GENERACIÓN DE ENERGÍA MEDIANTE BIOMETANIZACIÓN José Luis Montesinos Ramón Consejero Delegado PI3NET Chile

Esquema Inicial INTRODUCCIÓN FERMENTACIÓN ANAERÓBICA Etapas FACTORES QUE INFLUYEN EN BIOMETANIZACIÓN PLANTA DE BIOGÁS Componentes LA GENERACIÓN DE ELECTRICIDAD LA GENERACIÓN DE CALOR RENDIMIENTOS ENERGÉTICOS ASPECTOS ECONÓMICOS EL BIOGÁS EN EL MUNDO

Introducción QUÉ ES EL BIOGÁS Gas que se genera de forma espontanea por la descomposición de materia orgánica formado principalmente por metano (CH4) y dióxido de carbono (CO2) El biogás puede producirse espontáneamente o de forma provocada La fermentación anaeróbica produce como resultado final de un proceso complejo el BIOGÁS El BIOGÁS puede utilizarse para producir energía

Introducción COMPOSICIÓN DEL BIOGÁS Metano, CH4 54 - 70% volumen Dióxido de carbono, CO2  27 – 45% Hidrógeno, H2  1 - 10% Nitrógeno, N2  0.5 – 3% Acido Sulfídrico, H2S  0.1% Es un Gas Pobre, si tenemos en cuenta que el Gas Natural tiene un > 95% de CH4 Poder calorífico Biogás 18 a 23 MJ/m3

Fermentación Anaeróbica DEFINICIÓN Proceso de fermentación de la materia orgánica en ausencia de oxígeno. Es el último eslabón de la digestión de la materia orgánica que devuelve los elementos básicos al inicio del ciclo. ETAPAS Fase de hidrólisis Fase de acidificación Fase de metanogénica

Factores que influyen en la Biometanización Tipo de sustrato (nutrientes disponibles) Temperatura del sustrato; la carga volumétrica Tiempo de retención hidráulico Nivel de acidez (pH) Relación Carbono/Nitrógeno Concentración del sustrato; el agregado de inoculantes Grado de mezclado Presencia de compuestos inhibidores del proceso

Planta de Biogás

Planta de Biogás ALIMENTACIÓN DIGESTORES Todo tipo de residuos orgánicos. Excremento animal, residuos de cultivos, vid, aceite,… DIGESTORES Dentro se produce la generación de metano. DEBEN SER ESTANCOS Posibilidad de almacenamiento Cuentan con agitadores

Planta de Biogás MOTORES DIGESTATO Motores rectificados para trabajar con biogás Se conectan a un Transformador y luego a red Muy interesante aprovechar los gases de escape DIGESTATO Residuo que queda tras la digestión Puede utilizarse como fertilizante Se han eliminado olores y contaminación

Planta de Biogás OTROS ELEMENTOS Quemador de seguridad Zona de control y computadoras Conexión eléctrica: Centro de transformación Circuito de agua Circuito de gas

La Generación de Electricidad Los motores están preparados para generar electricidad con biogás como combustible A mejor mezcla (Mayor % de METANO) mejor rendimiento y mejor durabilidad de los motores El gas generado se introduce directamente dentro del motor, que lo quema. Está conectando a un alternador y este a un transformador que se pincha directamente a la red Es fundamental generar un gas pobre lo menos pobre posible SOLO 1/3 DE LA ENERGÍA DISPONIBLE SE CONVIERTE EN ELECTRICIDAD DE FORMA DIRECTA

La Generación de Calor Al quemar el biogás en el motor generamos un “residuo”: EL CALOR Aprovechamos el calor para mantener la temperatura en el digestor 2/3 DE LA ENERGÍA DISPONIBLE DEL GAS SE TRANSFORMAN EN CALOR En todo estudio de una planta hay que plantear el aprovechamiento del CALOR Ciclo combinado de producción de electricidad Calor para granjas Climatización

Rendimientos Energéticos ARTEFACTO CONSUMO RENDIMIENTO (%) Quemador de cocina 300 - 600 l/h 50 - 60 Motor a gas 0,5 m3/kWh 25 - 30 Cogenerador 0,5 m3/kwh 90 1 kW eléctrica 2kW térmica Para un aprovechamiento de la planta y una mínima rentabilidad económica se hace imprescindible un aprovechamiento de la energía térmica

Aspectos Económicos Una planta industrial de producción de 1MW eléctrico requiere una inversión aproximada de 10.000.000.000 $ El enfoque correcto es de PLANTA DE GESTIÓN DE RESIDUOS. Ya hemos hablado de la importancia del aprovechamiento del calor Es necesario tener un marco regulador claro, tanto del campo energético como de la gestión de residuos

Biogás en el Mundo En zonas rurales se utiliza para generación de autoconsumo Muy populares en Alemania las plantas de generación de energía mediante cultivo energético (Maíz) Gestión de residuos como enfoque de futuro Existen grandes proyectos para generación de biogás al 97% es decir Gas Ciudad para inyectar directamente a la red (> 20MW) Muy popular en Centroeuropa, Norteamérica y Japón