El Parque Tecnológico de Valdemingómez, producción y valorización de biogás en la ciudad de Madrid

Parque Tecnológico de Valdemingómez Producción y valorización de biogás en la ciudad de Madrid Miguel Ángel Baquedano Maestre1, Isabel Jimenez García2, Miguel Ángel Magaña Loarte3, Jose Luis Cifuentes Sastre4 Director General; 2Subdirectora General; 3Jefe de Servicio de Tratamiento y eliminación; 4Jefe de Departamento de Promoción e Información Parque Tecnológico de Valdemingómez I www.madrid.es/valdemingomez

1

dades de población más altas de Europa (más de 5.200 habitantes/km2), la

vertical. En ella se desarrollan más de

ciudad de Madrid extiende su municipio sobre un área de 600 km2 distribuidos

po y recibe a más de 8 millones de turis-

Con más de 3,2 millones de habitan-

en 21 distritos que, predominantemente,

no más poblado de España y uno de los

tes empadronados y una de las densi-

cuentan con una tipología urbanística

más grandes de Europa.

LA CIUDAD DE MADRID Y EL PARQUE TECNOLÓGICO DE VALDEMINGOMEZ

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Especial BIOENERGÍA 2018

6.000 eventos públicos al año de todo titas al año, constituyendo el núcleo urba-

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PARQUE TECNOLÓGICO DE VALDEMINGÓMEZ, PRODUCCIÓN Y VALORIZACIÓN DE BIOGÁS EN LA CIUDAD DE MADRID

La ciudad de Madrid, uno de los núcleos urbanos más poblados de España y uno de los más grandes de Europa, produce más de 3.400 t diarias de residuos domésticos que son recogidas de forma selectiva en cinco fracciones y cuyo tratamiento se integra, desde 1978, en el complejo ubicado en el Parque Tecnológico de Valdemingómez. Este complejo cuenta con diversas fuentes de producción de biogás y varias instalaciones para su tratamiento posterior, que hacen de él uno de los más completos centros de Europa dedicado al aprovechamiento y tratamiento de este flujo gaseoso.

Paloma, Las Lomas y Las Dehesas.

• Tres plantas de valorización energéti-

bana y económica, hacen que el trata-

• Dos plantas de Biometanización, en

ca que producen energía eléctrica:

miento de las más de 3.400 toneladas

las que se trata la fracción orgánica de

- Planta de Las Lomas, que realiza

diarias que son recogidas de forma

los residuos urbanos (recogida selecti-

un tratamiento de los rechazos de los

selectiva en cinco fracciones (P/C, vi-

vamente y/o procedente de la fracción

procesos de clasificación, usándolos

drio, Fracción envases, FORS – Frac-

resto) para producir biogás, situadas

como combustible en un proceso de

ción Orgánica de Recogida Selectiva,

en los Centros de La Paloma y Las De-

valorización energética,

y Fracción resto) sea todo un reto para

hesas.

la ciudad y su Ayuntamiento. El trata-

• Una planta de Tratamiento de una

principal ha sido valorizar energética-

miento de los más de 1,2 millones de

parte del biogás producido en las plan-

mente sólo el biogás del antiguo verede-

toneladas que se producen al año en

tas de biometanización, para transfor-

ro de Valdemingomez, y que desde mar-

la ciudad, se integra, desde 1978, en

marlo en biometano e inyectarlo en la

zo de 2018 está valorizando la parte de

el complejo ubicado en el Parque Tec-

red de distribución de alta presión.

biogás producido en las plantas de bio-

Toda esta población y actividad ur-

- Planta de La Galiana, cuyo objetivo

nológico de Valdemingómez.

Situado al sur de la ciudad, en el distrito de Villa de Vallecas, el Parque Tecnológico concentra todas las instalaciones de tratamiento de residuos urbanos de la ciudad de Madrid. Comprende un conjunto de instalaciones cuyo cometido es llevar a cabo la gestión integral de las más de 3.400 toneladas diarias de residuos urbanos recogidas de forma selectiva, que se generan en los municipios de Madrid principalmente, y de Arganda y RivasVaciamadrid.

Estas instalaciones están integradas por: • Tres Centros de Tratamiento y

Plantas de Tratamiento de Biogás y de Valorización energética de biogás de La Galiana. Fuente: Parque Tecnológico de Valdemingómez

Clasificación de residuos: La

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Planta de biometanización de Las Dehesas. Fuente: Parque Tecnológico de Valdemingómez

metanización que la planta de Trata-

generado, fundamentalmente, por pro-

ducción, tratamiento y valorización del

miento no es capaz de transformar en

cesos de biodegradación de la mate-

biogás:

biometano.

ria orgánica contenida en los residuos

- Vertedero de Las Dehesas, que

mediante la acción, fundamentalmen-

1. Complejo de

cuenta con una pequeña planta que,

te, de bacterias y microorganismos en

biometanización

desde mediados de 2016 trata y valori-

condiciones de anaerobiosis. Su pro-

za energéticamente el biogás que se

ducción dentro de las instalaciones del

produce en las celdas selladas y en

Parque Tecnológico se realiza:

desgasificación del vertedero actualmente en explotación.

Compuesto por tres instalaciones, dotadas de sistemas tecnológicos para el tratamiento, mediante digestión

• De forma natural, en el interior de los

anaerobia por vía seca, de las siguien-

dos vertederos que se encuentran en

tes fracciones:

PRODUCCIÓN DE BIOGÁS,

desgasificación, uno de ellos ya clau-

TECNOLOGÍA Y APLICACIONES

surado y otro en explotación.

• La fracción orgánica recuperada de

• De forma industrial, en las plantas de

los residuos en las plantas de separa-

biometanización, mediante digestión

ción y clasificación (MOR).

anaerobia.

• La FORS (materia orgánica recogida

En general, el biogás producido en el Parque Tecnológico es un gas con

de forma separada).

un porcentaje de metano, gas combustible, cercano al 60% en volumen

De este modo, el Parque Tecnológi-

que tiene un poder calorífico que supera los 23 MJ/Nm3. Este biogás es

co cuenta con las siguientes instala-

Todo ello para la producción de bio-

ciones y procesos dedicados a la pro-

gás y su posterior tratamiento (Upgra-

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Esquema básico de funcionamiento de la Planta de Tratamiento de biogás. Fuente: Parque Tecnológico de Valdemingómez

ding) para la inyección en la red de

biorresiduos. Durante el año 2017 la

con capacidad máxima para procesar

transporte de alta presión y/o produc-

planta envió a digestión más de

108.175 t/año de biorresiduos. Al igual

ción de energía eléctrica.

112.000 t de materia orgánica pre tra-

que la planta de Las Dehesas, la planta

Las instalaciones que conforman el

tada (71% de lo que entró a pretrata-

de La Paloma biometanización durante

referido complejo, cuya construcción

miento).Esta materia, con un tiempo

2017 envió a digestión más de 69.000 t

finalizó en diciembre de 2008, son:

de retención medio de 24 días en di-

de materia orgánica pre - tratada. (46%

gestores, tuvo una producción bruta de más de 20 millones de Nm3 de biogás.

de lo que entró en pretratamiento). El

• Planta de biometanización de las Dehesas: con capacidad máxima para el

• Planta de biometanización de La Pa-

res en esta planta es de 31 días, con

pretratamiento de 218.000 t/año de re-

loma: con capacidad en pretratamiento

siduos biodegradables. La planta dis-

hasta 151.000 t/año de residuos bio-

una producción bruta de más de 13 millones de Nm3 de biogás.

pone de cinco digestores en los que se

degradables procedentes de la planta

• Planta de tratamiento del biogás de

puede someter a digestión anaerobia

de tratamiento y clasificación de la Pa-

biometanización: cuyo contrato de ex-

un máximo de 161.000 toneladas de

loma. Dispone de cuatro digestores

plotación data de julio de 2015. El ob-

tiempo de retención medio en digesto-

Planta de Biometanización de La Paloma. Fuente: Parque Tecnológico de Valdemingómez

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jetivo de esta instalación, es transfor-

do el proceso y a la salida de la planta,

generando 92.000 MWh/año térmicos.

mar el biogás generado en las dos

previo a la inyección en la red de alta

Para tratar el 48% restante, que consti-

plantas de biometanización en biome-

presión, se realiza un control en conti-

tuye un excedente de producción de

tano, un producto apto para su intro-

nuo de la calidad del biometano pro-

biogás de las plantas de biometaniza-

ducción en la red de transporte de alta

ducido e inyectado.

ción, el Ayuntamiento ha procedido a

presión. Los procesos llevados a cabo

modificar el contrato de la planta de La

en la planta son purificación, secado y

La planta de Tratamiento de biogás trató en 2017 17,4 millones de Nm3 de

compresión del biogás.

Galiana con objeto de realizar un apro-

biogás, un 52% del total producido y

vechamiento energético del mismo,

El proceso de purificación o mejora

un 19,61% más que en el año 2016, lo

usando la sobre capacidad de esta

del biogás (Upgrading) está basado

que supuso la inyección de un total de 8,2 millones de Nm 3 de biometano,

planta para valorizar energéticamente

en la adsorción del sulfuro de hidróge-

éste excedente. Esta nueva situación,

no (H 2 S) y el dióxido de carbono (CO 2 ) contenidos en el biogás, mediante un lavado a presión con agua a contracorriente en una torre de lavado o “scrubber”. Tras el scrubber hay un depósito “flash” para la recuperación del gas y una torre “stripping” para la regeneración del agua de proceso.

El secado se lleva a cabo mediante un proceso PSA/TSA (Pressure Swing Adsorption / Temperature Swing Adsorption), de adsorción a presiones y temperaturas fluctuantes que seca el gas tratado después de la torre de lavado y retira otras impurezas preparándolo adecuadamente para su uso.

Posteriormente el sistema de compresión, comprime el biometano obtenido a una presión máxima de 72 bares para su inyección en la red de transporte de alta presión. Durante to-

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Esquema de la distribución de ecosistemas que se realizó en la meseta del vertedero de Valdemingómez. Fuente: Parque Tecnológico de Valdemingómez

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Plantas de clasificación, compostaje y biometanización de Las Dehesas. Fuente: Parque Tecnológico de Valdemingómez

en marcha desde marzo de este año,

ficación y recuperación paisajística de

crearon varios ecosistemas emplean-

está permitiendo alcanzar la valoriza-

su superficie. Durante los 22 años en

do más de 300.000 arbustos y 7.000

ción del 100% del biogás que el Par-

que estuvo operativo acumuló más de

árboles, con un sistema de riego que

que Tecnológico produce anualmente,

21 millones de toneladas de residuos,

supera los 40 km de tuberías enterra-

aumentando la producción de energía

llegando a ocupar una superficie de

das para alimentar cerca de 1.000 as-

procedente de fuentes renovables e

110 Ha con una altura de coronación de

persores que utilizan agua reciclada

incidiendo de manera positiva en la re-

50 metros. En el sellado se emplearon:

bombeada desde la Depuradora Sur.

ses de efecto invernadero.

• 1.050.000 m3 de tierra.

• 200.000 m3 de grava.

ejecutaron 280 pozos de captación co-

2. Vertedero clausurado,

• 950.000 m2 de láminas de polietile-

ción y medida que cada 15 minutos

sellado y en desgasificación de

no.

analizan la calidad del biogás. En el

La Galiana.

• 3.250.000 m2 de geotextil.

• 1.350.000 m2 de geodrenes.

año 2017 se extrajeron más de 28 millones de Nm3 de biogás que una vez

• 53 km de tuberías y cunetas.

sometidos a procesos de desulfura-

vo operativo desde el año 1978 hasta el

• 17 km de gaviones y muros.

ción, lavado y homogenización de la

año 2000, año en el que se inició el pro-

• 5.300 m.l. de vallas.

mezcla se introdujeron en los ocho

Para realizar la desgasificación se

ducción del impacto y emisión de ga-

El vertedero de Valdemingómez estu-

motogeneradores de 2,1 MW de po-

yecto, cofinanciado por el Fondo de Cohesión de la UE, de sellado, desgasi-

nectados a 10 estaciones de regula-

En su recuperación paisajística se

tencia unitaria con los que cuenta la

Recuperación paisajística del parque forestal. Fuente: Parque Tecnológico de Valdemingómez

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planta. La planta cuenta también con un ciclo de cola que aprovecha el calor de los gases de escape de los motores en una caldera pirotubular de 12.800 kg/h de producción de vapor, capaz de mover un grupo turbogenerador de 1,9 MW de potencia, aumentando el rendimiento total del proceso de valorización.

La valorización de este biogás supuso una producción anual de 56.300 MWh de energía eléctrica bruta, de los cuales la planta auto - consumió casi 6.000 MWh/año y exportó a la red eléctrica el resto.

Debido a que la capacidad de la planta supera las necesidades actuales de valorización del biogás de vertedero, ya que éste va disminuyendo con el paso de los años, la Junta de Gobierno del Ayuntamiento de Madrid, Esquema de la distribución de los pozos de captación de biogás del vertedero de Valdemingómez. Fuente: Parque Tecnológico de Valdemingómez

aprobó en febrero de 2018 una modifi-

Detalle de la sala de motogeneradores de la planta de La Galiana. Fuente: Parque Tecnológico de Valdemingómez

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mente en explotación, tiene una superficie de 82,3 Ha, distribuidas en 7 celdas de vertido. De las 7 celdas de vertido, en estos momentos se está operando la quinta celda, estando las cuatro primeras selladas y en desgasificación. El sistema de sellado se realiza con gravas y arcillas con cobertura de tierras. Las celdas tienen varios pozos de desgasificación, que son operados por Estaciones de Regulación y Medida, que al igual que en el vertedeEsquema del perfil del vertedero de Las Dehesas, actualmente en explotación. Fuente: Parque Tecnológico de Valdemingómez

ro de Valdemingómez, analizan el biogás y evalúan su calidad para que dos

cación del contrato de explotación de

miento de los residuos de la ciudad de

esta planta con el fin de valorizar el ex-

Madrid tiene sobre la zona.

motosoplantes por celda de 12,4 kW y 700 Nm3/h extraigan el biogás para someterlo a un proceso de lavado antes

cedente de producción del biogás de las plantas de Biometanización men-

3. CELDAS SELLADAS DEL

de su uso en motores. El biogás extraí-

cionado anteriormente. De este modo,

VERTEDERO DE LAS DEHESAS,

do de estas celdas se depura en una

el Parque Tecnológico de Valdemingó-

ACTUALMENTE EN

instalación de desulfuración antes de

mez aumentará su eficiencia energéti-

EXPLOTACIÓN.

ser valorizado en los motogeneradores.

El biogás tratado es usado como com-

ca, mejorando su funcionamiento y disminuyendo el impacto que el trata-

El vertedero de Las Dehesas, actual-

bustible en dos motogeneradores de

Estación depuradora del biogás del vertedero de Las Dehesas. Fuente: Parque Tecnológico de Valdemingómez

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Vista de la celda 1 del Vertedero de las Dehesas, actualmente en explotación. Fuente: Parque Tecnológico de Valdemingómez

2,5 MW de potencia unitaria, conectados a un transformador de servicio que cubre las necesidades eléctricas de la planta de clasificación de residuos de Las Dehesas en un 100%.

Desde su puesta en marcha en el año 2016, esta instalación ha valorizado casi 12 millones de Nm3, siendo ésta cifra en el año 2017 de casi 8 millones de Nm3, un 107% más que en el año anterior.

Todas estas plantas produjeron durante el año 2017 más de 70 millones de Nm3 de biogás, distribuidos según se muestra en el gráfico de la página siguiente.

Biogás, que tras la modificación del contrato de explotación del

Detalle motogeneradores planta de Las Dehesas clasificación. Fuente: Parque Tecnológico de Valdemingómez

vertedero de Valdemingómez mencionado anteriormente, está siendo valorizado en su totalidad, me-

verde” (Green gas) tiene en estos mo-

biogás, desde el punto de vista del

jorando la producción de energía pro-

mentos. Beneficios de los que son

Ayuntamiento de Madrid, son mu-

cedente de fuentes renovables del Par-

conscientes los Organismos Europe-

chos, dado que siendo una bioener-

que Tecnológico de Valdemingómez en

os, siendo muy clara la apuesta y el

gía, es renovable, controlable, pues

un 10% y produciendo beneficios am-

papel creciente que dicho “gas ver-

por ejemplo, no depende del sol o de

bientales y de ahorro de emisiones de

de”, en especial el biometano, tiene en

la velocidad del viento para su pro-

gases de efecto invernadero, que me-

el mix energético europeo. Tanto es

ducción, y puede ser deslocalizada,

jorarán el rendimiento llevado a cabo

así, que el Directorate General for

lo que permite ubicar los centros de

en el tratamiento de los residuos y re-

Energy de la Unión Europea ha confir-

producción en aquellas zonas o áreas

ducirán los impactos de todo tipo en la

mado el apoyo de la Comisión al fo-

donde se necesite. Reduce la emisión

zona, pero sobre todo los odoríferos.

mento del desarrollo del biogás en Eu-

de gases de efecto invernadero y en

ropa, con el objetivo de dotar a Europa

general permite una gestión más efi-

de una energía segura, verde y que re-

ciente y con más rendimiento de los

duzca las emisiones de Gases de

residuos sólidos urbanos.

FUTURO. EL “GREEN GAS” Por tanto, se ponen de manifiesto, los beneficios que la producción “gas

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Efecto Invernadero (GEI).

Los beneficios de la producción de

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Desde el Ayuntamiento de Madrid se realizó una apuesta clara en el año

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2000 por este tipo de energía, apuesta que comenzó con el aprovechamiento del biogás que se producía en el vertedero de Valdemingómez para la producción de electricidad, y que ha ido evolucionando hacia su valorización como biocombustible en las plantas de biomentanización y de tratamiento de biogás. No obstante, se manifiesta en el sector una tendencia cada vez más latente, a trasladar el tradicional aprovechamiento del biogás en la producción de energía eléctrica hacia la transformación del biogás en biometano y su uso como gas vehicular o para su inyección en red. En cualquier de los dos casos, la ciudad de Madrid, está dotada de instalaciones con capacidad suficiente para realizar un aprovechamiento del biogás usando cualquiera de las dos tecnologías mencionadas.