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1 Ainia y el biogás agroindustrial. Andrés Pascual +34 961366090.

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1 1 Ainia y el biogás agroindustrial. Andrés Pascual

2 2 Introducción. Actividades de ainia. Recursos y equipamiento piloto. Experiencia. Anexos

3 3 bioenergía BIOENERGÍA Energías Renovables

4 4 El biogás agroindustrial es un gas combustible compuesto principalmente de metano (CH4) y dióxido de carbono (CO2), que se obtiene como resultado de la fermentación anaerobia (en ausencia de oxigeno) de materiales orgánicos biodegradables, principalmente residuos. Suele ser empleado en motores de co- generación para la producción de calor y/o electricidad % CH % CO 2 1-5% otros (H 2, agua, NH 3 ) <4.000 ppm H 2 S definición Composición media:

5 5 residuos orgánicos agroindustriales Agrícolas Excedentes de cultivo (retirada). Descartes baja calidad. Industria alimentaria Restos de materia prima (vegetal o animal). Productos intermedios o finales desechados. Lodos de depuración. Distribución alimentaria Caducados, retirados. Ganaderos Estiércol de vaca. Purín de cerdo. Otros Residuos orgánicos domésticos. Glicerina. materias primas

6 6 proceso Pre-tratamiento Mecánico Térmico Biológico Co-digestión Anaerobia En Digestores (vertical u horizontal) Biogás Digerido Depuración H2O y H2S Combustión En motor co-generación Electricidad ()Calor () venta a la red eléctrica Calefacción, secado, … Real Decreto 661/2007 Almacenamiento Tanques Aplicación como Fertilizante () Sólido o Líquido Acondicionado residuo 1 residuo 2 residuo 3 residuo N MEZCLA EQUILIBRADA!!! (?)

7 7 BIOGAS AGROINDUSTRIAL Situación actual plantas en Alemania. Rápido desarrollo en otros países (Suecia, Austria, Dinamarca o Italia) en los últimos años. Incipiente desarrollo en España. Razones para su futuro crecimiento en España: NUEVA TARIFA a la producción de biogás desde mayo 2007 (RD 661/2007) que duplica la tarifa anterior. Ayudas e incentivos disponibles. Renovado apoyo de la administración al biogás. Mejora medioambiental exigida a las actividades agroalimentarias (gestión de residuos, emisiones de CO2, etc.). Crecientes costes medioambientales. Disponibilidad y fiabilidad de la tecnología de co-digestión anaerobia. Nuevos usos del biogás previa depuración y concentración del CH4. perspectivas

8 8 Introducción. Actividades de ainia. Recursos y equipamiento piloto. Experiencia. Anexos

9 9 Asistencia Técnica Evaluación de sustratos.Evaluación de sustratos. Viabilidad de nuevas plantas de biogás.Viabilidad de nuevas plantas de biogás. Explotación.Explotación. Planificación estratégica.Planificación estratégica.I+D+i Producción biogas (co-digestión anaerobia).Producción biogas (co-digestión anaerobia). Aprovechamiento de digestados.Aprovechamiento de digestados. Nuevos usos del biogás.Nuevos usos del biogás.Formación Curso de biogás agroindustrial.Curso de biogás agroindustrial. actividades de ainia en materia de biogás agroindustrial

10 10 Asistencia Tecnológica Evaluación de sustratos para la producción de biogás.

11 11 Objetivo Conocer la composición, biodegradabilidad y rendimiento máximo en biogás de un residuo o material orgánico de interés para su posible uso en plantas industriales de biogás. Evaluación de sustratos para la producción de biogás. Asistencia tecnológica. Alcance Composición del sustrato: humedad, relación C/N, tóxicos …Composición del sustrato: humedad, relación C/N, tóxicos … Tasa de biodegradabilidad.Tasa de biodegradabilidad. Rendimiento en biogás según norma VDI4630.Rendimiento en biogás según norma VDI4630. Informe de resultados.Informe de resultados. Aplicación Diseño de procesos de co-digestión.Diseño de procesos de co-digestión. Estudios de viabilidad económica.Estudios de viabilidad económica.

12 12 Asistencia Tecnológica Estudio de viabilidad de nuevas plantas de biogás agroindustrial.

13 13 Objetivo Determinar la viabilidad técnica, medioambiental y económica de una planta de digestión anaerobia para el tratamiento conjunto de residuos orgánicos agroalimentarios. Estudio de viabilidad de nuevas plantas de biogas. Asistencia tecnológica. Alcance Diagnóstico inicial: volumen y disponibilidad de sustratos en el entorno, demanda energética, superficie agrícola próxima, aspectos legales, etc.Diagnóstico inicial: volumen y disponibilidad de sustratos en el entorno, demanda energética, superficie agrícola próxima, aspectos legales, etc. Evaluación de sustrato/s (composición, biodegradabilidad, rendimiento en biogás según norma VDI4635).Evaluación de sustrato/s (composición, biodegradabilidad, rendimiento en biogás según norma VDI4635). Diseño básico del sistema de producción de biogás: volumen diario y anual, mezcla de sustratos, carga orgánica, estimación del rendimiento energético, potencia instalada, rendimiento eléctrico y térmico, posibles usos del calor, posibles usos de los digestados, etc.Diseño básico del sistema de producción de biogás: volumen diario y anual, mezcla de sustratos, carga orgánica, estimación del rendimiento energético, potencia instalada, rendimiento eléctrico y térmico, posibles usos del calor, posibles usos de los digestados, etc. Determinación de balances técnicos, económicos y medioambientales.Determinación de balances técnicos, económicos y medioambientales. Gestión de ofertas comerciales con proveedores adecuados para el tipo de planta requerido: documento de especificaciones, petición de ofertas, interlocución técnica, revisión y comparación técnica de ofertas,…Gestión de ofertas comerciales con proveedores adecuados para el tipo de planta requerido: documento de especificaciones, petición de ofertas, interlocución técnica, revisión y comparación técnica de ofertas,… Colaboración técnica en la fase de contratación.Colaboración técnica en la fase de contratación.

14 14 Asistencia Tecnológica Explotación de plantas de biogás.

15 15 Objetivo Optimizar el rendimiento de una planta de biogás agroindustrial mediante una adecuada explotación y control del proceso. Explotación de plantas de biogás. Asistencia tecnológica. Alcance Diagnóstico del proceso: toma de muestras, mediciones, revisión de registros de planta, etc.Diagnóstico del proceso: toma de muestras, mediciones, revisión de registros de planta, etc. Identificación de puntos débiles.Identificación de puntos débiles. Propuesta de mejoras.Propuesta de mejoras. Diseño de un plan de actuación.Diseño de un plan de actuación.

16 16 Asistencia Tecnológica Planificación estratégica.

17 17 Objetivo Desarrollar planes estratégicos de desarrollo de plantas de biogás en zonas geográficas determinadas. Planificación estratégica. Asistencia tecnológica. Alcance Inventario de residuos y sustratos para biogás.Inventario de residuos y sustratos para biogás. Determinación del potencial de biogás de sustratos críticos.Determinación del potencial de biogás de sustratos críticos. Determinación de las necesidades energéticas.Determinación de las necesidades energéticas. Evaluación de los cultivos de la zona para la recepción de los digestados.Evaluación de los cultivos de la zona para la recepción de los digestados. Estudio de viabilidad económica.Estudio de viabilidad económica. Balances medioambientales.Balances medioambientales. Elaboración de un plan de desarrollo del biogás en la zona.Elaboración de un plan de desarrollo del biogás en la zona.

18 18 I+D+i Optimización de procesos de producción de biogás.

19 19 Objetivo Desarrollo de nuevas técnicas de co-digestión anaerobia a partir de residuos orgánicos de diversa procedencia maximizando la producción de biogás así como su calidad. Producción de biogás (co-digestión anaerobia). I+D+i Alcance Diseño de procesos de co-digestión con nuevos sustratos (glicerina, cultivos energéticos, etc.).Diseño de procesos de co-digestión con nuevos sustratos (glicerina, cultivos energéticos, etc.). Desarrollo de nuevos pre-tratamientos (biológicos, físicos, etc.) para mejorar la digestabilidad de sustratos.Desarrollo de nuevos pre-tratamientos (biológicos, físicos, etc.) para mejorar la digestabilidad de sustratos. Optimización de variables de proceso (carga orgánica, agitación, tipo de alimentación vertical u horizontal, etc.).Optimización de variables de proceso (carga orgánica, agitación, tipo de alimentación vertical u horizontal, etc.). Caracterización y mejora de la fermentación mediante microorganismos seleccionados.Caracterización y mejora de la fermentación mediante microorganismos seleccionados.

20 20 I+D+i Aprovechamiento de digestados.

21 21 Objetivo Diseñar técnicas de acondicionado, mejora y normalización de digestados para incrementar su valor comercial como fertilizante, incluyendo su validación en cultivos piloto. Aprovechamiento de digestados. I+D+i Alcance Estudios de separación por filtración, centrifugación, etc.Estudios de separación por filtración, centrifugación, etc. Caracterización de la composición de las fracciones.Caracterización de la composición de las fracciones. Ensayo de procesos de acondicionado y/o enriquecimiento de los digestados.Ensayo de procesos de acondicionado y/o enriquecimiento de los digestados. Pruebas de campo en parcelas piloto (cultivos tradicionales o energéticos).Pruebas de campo en parcelas piloto (cultivos tradicionales o energéticos). Caracterización y normalización.Caracterización y normalización. Viabilidad técnico-económica.Viabilidad técnico-económica.

22 22 I+D+i Nuevos usos del biogás.

23 23 Objetivo Desarrollar proyectos integrados de producción, valorización y uso del biogás en vehículos, redes de gas natural o pilas de combustible. Nuevos usos del biogás. I+D+i Alcance Desarrollo del subsistema de producción de biogás.Desarrollo del subsistema de producción de biogás. Pruebas de depuración y enriquecimiento del CH4 presente en el biogás hasta calidad de gas natural o similar.Pruebas de depuración y enriquecimiento del CH4 presente en el biogás hasta calidad de gas natural o similar. Pruebas de uso del biogás enriquecido en vehículos con motores de gas natural.Pruebas de uso del biogás enriquecido en vehículos con motores de gas natural. Ensayos de validación para otros usos (redes de gas o pilas de combustible).Ensayos de validación para otros usos (redes de gas o pilas de combustible). Viabilidad técnico-económica.Viabilidad técnico-económica.

24 24 Formación Curso de biogás agroindustrial.

25 25 Objetivo Obtener la formación necesaria para abordar un proyecto industrial de producción y uso de biogás agroindustrial. Nuevos usos del biogás. I+D+i Alcance Marco normativo y económico para un proyecto de biogás agroindustrial.Marco normativo y económico para un proyecto de biogás agroindustrial. Fundamentos de la co-digestión anaerobia.Fundamentos de la co-digestión anaerobia. Descripción de una planta industrial: pre-tratamiento, digestores, agitadores, calefacción, depuración H2S, etc.Descripción de una planta industrial: pre-tratamiento, digestores, agitadores, calefacción, depuración H2S, etc. Motores de co-generación.Motores de co-generación. Aprovechamiento de digestados en cultivos.Aprovechamiento de digestados en cultivos. Explotación.Explotación. Viabilidad económica y medioambiental.Viabilidad económica y medioambiental. Duración 3 días Posible adaptación para su impartición a medida.

26 26 Introducción. Actividades de ainia. Recursos y equipamiento piloto. Experiencia. Anexos

27 27 Alimentación:Batch Volumen:2 litros Unidades36 digestores Temperatura:38°C Duración:35-40 días Repeticiones:3 Análisis de gas:cada 1 litro CH 4, CO 2, O 2, H 2 S, H 2 Ubicación:ainia unidad piloto digestores BATCH Ensayos según norma VDI 4630 Fermentation of organic materials.

28 28 Alimentación:semi-continuo Volumen:36 litros Temperatura:38°C Repeticiones:3 Análisis del gas:cada 4 litros CH 4, CO 2, H 2, H 2 S, O 2 Ubicación:LFL (Munich-Alemania)* ainia (2008) *Convenio marco de colaboración. unidad piloto digestores semi-CONTINUO

29 29 demostrativo a medida Sistema:semi-continuo Volumen digestor plug-flow:1 m 3 Capacidad máx:1 tonelada Temperatura:38°C Carga orgánica:3,5 kg SV/m 3 /d Tiempo de residencia:30 días Análisis del gas:CH 4, H 2 S Alimentación: estiércol de vacuno + res. cítricos Granja San Ramón

30 30 Introducción. Actividades de ainia. Recursos y equipamiento piloto. Experiencia. Anexos

31 31 ainia cuenta con más de 15 años de experiencia en proyectos de asesoramiento e I+D a empresas del sector agroalimentario en el ámbito medioambiental. Sus principales áreas de trabajo son Prevención de la contaminación.Prevención de la contaminación. Tratamiento de aguas residuales.Tratamiento de aguas residuales. Gestión y aprovechamiento de residuos.Gestión y aprovechamiento de residuos. Energías Renovables: BIOGÁS.Energías Renovables: BIOGÁS. Ainia trabaja desde hace 6 años en biogás como consecuencia de la visión estratégica del entorno y su tendencia … antecedentes

32 32 El proyecto de la Granja San Ramón. TRITURACIÓN ENSILADO* SEPARACIÓN S/L AGUA DE RIEGO* COMPOSTAJE CO-DIGESTIÓN LIQUIDO SÓLIDO ABONO ORGÁNICO BIOGAS ACONDICIONADO CO-GENERACIÓN CALORELECTRICIDAD Campo Cooperativas Industria Granja Venta a la red RESIDUO CÍTRICO ESTIERCOL DIGESTADO

33 33 PROYECTOS SINGULARES Y ESTRATÉGICOS Nº expediente: PSE Programa Nacional de Energía PROBIOGAS Desarrollo de sistemas sostenibles de producción y uso de biogás agroindustrial en España ABANTIA, AINIA, ALMAZÁN, BIOGAS FUEL CELL, CEBAS, CESPA, CIDAUT, CIEMAT, COVAP, FAEN, FNAT, GIRO, GSR, IDAE, IRENA UL, IVIA, NATURGAS, PROTECMA, fundación RURALCAJA, SOGAMA, TETMA, UNIVERSIDAD DE BARCELONA, UNIVERSIDAD DE CÁDIZ, UNIVERSIDAD MIGUEL HERNÁNDEZ, UNIVERSIDAD DE OVIEDO, UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE VALENCIA, UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE COMPOSTELA. Coordinado por ainia. Duración: 4 años ( ). 27 socios (14 empresas y 13 centros de I+D). 12 subproyectos (7 demostración).


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