conclusión Una cosa está clara: la era del petróleo fácil se ha acabado. Lo que hagamos a partir de ahora determinará nuestro éxito en responder a las necesidades energéticas del mundo entero durante este siglo y los siguientes – La Crisis del Petróleo por Fernando Bullón Miró - Tarde o temprano, si no encontramos una alternativa al Petróleo, y una solución al calentamiento global, la era del biogás vendrá.

27 GENERACION Y USO DEL BIOGÁS: UNA ALTERNATIVA DE EFICIENCIA ENERGÉTICA 27 de 28 Fuentes: Le Biogaz – Bertrand de LA FARGE – Edº MASSON Wikipedia Aplicación de Digestores Anaeróbicos…- Tesis Consuelo María Ruiz Cabrera – LBE/INRA y EUPU - Sevilla Abril 2002 Potencial de Biogás – CNE/GTZ – R.Chamy&E.Vivanco (PUCV) - Chile 2007 Anaerobic Sludge Digestión – Water Pollution Control Federation – 1987 Wastewater Engineering – Metcalf&Eddy – 3ª edición Traitement Biologique des Lisiers de Porcs en Boues Activées – Cemagref 2005 Manual de Diseño de Conversión Industrial a Gas Natural – Metrogas S.A

28 GENERACION Y USO DEL BIOGÁS: UNA ALTERNATIVA DE EFICIENCIA ENERGÉTICA 28 de 28 Muchas Gracias Les invitamos a visitarnos en nuestro stand


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