RETEMA • Especial Bioenergía 2018

31 AÑOS DE

TRAYECTORIA

1987 - 2018

Nº 209 I ESPECIAL BIOENERGÍA 2018

www.retema.es

OPINIÓN El papel de la bioenergía en la economía circular

Biogás, biometano y gas renovable

Parque Tecnológico de Valdemingómez, valorización de biogás en la ciudad de Madrid

Biofactorías, el poder del cambio de paradigma

EN PRIMERA PERSONA Jordi Aguiló, Presidente de APPA Biomasa

TECNOLOGÍA I STEMM

La terminal portuaria suiza de Auhafen Muttenz Basel estrena un sistema automático para descarga y almacenamiento de biomasa

L

a puesta en marcha de la instalación se ha realizado con la colaboración del equipo técnico de STEMM y los ingenieros de

la firma suiza STEPHAN (Friburgo), especializada en todo tipo de equipos de elevación, puentes grúa y equipos especiales para sectores de combustión de maderas y biomasa, alimentación de quemadores de madera, calderas, alimentación de calderas, silos, etc.

El tráfico de biomasa en el Rhin y otros grandes ríos europeos, ha crecido sensiblemente estos últimos años, tan en boga hoy que el consumo y producción de los recursos de combustibles, está en alza en todos los países desarrollados.

Se han desarrollado diversas técnicas y procesos en la manipulación de

mente sobre las valvas, aplicando una

o abiertas, inclinación, presión de fun-

fuerza de penetración muy potente,

cionamiento, temperaturas del aceite y

uniforme y constante.

motor eléctrico etc.

estos combustibles, pero especial-

El recorrido de cierre de las valvas,

Para los casos de barcos que por

mente, la descarga de biomasa en

posee una cinemática muy especial

sus condiciones de bodega o las cir-

barcos fluviales, el manejo y posterior

que asegura el pleno llenado, sobre

cunstancias climatológicas transportan

almacenamiento en silos de gran altu-

todo cuando se manipulan este tipo de

materiales muy compactados, las cu-

ra y capacidad, requiere la aplicación

materiales a veces tan irregulares en

charas STEMM disponen de un Siste-

de modernos equipos, componentes y

su forma y granulometría.

ma propio denominado Scratching que

sobretodo criterios actualizados y con-

Estas cucharas pueden trabajar en

funciona automáticamente y realiza un

trastados con el alto grado de tecnolo-

cualquier posición dentro del buque,

escarbado previo y/o simultáneo al ma-

gía, conocimiento y experiencia que

admitiendo incluso posiciones de tra-

nipular el producto en el interior de la

se requieren en la realización de obras

bajo inclinadas, trabajando incluso en

bodega, con lo cual se consiguen fac-

de esta índole y características.

posición casi tumbada.

tores de llenado muy superiores a cual-

En este caso, la firma española

Las cucharas STEMM trabajan du-

STEMM instaló una Cuchara Bivalva

rante 24 horas sin interrupción y trans-

de accionamiento electro-hidráulico,

miten en todo momento diversas seña-

accionada por 4 cilindros hidráulicos

lizaciones al autómata general, tales

de doble efecto, que actúan directa-

como posición de las valvas, cerradas

2

RETEMA

Especial BIOENERGÍA 2018

quier otro tipo de cuchara bivalva.

STEMM

www.stemm.com

I www.retema.es I

LA FOTO

Fuente: Parque Tecnológico de Valdemingómez

EL PARQUE TECNOLÓGICO DE VALDEMINGÓMEZ, UNO DE LOS CENTROS PUNTEROS EN EUROPA EN PRODUCCIÓN DE BIOGÁS I www.retema.es I

Especial BIOENERGÍA 2018

La ciudad de Madrid cuenta con uno de las instalaciones más completas de Europa para aprovechamiento y tratamiento de biogás, siendo capaz actualmente de valorizar energéticamente el 100% del biogás que produce.

Conoce a fondo la experiencia del Parque Tecnológico de Valdemingómez en la página 44.

RETEMA

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La aparición de la revista RETEMA se realiza a meses vencidos. © Prohibida la reproducción total o parcial por cualquier medio sin autorización previa y escrita del autor.

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SUMARIO SUMARIO

ESPECIAL BIOENERGÍA 2018 AÑO XXIX · Nº 209

PATROCINADOR DE LA PORTADA: STEMM

OPINIÓN EL PAPEL DE LA BIOENERGÍA EN LA ECONOMÍA CIRCULAR Francisco Repullo, Presidente de la Asociación Española de Biogás (AEBIG) Marcos Quevedo, Director Ejecutivo de BIOGASTUR Frank Rogalla, Director de I+D de Aqualia Andrés Pascual, Responsable del Dpto. de Medio Ambiente, Bioenergía e Higiene Industrial de Ainia Javier Díaz, Presidente de la Asociación Española de Valorización Energética de la Biomasa (AVEBIOM) Página 8 TECNOLOGÍA EL PUERTO DE AUHAFEN MUTTENZ BASEL ESTRENA UN SISTEMA AUTOMÁTICO PARA DESCARGA Y ALMACENAMIENTO DE BIOMASA Página 2 DIGESTIÓN ANAEROBIA: LA TRANSICIÓN HACIA EL RESIDUO 3.0 Página 18 LA IMPORTANCIA DEL PRETRATAMIENTO Y POSTRATAMIENTO EN LA DEPURACIÓN DEL BIOGÁS DE RESIDUOS URBANOS Página 24 EL PROYECTO LIFE METHAMORPHOSIS, DE RESIDUOS A BIOMETANO PARA EL TRANSPORTE Página 30 ICODA O IMPULSO DE LA CO-DIGESTIÓN ANAEROBIA Página 36 EL PARQUE TECNOLÓGICO DE VALDEMINGÓMEZ, PRODUCCIÓN Y VALORIZACIÓN DE BIOGÁS EN LA CIUDAD DE MADRID Página 44 LAS DEPURADORAS COMO FÁBRICAS PRODUCTORAS DE BIOMETANO, LA UNIDAD MIXTA DE GAS RENOVABLE Página 54 PROYECTO COSIN, HACIA EL GAS RENOVABLE Y EL ALMACENAMIENTO QUÍMICO DE LA ENERGÍA EN DEPURADORAS Página 58 TECNOLOGÍA VOGELSANG: INNOVACIONES EN EL CAMPO DEL BIOGÁS Página 64 BIOFACTORÍAS, EL PODER DEL CAMBIO DE PARADIGMA Página 66 DESARROLLO DE UN NUEVO PROCEDIMIENTO PARA LA INYECCIÓN DE BIOMETANO EN LA RED DE GAS NATURAL Página 70 FERTILIZANTES Y GAS NATURAL RENOVABLE: CERRANDO EL CÍRCULO DE LA ECONOMÍA CIRCULAR Página 74 INTEGRACIÓN DEL CULTIVO DE LEMNA EN PLANTAS DE BIOGÁS DE PURINES DE CERDO, EL PROYECTO LIFE LEMNA Página 78 LA BIORREFINERÍA DE I+D+I CLAMBER, LA HERRAMIENTA DE CASTILLA-LA MANCHA PARA POTENCIAR LA BIOECONOMÍA Página 84 EN PRIMERA PERSONA JORDI AGUILÓ, APPA RENOVABLES BIOMASA: INDISPENSABLE PARA CUMPLIR LOS OBJETIVOS RENOVABLES Página 90 TECNOLOGÍA SIRO PROFESIONAL ADQUIERE A EMSA DOS TRITURADORES JENZ Y DOS CARGADORAS LIEBHERR Página 96 DISEÑO Y OPTIMIZACIÓN DE UNA BIORREFINERÍA BASADA EN BIOMASA DEL OLIVAR Y DE LA INDUSTRIA DEL ACEITE DE OLIVA Página 98 LAGUNA DE DUERO, UN EJEMPLO DE EFICIENCIA ENERGÉTICA Página 104

ACTUALIDAD

BMH Technology suministrará los equipos de trituración para la nueva planta de biomasa de Curtis

B

MH Technology, fabricante finlandés líder en el desarrollo de soluciones para trituración y preparación de biomasa fo-

restal, y su agente en España, SUSTENTA, han sido seleccionados por Greenalia para suministrar los equipos principales de su nueva planta de Biomasa de 50 MWe en Curtis. Los equipos que se instalarán, llamados BioCrushers, tendrán capacidad para triturar hasta 550.000 Tn/año lo que convertirá a esta planta en una de las mayores del mundo.

El proyecto supondrá una inversión total aproximada de 110 millones de euros y la UTE formada por ACCIONA Industrial e IMASA se encargará de la construcción de la planta bajo un contrato EPC. El proyecto incorporará las últimas novedades tecnológicas aplicadas a plantas de biomasa para generación eléctrica. Cumpliendo con los objetivos planteados por la Comisión Europea para el año 2020, será una planta altamente eficiente en cuanto a generación y con un nivel reducido de emisiones de CO2 a la atmósfera.

La planta se está construyendo sobre una parcela de 103.000 metros cuadrados, tendrá una capacidad de 49,9 megavatios (MW) y permitirá generar 324 gigavatios hora (GWh) al año a partir de biomasa forestal recogidos de los montes gallegos.

La puesta en marcha de la planta, está prevista para marzo de 2020.

Imágenes ilustrativas del equipo TYRANNOSAURUS® del fabricante BMH Tecnology

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RETEMA

Especial BIOENERGÍA 2018

I www.retema.es I

OPINIÓN I EL PAPEL DE LA BIOENERGÍA EN LA ECONOMÍA CIRCULAR

FRANCISCO REPULLO PRESIDENTE DE LA ASOCIACIÓN ESPAÑOLA DE BIOGÁS (AEBIG)

EL BIOGÁS EN ESPAÑA VISLUMBRA NUEVOS ESCENARIOS

H

ace pocas semanas

de 2007, por cierto “garantizado” du-

recibimos la grata noti-

rante 15 años cuando entró en efecto

cia de que se anulaba

el RD 661/2007, (solo duró 5 años), re-

la tasa de hidrocarbu-

pito desde entonces, es la primera vez

ros y además con el

que el sector recibe anuncios que pue-

derecho a reclamar re-

dan suscitar optimismo. ¿Empezamos

troactivamente las tasas que se hubie-

a salir de la penumbra del túnel?

ran abonado. En el momento de redac-

Sin embargo, el paisaje que nos en-

tar este ar tículo, el Gobier no ha

contramos al esbozar esa salida es to-

anunciado su intención de suspender

talmente distinto al que había cuando

la aplicación del impuesto del 7% a la

entramos en él. Entonces las plantas

generación de electricidad. Desde el

de biogás basaban el retorno a la in-

año 2012, en que el primer decreto del

versión y el pequeño margen de bene-

nuevo Gobierno fue suspender el sis-

ficio que podían obtener (con apuros),

tema de tarifas y primas vigentes des-

en la generación de energía eléctrica

8

RETEMA

Especial BIOENERGÍA 2018

“El valor principal del biogás no radica en su capacidad de competir en producción de energía, sino en ser una solución medioambiental” I www.retema.es I

OPINIÓN I EL PAPEL DE LA BIOENERGÍA EN LA ECONOMÍA CIRCULAR y el potencial aprovechamiento de la

55% a un 65% aproximadamente. El

producción de biofertilizantes y po-

térmica. El nuevo sistema retributivo

segundo más importante por su volu-

tencialmente de otros bioproductos,

que sustituyó al implantado en 2007

men es el CO2. Si depuramos el bio-

(las plantas de biogás están evolucio-

ha significado para muchas instalacio-

gás hasta que tenga una pureza de

nando al concepto de “biorrefinerías”)

nes una necesidad de “apretarse el

metano entorno al 97%, entonces lo

y por supuesto, a la generación de

cinturón”, mucho mayor que con el

denominamos biometano. Este gas

biometano. Tampoco hay que olvidar

sistema retributivo anterior. Hay que

depurado es molecularmente idéntico

aquellos casos en los que el autocon-

precisar, que este nuevo sistema de

al gas natural por lo que puede susti-

sumo eléctrico y/o térmico justifique

retribución, que pretende “garantizar”

tuirlo en proporciones naturalmente

la inversión en esta tecnología, em-

nuevamente una rentabilidad “razona-

muy limitadas, inyectándolo a la mis-

pleando además los propios residuos

ble”, que el Gobierno estimó debería

ma red. Otro uso que puede dársele es

generados.

ser el 7,35%, SOLAMENTE es aplica-

su empleo como combustible alternati-

ble a aquellas instalaciones que ya

vo para movilidad. En los dos casos,

estaban acogidas al sistema anterior

en línea con el objetivo de descarboni-

(RD 661/2007), pero no a los nuevos

zación de la UE.

proyectos que, pocos, han ido sur-

Estas dos aplicaciones del biometa-

giendo desde el momento del parón

no no son una quimera, en países de

del sistema de primas y tarifas. Las

nuestro entorno son ya una realidad,

nuevas instalaciones no tienen ningún

contándose por ejemplo más de 500

tipo de soporte financiero y deben

plantas en Europa de depuración del

vender la energía que producen a pre-

biogás a biometano (“upgrading”)

cio de mercado, compitiendo con el

que están inyectando a las redes de

resto de tecnologías, lo que en la gran

gas natural. En nuestro país ya hay 1

mayoría de casos pueda suponer una

planta inyectando biometano a la red

rentabilidad nula insuficiente para cu-

de gas natural y otras en fase muy

brir los costes de operación y mante-

próxima de empezar a hacerlo. Tam-

nimiento.

bién circulan ya coches movidos con

Volviendo al paisaje que nos encontra-

biometano en Europa y en España

mos, la venta de energía eléctrica

hay algunos proyectos piloto muy in-

queda prácticamente descartada. El

teresantes. Este nuevo enfoque del

valor principal del biogás no radica en

sector viene avalado por el creciente

su capacidad de competir en produc-

interés tanto de la Administración Pú-

ción de energía, sino en ser una solu-

blica, no solo nacional sino también a

ción medioambiental evitando emisio-

nivel de la UE, así como de las em-

nes de gases de efecto invernadero y

presas gasistas que están trabajando

el empeoramiento de la calidad del ai-

conjuntamente con el resto de acto-

En resumen, las plantas de biogás/bio-

re que respiramos, que ayuda al me-

res del sector, para lograr una im-

metano, son instalaciones que se ajus-

dio rural generando actividad en el

plantación pronta y efectiva en nues-

tan perfectamente a los objetivos de

sector y que genera otros bioproduc-

tro país.

descarbonización, reducción de emi-

tos, como por ejemplo biofertilizantes.

Las nuevas instalaciones tendrán que

siones de GEI, mejora de la calidad

Sin menospreciar la energía que pro-

acomodarse a este nuevo escenario.

del aire, menos contaminación de sue-

duce que tiene el valor añadido de ser

Por una parte, habrá que orientarse a

los y agua, economía circular con re-

gestionable y almacenable, además

la generación de biometano en lugar

cuperación de nutrientes, energía des-

de poder funcionar 24h/7d sin inte-

de a la producción de energía eléctri-

centralizada y producida localmente

rrupción más que las lógicas por man-

ca para su venta a la red. Otras vías

sin dependencias del exterior, genera-

tenimiento.

de amortización e ingresos podrían

ción de empleo y actividad en el ámbi-

En ese nuevo panorama nos encontra-

venir de la gestión de algunos resi-

to rural, almacenable, gestionable y

mos otra novedad. El biogás es una

duos en los que la fuente que los ge-

operativa 24 x 7.

mezcla de diversos componentes, en

nere debería asumir el coste de la

los que el metano representa entre un

gestión correcta de los mismos, la

I www.retema.es I

Especial BIOENERGÍA 2018

“Las plantas de biogás deberán orientarse a la generación de biometano en lugar de a la producción de energía eléctrica para su venta a la red”

RETEMA

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OPINIÓN I EL PAPEL DE LA BIOENERGÍA EN LA ECONOMÍA CIRCULAR

MARCOS QUEVEDO DIRECTOR EJECUTIVO DE BIOGASTUR

DE GAS NATURAL FÓSIL A GAS NATURAL RENOVABLE

L

a población mundial

2.000. Y en los últimos diez y siete

cer la actitud catastrofista y oportunis-

ha pasado de los me-

años hemos sumado 1.350 millones

ta, el inicio del discurso, de un creyen-

nos de 1.000 millones

más. Iniciar un articulo de opinión en

te apostólico del cambio climático y su

de habitantes en 1.800

una revista técnica con una progresión

inminente impacto en la humanidad y

a los 6.000 en el año

exponencial como esta, puede pare-

el planeta.

Pero no, creo que la evaluación y propuesta debe hacerse sobre hechos objetivamente ciertos. Asumiendo que la población mundial tiene una

“Con las políticas adecuadas coordinadas con la iniciativa privada podemos estar hablando de recurso y no de residuo” 10

RETEMA

Especial BIOENERGÍA 2018

progresión que mantendrá a medio plazo y que la sociedad y por tanto sus patrones de consumo serán dificilmente modificables, el problema que subyace es en realidad una gran oportunidad.

I www.retema.es I

OPINIÓN I EL PAPEL DE LA BIOENERGÍA EN LA ECONOMÍA CIRCULAR

“Alemania cuenta con una cabaña ganadera de 40 millones de animales y actualmente dispone de más de 200 planta de Biogás en las que éste se transforma en Biometano, llamémosle Gas Renovable, y lo inyectan en la red. España cuenta con casi la misma cifra de cabaña ganadera y tan solo 1 planta inyectando en red de transporte de gas”

Hasta hace escasos años, se pensaba

dad a la que nos referimos: Alemania

duzca en España- a principios de

en el residuo que genera nuestra so-

cuenta con una cabaña ganadera de

2.017 se publica un marco de Gas re-

ciedad de consumo, como un mal ne-

40 millones de animales y actualmente

novable, hoy ya disponen de más de

cesario a gestionar. Ello implica que

dispone de más de 200 planta de Bio-

20 plantas inyectando en red. Hoy es

las voces que se alzan con razón, pro-

gás en las que éste se transforma en

obligatorio que todos los autobuses ur-

pongan como solución óptima la no

Biometano, llamémosle Gas Renova-

banos circulen a gas. Hoy ya es obli-

generación de dicho residuo. Sin em-

ble, y lo inyectan en la red. España

gatorio que al menos un 30% de ese

bargo, hoy se ha podido demostrar

cuenta con casi la misma cifra de ca-

gas sea renovable. Hoy van a imponer

que, con las políticas adecuadas coor-

baña ganadera y tan solo 1 planta in-

que en 2.025 ese % sea del 100%.

dinadas con la iniciativa privada pode-

yectando en red de transporte de gas.

La pregunta es: ¿cómo es posible que

mos estar hablando de recurso y no de

¿Seguimos hablando de oportunidad?

España, con una de las mejores redes

residuo.

Hoy en día ya nadie cuestiona lo nega-

de gas del mundo, con empresas del

Hay cientos de ejemplos a mayor o

tivo de las emisiones locales del diésel

sector internacionalmente reconoci-

menor escala en el que podemos de-

das, con un potencial tan grande co-

mostrar como un residuo pasa a ser de

-no hablo de CO 2 , hablo de NOx, NO2, partículas en suspensión fuente

facto un recurso, demostrando la reali-

de un coste sanitario creciente, inasu-

términos de recurso se encuentre en

dad y viabilidad de la economía circu-

mible e inaceptable desde un punto

esta situación? Y la respuesta es que

lar, pero el que a mi entender supone

de vista de salud pública- y de la ne-

da exactamente lo mismo, la respuesta

casi un cambio de paradigma es el del

cesidad del cambio en el transporte. El

es HAGAMOS.

Gas Renovable a partir de Biogás.

coche eléctrico es sin duda una solu-

Y desde luego poco hay que decir

ción de futuro una vez se consiga un

cuando en el momento de escribir es-

mix de producción 100% renovable,

tas líneas se está presentando a la Co-

pero el gas (GNV) es el presente. Un

misión Europea el informe del Consor-

coche GNV tiene las misma emisiones

cio del Gas para el Clima, en el que se

y calificación ECO que un híbrido en-

pone de manifiesto los miles de millo-

chufable. ¿Y si ese gas fuese renova-

nes de euros de ahorro que supone la

ble?, efectivamente, misma huella que

transición al gas renovable. Realidad

un 100% eléctrico.

en Europa, oportunidad en España.

¿Qué es necesario entonces para el

No vamos a entrar en cifras de cuantas

desarrollo? Evidentemente un compro-

plantas de biogás operativas existen

miso de las administraciones; firme,

en Europa, dado que la gran mayoría

comprometido y urgente. No hay más

cogeneran el gas en forma de electri-

que ver el caso de nuestros vecinos

cidad y calor. Pero hagamos una com-

Franceses -donde es posible que ter-

paración muy gráfica de la oportuni-

mine todo el gas renovable que se pro-

I www.retema.es I

Especial BIOENERGÍA 2018

mo Francia, Alemania o Inglaterra en

“Necesitamos un compromiso de las administraciones firme, comprometido y urgente”

RETEMA

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OPINIÓN I EL PAPEL DE LA BIOENERGÍA EN LA ECONOMÍA CIRCULAR

FRANK ROGALLA DIRECTOR DE I+D DE AQUALIA

MUEVE TU COCHE CON AGUA RESIDUAL

¿

Por qué dejar que se

cular implica una transición hacia un

vaya por el desagüe la

menor consumo de recursos, redu-

energía que podría

ciendo residuos y eliminando pérdidas

impulsar tu coche? El

de energía, y cambiar así el paradig-

agua residual posee

ma del sistema “producir-usar-tirar”

un valor energético superior al coste que conlleva deshacerse de ella… solo tenemos que romper con la tradición heredada de los romanos de verter a la cloaca máxima todas nuestras aguas. En realidad, los efluentes que llegan a las depuradoras son ríos de energía – que hoy destruimos con electricidad.

El agua residual posee un valor energético superior al coste que conlleva deshacerse de ella

RETEMA

neran recursos en vez de consumirlos.

Tradicionalmente el tratamiento del agua residual conlleva un alto consumo energético, y en cambio, un mínimo aprovechamiento de los recursos que podría proporcionar. Los proyectos europeos liderados por Aqualia como FP7 All-gas, LIFE Methamorphosis, LIFE Memory, o Cien SMART

La implantación de una economía cir-

12

con nuevos modos de gestión, que ge-

Especial BIOENERGÍA 2018

I www.retema.es I

OPINIÓN I EL PAPEL DE LA BIOENERGÍA EN LA ECONOMÍA CIRCULAR Green Gas demuestran la transformación sostenible del agua residual en agua reutilizable, a la vez que se producen bioenergía, biofertilizantes o bioplásticos.

El consumo cero de energía en las instalaciones de tratamiento de aguas está cada vez más próximo, a medida que progresan los proyectos emprendidos por el departamento de I+D de Aqualia, que avanzan ya no solo hacia procesos autosuficientes, sino a con-

“Los proyectos europeos liderados por Aqualia como FP7 All-gas, LIFE Methamorphosis, LIFE Memory, o Cien SMART Green Gas demuestran la transformación sostenible del agua residual en agua reutilizable, a la vez que se producen bioenergía, biofertilizantes o bioplásticos”

vertirse en proveedores netos de energía y valor.

El agua residual es un biocombustible Uno de los grandes proyectos de

gas de 5 hectáreas de superficie, se

des se está construyendo el primer

Aqualia es el All-gas, desarrollado bajo

contempla dentro del nuevo proyecto

prototipo – que se localizará en la plan-

el paraguas del programa FP7 de la

europeo H2020 Sabana.

ta de ósmosis inversa de Denia (Alican-

UE, que demuestra a gran escala la

Otros dos proyectos liderados por

te). En el proceso, desarrollado por el

producción sostenible de biocombus-

Aqualia, bajo el patrocinio del progra-

instituto de investigación IMDEA, una

tible a base de algas y agua residual.

ma LIFE de la UE, son Methamorphosis

célula de desalinización microbiana uti-

La cadena del proceso completa se ha

y Memory. Aquí son cruciales los

liza la materia orgánica de los efluentes

construido en un área de cultivo de 2

AnMBRs (biorreactores de membrana

como energía. Las bacterias muevan

hectáreas, que propulsa 40 vehículos

anaeróbica) para convertir el agua resi-

electrones, y consiguen así una reduc-

con bioenergía y recicla el agua y los

dual directamente en energía, obte-

ción significativa de sal sin el empleo

nutrientes.

niendo un efluente final apropiado para

de electricidad o presión. Los resulta-

A comienzos de diciembre del 2017 el

su reutilización con balance energético

dos del prototipo arrojan que el consu-

Comisario Europeo de Acción por el

positivo, y una huella cero de emisión

mo eléctrico requerido - habitualmente

Clima y Energía de la UE, Miguel Arias

de carbono. Ya han pasado 2 años de

Cañete, inauguró la planta industrial

demostración del prototipo instalado

en procesos de ósmosis inversa convencional se requieren 4kwh/m3 - pue-

del proyecto FP7, después de 6 años

en la planta de Alcázar de San Juan

de reducirse diez veces, produciendo

de desarrollo. Se trata de algo verda-

(Ciudad Real), que demuestran la efi-

agua desalinizada a la vez que se reu-

deramente revolucionario, se está de-

ciencia del nuevo reactor y tratamiento.

tiliza el agua de desecho.

mostrando por primera vez en el mun-

Todos los proyectos parten del proce-

Los trabajos de investigación y desa-

do que los coches pueden impulsarse

so ABAD Bioenergy®, una forma sen-

rrollo de Aqualia se focalizan en seguir

exclusivamente con el biocombustible

cilla de producir biogás listo para usar-

el esquema de la sostenibilidad y la

procedente de las algas, de manera 4

se en vehículos. Esta tecnología,

bioenergía, el lema es ‘minimizar im-

veces más eficiente que con el bioeta-

patentada por Aqualia y desplegada

pacto, maximizar retornos’ obteniendo

nol o el biodiésel.

en tres EDAR dentro del proyecto

de residuos nuevas materias primas

Actualmente, como última fase del pro-

CIEN Smart Green Gas, depura y refi-

tan preciadas como agua y energía.

yecto, se está llevando a cabo una de-

na biometano para la flota local de ve-

Para implementar esta visión Aqualia

mostración con una flota de vehículos

hículos de Aqualia, ofreciendo un nue-

ha invertido millones de euros anuales,

de gas natural comprimido que acu-

vo paradigma dentro del transporte.

apalancados por el apoyo de los pro-

mulan más de 70.000 kilómetros para

Otra forma revolucionaria de aprove-

gramas de la UE.

comprobar que el biometano de algas

chamiento energético del agua resi-

alcanza todos los estándares vehicula-

dual es la desalinización microbiana, y

res. El próximo hito, una planta de al-

dentro del proyecto europeo H2020 Mi-

I www.retema.es I

Especial BIOENERGÍA 2018

RETEMA

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OPINIÓN I EL PAPEL DE LA BIOENERGÍA EN LA ECONOMÍA CIRCULAR

ANDRÉS PASCUAL RESPONSABLE DEL DEPARTAMENTO DE MEDIO AMBIENTE, BIOENERGÍA E HIGIENE INDUSTRIAL DE AINIA

LA DIGESTIÓN ANAEROBIA Y EL BIOGÁS EN LA TRANSICIÓN A UNA BIOECONOMÍA CIRCULAR: PRINCIPALES RETOS DE FUTURO

l biogás obtenido a

E

través de digestión anaerobia no debería ser identificado tan solo como una fuente de energía renovable. Se-

“El biogás obtenido a través de digestión anaerobia no debería ser identificado tan solo como una fuente de energía renovable”

ría un error equipararlo con la energía eólica o la fotovoltaica. Cuando las plantas de biogás se configuran bajo

mía circular por muchos motivos.

las producciones quizá no sean tan

criterios de sostenibilidad aportan no

El biogás producido constituye un vec-

elevadas como otras fuentes, contribu-

solo energía limpia y renovable sino

tor energético muy versátil con el que

yen notablemente a la auto-suficiencia

mucho más. Invertir en plantas de bio-

producir electricidad, calor, frío o un

energética y a la garantía de suministro

gás o biometano, es invertir en econo-

biocarburante para vehículos. Aunque

energética en zonas rurales con difícil

14

RETEMA

Especial BIOENERGÍA 2018

I www.retema.es I

OPINIÓN I EL PAPEL DE LA BIOENERGÍA EN LA ECONOMÍA CIRCULAR acceso a redes. El reto de futuro es di-

Una forma innovadora de hacerlo es

Las plantas de biogás que quieren

versificar los usos del biogás, muy cen-

acoplando cultivos como la lemna con

adoptar el concepto de biorrefinería

trado en el uso eléctrico en el pasado.

gran capacidad de absorción de nu-

pueden ser configuradas ya a día de

El biometano para inyección a red de

trientes y con una composición muy

hoy de manera mucho más flexible

gas está siendo considerado seria-

atractiva para producir una gran varie-

que en el pasado, con un diseño multi-

mente por el sector gasista en España

dad de nuevos productos biobasados,

feedstock y sobre todo diversificando

como complemento sostenible a su

cada vez más valorados en el mercado

sus productos finales adecuándolos al

portfolio. Pero no solo eso, el CO2 y el metano, principales gases presentes

emergente de la bioeconomía. Materia-

mercado específico de su entorno. Ha-

les y químicos renovables cuyo origen

blamos por tanto de la digestión anae-

en el biogás, también pueden ser ma-

es biológico cuentan con un enorme

robia como instrumento facilitador de

terias primas o sustratos de bajo coste

potencial de desarrollo en los próximos

una amplia gama de productos sustitu-

para obtener nuevas biomasas como

años. De hecho, existe mucha investi-

tivos no solo de productos energéticos

las microalgas, materiales como los

gación en curso para sacarle partido a

de origen fósil, sino también de pro-

bioplásticos, productos químicos, o in-

la digestión anaerobia como proceso

ductos químicos, plásticos y materia-

cluso proteína bacteriana. Innovación

clave en la producción de intermedios

les derivados del petróleo.

tecnológica al servicio de una ma-

Si la digestión anaerobia y el bio-

yor diversidad de productos fina-

gás siempre han sido aliados de

les a partir del biogás.

Además, el papel que las plantas de biogás juegan en la reducción de gases de efecto invernadero o GEI es decisivo para la sostenibilidad y competitividad de muchos sectores agroalimentarios pero especialmente del ganadero y cárnico. Producir carne de manera sostenible ya no es una opción sino una inversión imprescindible para mantenerse en el mercado.

Por otro lado, el digerido generado en las plantas de biogás constituye una alternativa sostenible de gestión de los residuos orgánicos muy adecuada para su posterior

“Entre todos es posible situar la digestión anaerobia en el lugar que ya se encuentra en países de nuestro entorno, contribuyendo de manera significativa a la sostenibilidad y competitividad de las actividades económicas”

la mejora medioambiental y la sostenibilidad, en el futuro lo serán y de manera muy relevante de la economía circular y la bioeconomía, o abarcando ambos conceptos, de la bioeconomía circular. Usar recursos biológicos de manera más eficiente y circular es el objetivo. Nuevas oportunidades de negocio y empleo a la vista, y en ámbitos rurales, si somos capaces de aprovechar la innovación tecnológica disponible, idear nuevas cadenas de valor multi-sectoriales, y desarrollar proyectos que sean no clones sino auténticos trajes a medida pa-

aplicación agrícola y facilitar, al

ra cada biomasa y entorno espe-

mineralizarlos, el reciclaje de nu-

cífico. La administración puede y

trientes de origen orgánico como

debe ayudar facilitando la entrada en mercado de los nuevos

el nitrógeno o el fósforo presentes en los residuos. No olvidemos que los

químicos o building blocks para la ob-

energéticos y bioproductos, y potenciar

nutrientes, especialmente el fósforo y el

tención de bioproductos. Un ejemplo

la proliferación de biorrefinerías de di-

potasio, son recursos finitos en clara

son los conocidos ácidos grasos voláti-

gestión anaerobia con instrumentos co-

regresión, siendo cada vez más nece-

les que pueden obtenerse vía digestión

mo la compra pública innovadora. Entre

sario buscar su recuperación a partir

anaerobia hidrolítica para a continua-

todos será posible situar la digestión

de fuentes alternativas. El reto es con-

ción ser empleados como fuente de

anaerobia en España en el lugar que ya

seguir digeridos que puedan ser trans-

carbono en la obtención de bioplásti-

se encuentra en países de nuestro en-

formados en biofertilizantes de alto va-

cos, lípidos o bioalcoholes. Avances en

torno contribuyendo de manera signifi-

lor añadido, aprovechándolos como

biotecnología y catálisis química están

cativa a la sostenibilidad y competitivi-

base de bioproductos y mejorando los

permitiendo abordar estas alternativas

dad de las actividades económicas.

sistemas de recuperación de nutrientes

y desarrollar modelos basados en el

a partir del mismo.

concepto de biorrefinería.

I www.retema.es I

Especial BIOENERGÍA 2018

RETEMA

15

OPINIÓN I EL PAPEL DE LA BIOENERGÍA EN LA ECONOMÍA CIRCULAR

JAVIER DÍAZ PRESIDENTE DE LA ASOCIACIÓN ESPAÑOLA DE VALORIZACIÓN ENERGÉTICA DE LA BIOMASA

BIOMASA FORESTAL, PIEZA CLAVE EN LA TRANSICIÓN ENERGÉTICA Y LA ECONOMÍA CIRCULAR

s realmente fácil hablar

gía tanto eléctrica como térmica, cum-

la subsistencia de estos, debido al que

de la economía circu-

plan perfectamente con estos, dado

esa gran abundancia de biomasa, que

lar en relación a la bio-

que después de ello, todavía pueden

en principio puede parecer buena, es

masa, y es que no creo

utilizarse las cenizas para la produc-

una verdadera bomba en potencia, de-

que haya muchas tec-

ción de fertilizantes o incluso el CO2 que sale por la chimeneas (CO2 consi-

bido a enorme peligro de incendio que

nologías energéticas que cumplan con los postulados de la

derado neutro por la captura anterior

además rebaja de forma importante la

economía circular, como los hace la

en el crecimiento de la biomasa por la

capacidad de desarrollo de los árboles,

biomasa que desde el monte o los

fotosíntesis), para producir gases ali-

pues la competencia por el “alimento”

campos, o con la valorización de algu-

mentarios e incluso médicos, cerrando

es enorme y el suelo, en muchos casos,

nos subproductos de la industria agro-

el círculo.

no proporciona los suficientes nutrien-

alimentaria u otras como las forestales,

Nuestros montes están atestados de

tes para tanta demanda.

que son utilizadas para producir ener-

biomasa y esto es un gran peligro para

Cuando un rayo o la mano de un desa-

E

16

RETEMA

Especial BIOENERGÍA 2018

conlleva el exceso de biomasa, y que

I www.retema.es I

OPINIÓN I EL PAPEL DE LA BIOENERGÍA EN LA ECONOMÍA CIRCULAR

mentarias u otros como las deyeccio-

prensivo inician un fuego en el monte, la gran diferencia para apagarlo rápidamente o no, está en la cantidad de biomasa que acumula y es por esto que es tan necesario actuar en los montes para, por un lado mantener de manera ordenada su crecimiento, con densidades adecuadas y por otra generar riqueza y empleos para que la sociedad vea en el monte un modo de vida y se preocupen de cuidar y vigilar su “fábrica”.

En los últimos años se está produciendo en nuestro País un aumento progresivo de aprovechamientos forestales relacionados con la biomasa y esto está siendo realmente bueno para la salud de nuestros montes, pues la extracción de la biomasa forestal aporta varias ventajas como ya hemos dicho anteriormente, pero en relación a la economía circular, esto hace que el ciclo de regeneración se active y tengamos nuestros montes “ en forma”, cre-

“Es realmente fácil hablar de la economía circular en relación a la biomasa, y es que no creo que haya muchas tecnologías energéticas que cumplan con los postulados de la economía circular, como los hace la biomasa”

nes del ganado para producir Biogás, nos pone en una situación de privilegio, pues no somos gestores de “residuos”, si no que somos valorizadores de subproductos de otras actividades industriales o ganaderas y eso hace que la cadena de valor se cierre y se cumpla con los objetivos de residuo cero en todas estas industrias o actividades, lo que es un gran avance para la reducción al mínimo de los vertidos y por otra parte para en aprovechamiento integro de la materia prima.

No cabe duda de que si queremos cumplir con los objetivos de reducción de emisiones y de ahorro y eficiencia energética, la biomasa representa una baza muy importante y no solo por lo expuesto anteriormente si no que además su utilización crea empleo y riqueza en las zonas donde se produce y donde se consume, facilitando el de-

ciendo de manera uniforme y sana.

sarrollo de una nueva economía entor-

Para nosotros el utilizar para producir

no a esta fuente renovable de energía.

energía, biomasas procedentes de distintos procesos de producción de industrias agrarias, forestales, agroali-

I www.retema.es I

Especial BIOENERGÍA 2018

RETEMA

17

DIGESTIÓN ANAEROBIA: LA TRANSICIÓN HACIA EL RESIDUO 3.0

Digestión anaerobia: la transición hacia el residuo 3.0 Marc Vinot Urbaser I www.urbaser.com

SITUACIÓN Y ESFUERZOS

ce alrededor de 3 años se empieza a

el modelo de recogida selectiva de Bio-

NECESARIOS

despertar el interés por parte de la Ad-

residuos

ministración en licitar nuevos proyectos

• 2025: tener una tasa de reciclaje del

En España, durante la última década,

de Centros de Tratamiento en el sector

55%

pocas plantas de digestión anaerobia

de lo digestión anaerobia como proce-

• 2027: dejar de computar el bioestabili-

se han construido. ¿Cuál fue el motivo?

so óptimo para la materia orgánica.

zado a efectos de reciclaje, puesto que

¿Una desconfianza en el modelo de tra-

Esta nueva etapa está respaldada

no es considerado compost como tal.

tamiento de los residuos con el modelo

por el nuevo proyecto de ley europea

• 2030: tener una tasa de reciclaje del

tradicional de plantas TMB-AD (Trata-

(Directiva Marco 2020) la cual fija nue-

60% globalmente.

miento mecano biológico con digestión

vos objetivos para apoyar el reciclaje y

• 2035:

anaerobia)?... La razón parece simple:

la economía circular. Dentro de los di-

No se construyeron por la crisis econó-

ferentes objetivos algunos son espe-

mica que ha sufrido el país, y, en menor

cialmente interesantes, particularmen-

medida, el resto de Europa, que ha limi-

te para el modelo TMB-AD.

tado los presupuestos destinados a tal

Cronológicamente las etapas claves

- enviar un máximo de 10% de residuos a vertedero - tener una tasa de reciclaje del 65% también de forma global.

Como se puede apreciar en la ima-

fin en los ayuntamientos y mancomuni-

son las siguientes:

gen 1, en la actualidad, según los da-

dades. Podríamos decir que desde ha-

• 2023: obligación de tener implantado

tos del EUROSTAT, la tasa de reciclaje

18

RETEMA

Especial BIOENERGÍA 2018

I www.retema.es I

DIGESTIÓN ANAEROBIA: LA TRANSICIÓN HACIA EL RESIDUO 3.0

en España es del 30% y, consecuentemente, el porcentaje de residuo enviado a vertedero constituye el 57%.

La tarea es sin duda difícil, sin embargo en realidad constituye un esfuerzo mucho mayor de lo que se piensa. Según los datos disponibles en Eurostat, correspondientes al año 2015, los residuos sólidos urbanos mezclados representaban el 82,4% de los residuos generados en España (21,6 millones de toneladas). Esto significa que si hoy, en el 2018, aplicásemos el objetivo establecido para ser cumplido en el año Imagen 1: Grafica de la tasa reciclaje de los diferentes países de la Unión Europea – Fuente CEWEP

2027, que implica dejar de computar el material bioestabilizado, la tasa de reciclaje actual sería, sin duda, inferior al

tamiento de RSU). En realidad, desde el

menor cantidad de materia orgánica

15%. Es pues con este dato con el que

punto de vista técnico, es claro que, pa-

2. es necesario, de la misma manera,

debemos analizar la amplitud del es-

ra poder cumplir, tanto los objetivos de

optar por una tecnología que permita

fuerzo que supone llegar a alcanzar es-

reciclaje, como los de máximo vertido

reducir el consumo eléctrico por tonela-

ta ambiciosa meta.

de 10%, será estrictamente necesario

da tratada, es decir, menores costes de

implantar soluciones complementarias.

operación

ESTRATEGIA Y ELECCIÓN DE PROCESOS Es imperativo que haya una reflexión profunda sobre qué soluciones técnicas debemos elegir para poder alcanzar estos nuevos objetivos.

En este sentido, el modelo de “Plan-

3. es necesario elegir una tecnología

ta Integral” (TMB AD/compostaje + Va-

que garantice la mayor producción de

lorización energética) es considerado

biogás y por tanto la más eficiente

el más apropiado para la situación esBasándose en estos 3 principales

pañola.

Utilizando, de nuevo, la pirámide de

criterios, la solución técnica de la di-

los 3R (imagen 2) para establecer co-

gestión anaerobia en vía seca resulta

Utilizando como referencia la pirámi-

rrectamente la elección de la solución

la más adecuada para cumplir los ob-

de de la jerarquía en la gestión de los

técnica de la digestión anaerobia re-

jetivos fijados.

residuos, los modelos de tratamiento

sulta necesario considerar tres crite-

se pueden clasificar de la manera si-

rios importantes, a saber:

DIGESTIÓN ANAEROBIA DE

guiente (imagen 2):

1. es necesario elegir una tecnología

BIORESIDUOS

El modelo que resulta más apropiado

que permita obtener la menor cantidad

para poder cumplir los objetivos de re-

de rechazo y, a su vez, éste, con la

Uno de los primeros objetivos es, cla-

ciclaje, es el tratamiento del Bioresiduo a través de la digestión anaerobia y compostaje. Evidentemente, esto es así, considerando exitosa la implanta-

Digestión anaerobia

ción de la recogida selectiva de bioresi-

AD + compostaje AD + bioestabilización

duos en todos los municipios. Es decir, que el material de alimentación al proceso de digestión anaerobia sea el má-

Compostaje

ximo de materia orgánica y el mínimo

Valorización Energética

de impropios que limitan el rendimiento.

Dicho esto, la solución de valoriza-

Vertedero

ción energética es la opción técnica apropiada para los residuos no biodegradables (rechazos de centros de tra-

I www.retema.es I

Imagen 2: Pirámide de la Jerarquía de gestión de los residuos y su equivalente procesos de tratamiento

Especial BIOENERGÍA 2018

RETEMA

19

DIGESTIÓN ANAEROBIA: LA TRANSICIÓN HACIA EL RESIDUO 3.0

ramente, implantar obligatoriamente la recogida selectiva de bioresiduos. Hay

Tabla 1: Tabla de caracterizaciones de los Bioresiduos de diferentes ciudades en Francia – Los dos primeros centros están operados por URBASER

que tener en cuenta que esto no signifi-

Romainville (Fr)

Calais (Fr)

Lorient (Fr)

MO

10,00%

10,80%

55,00%

FV

68,60%

61,10%

35,60%

P/C - celulosa

5,00%

10,10%

3,58%

ca que el Bioresiduo sea similar en todos los países, o incluso en todas las ciudades dentro del mismo país.

Se ha podido comprobar, por ejemplo que en Francia, comparando los da-

bolsas compostables

tos de 3 ciudades diferentes, se obser-

PET

van diferencias significativas en cuanto

PEAD

a contenido de Materia Orgánica (MO)

Bricks

de “tipo cocina”, Fracción verde (FV) e

plástico film

impropios (vidrio y otros impropios) Está claro que la cantidad de FV (fracción verde) y de MO (materia orgánica) en el residuo de entrada tiene un impacto significativo en la solución téc-

4,50%

2,63%

Textiles

0,50%

0,01%

Fe

0,70%

Al

0,30%

otros plásticos

0,03%

nica de pretratamiento y en los rendi-

Vidrio

mientos que se obtienen en la etapa de

otros impropios

digestión anaerobia.

A la hora de diseñar una unidad de

0,18%

0,15% 5,50%

Sanitarios Otros

4,9%- finos

14,70%

0,46%

3,12%

2,25% 0,29%

digestión anaerobia es necesario analizar la estacionalidad de las caracterizaciones en las que se basan los criterios

Se puede afirmar que en los casos

del Bioresiduo? Una solución simple y

de diseño. En el caso de los bioresi-

en los que el porcentaje de fracción

establecida es utilizar sustratos de co-

duos, esto también ocurre, incluso, más

verde, bien de tipo leñosa, bien de tipo

digestión. En este caso los más ade-

de lo que se puede esperar, como se

hierba, y hoja es algo elevado, un pro-

cuados son, por ejemplo, los residuos

puede ver en los datos de la cuidad de

ceso de digestión anaerobia de vía se-

del sector de la agroalimentación.

Calais (imagen 4 y 5). Un caso más

ca sería el más adecuado.

cercano es la composición del Bioresiduo de San Sebastián (imagen 6).

¿Cómo se puede reducir el impacto

técnica establecida en la planta de AD

de esta variabilidad de la composición

+ compostaje de Calais operada por

Imagen 4: Grafica de la composición de los bioresiduos de la ciudad de Calais en verano

20

RETEMA

Un excelente ejemplo es la solución

Imagen 5: Grafica de la composición de los bioresiduos de la ciudad de Calais en invierno

Especial BIOENERGÍA 2018

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DIGESTIÓN ANAEROBIA: LA TRANSICIÓN HACIA EL RESIDUO 3.0

RSU (residuos sólidos urbanos) en España. Estos sustratos son susceptibles de ser actualmente incluidos en todas la TMB (plantas de tratamiento mecánico-biológico) que cuenten con digestión anaerobia, no solamente por la complementariedad que aporta al proceso, sino también para ser capaces de cumplir con éxito con los nuevos objetivos marcados a nivel europeo.

Tanto las plantas existentes, como las plantas futuras, deberán ser concebidas y diseñadas no solamente para dar solución a los residuos sólidos Imagen 6: Tabla de la composición de los bioresiduos de la ciudad de San Sebastián – Fuente: GHK

urbanos sino también a los residuos del sector industrial y de los comercios de manera conjunta.

URBASER. Esta planta procesa el mate-

como se puede apreciar en la imagen 7.

Técnicamente existen varias solu-

rial a través de digestión anaerobia en

En estas condiciones la planta, ac-

ciones para poder preparar este con-

vía seca tipo VALORGA. La capacidad

tualmente, es capaz de producir 7,500

junto de materiales. Siempre, utilizan-

de tratamiento de dicha planta es

toneladas de compost al año y cuenta

do equipos específicos, para quitar el

27.000 t/año de bioresiduos, con la va-

con un moto-generador de potencia

embalaje. En las fotos siguientes se

riabilidad indicada anteriormente. Una

instalada de 1,4 MW lo que garantiza la

puede ver una de las soluciones que,

estrategia de reducción del impacto de

eficiencia energética de la instalación.

en este caso, utiliza un equipo de tritu-

la estacionalidad se lleva a cabo aña-

Está claro que la co-digestión del ma-

ración a través de cadenas y posterior-

diendo grasas y residuos del sector

terial orgánico residual con grasas y

mente una bomba de tipo pistón con

agroalimentario de la zona: grasas liqui-

otros sustratos del sector de la agroali-

criba integrada para realizar la separa-

das, nuggets, productos lácteos y pa-

mentación no es algo nuevo, sin embar-

ción de la materia orgánica de los en-

tés. Algunos de estos sustratos tienen

go se encuentra muy poco implantado

vases (imágenes 8, 9 y 10).

producciones de metano bastante altas

en las instalaciones de tratamiento de

Desde el punto de vista europeo, se estima que al año 1.300 millones de toneladas de alimentos se desaprovechan actualmente.

En España se estima que el desperdicio en el año 2010 es de unos 7,7 millones de toneladas de alimentos.

Si analizamos en qué sectores se encuentra esta materia orgánica desperdiciada, se observa que la mayor parte proviene de los hogares: (42% de estos 7,7 millones de toneladas), es esta fracción la que llega a los centros de tratamiento de residuos urbanos. El segundo mayor generador de residuos alimentarios se encuentra liderado por la industria agro alimentaria con un porcentaje del total del 39%. (Imagen 12) Yendo al origen del desperdicio las razones que se pueden esgrimir son

Imagen 7: Grafica de resultados de test BMP de sustratos del sector agroindustrial procesados en la planta de Calais

I www.retema.es I

Especial BIOENERGÍA 2018

las siguientes:

RETEMA

21

DIGESTIÓN ANAEROBIA: LA TRANSICIÓN HACIA EL RESIDUO 3.0

Imágenes 8, 9 y 10: Equipos de preparación de residuos para producir un macerado adecuado para la etapa de digestión anaerobia

Imagen 12: Grafica de los sectores generadores de desperdicios alimentarios - Fuente: Comisión Europea 2010

Imagen 11: Grafica del ranking de países europeos generadores de desperdicios alimentarios – Fuente: Comisión Europea 2010

con una opción de procesamiento de la materia orgánica.

Es decir, que se deben diseñar “Plan-

• Corta de fecha de caducidad

dable en el residuo mezclado. Esta si-

tas de producción de CSR” en las que si

• Productos en envases demasiado

tuación ira cambiando con el aumento

el porcentaje de materia orgánica es su-

grandes

de la implantación de la recogida selec-

ficiente necesitará precisamente una

• Pautas de consumo

tiva pero hay que considerar un periodo

etapa de digestión anaerobia. El mejor

• Excedentes de producción.

de transición entre la situación actual y

ejemplo es el que podemos observar en

la futura para los residuos orgánicos re-

la planta de CSR de Calais, en fase de

Como conclusión, podemos afirmar

cogidos fuera del contenedor de Biore-

construcción, diseñada por URBASER

que no será posible cumplir los nuevos

siduo. Entonces, ¿cómo se deben cons-

ENVIRONNEMENT, la cual tiene una ca-

objetivos que establecen la Unión Euro-

truir las plantas de tratamiento de

pacidad de tratamiento de 51.769 tone-

pea sin garantizar un procesado de es-

residuos mezclados para que sean téc-

ladas al año de residuos mezclados y re-

tos residuos orgánicos y evitar así que

nica y económicamente óptimas y satis-

chazo de otros centros de clasificación.

sean enviados directamente a vertedero.

fagan los objetivos y políticas de gestión

Estos residuos tienen un contenido

de residuos europeas? El camino es se-

en materia orgánica biodegradable de

EL FUTURO DE LAS PLANTAS

guir el criterio comentado anteriormente

48,7% (residuos de cocina + papel y

DE TRATAMIENTO DE RSU

utilizando como referencia la pirámide

cartón). La composición de este resi-

MEZCLADOS

de las 3R. (Imagen 2)

duo justifica la implantación de una eta-

El único cambio constituye que no

pa final de digestión anaerobia, y por

Actualmente sigue llegando a las

se debería hablar de “TMB + bioesta-

tanto se utilizará la tecnología de vía se-

plantas de tratamiento un porcentaje

bilización”, sino de “Plantas de Com-

ca VALORGA

elevado de materia orgánica biodegra-

bustibles Sólidos Recuperados (CSR)”

22

RETEMA

Especial BIOENERGÍA 2018

El centro de tratamiento de Calais (Fa-

I www.retema.es I

DIGESTIÓN ANAEROBIA: LA TRANSICIÓN HACIA EL RESIDUO 3.0

se 2) está diseñado como un centro de producción de CSR. Como se puede apreciar en el esquema siguiente las etapas del proceso son: (imagen 13) • Reducción de la granulometría de la materia orgánica con los Tubos de Fermentación Rotativos (TFR) • Separación de la materia orgánica de los CSR, utilizando tromeles y cribas balísticas. De esta manera se podrá generar un total de 26% de material CSR del total tratado en la instalación. El centro producirá dos tipos de CSR, uno cuyo uso final serán las cementeras y otro cuyo destino es la calefacción. Al mismo tiempo se recuperan los En el caso del tratamiento necesario

“full equiped”. Con el conocimiento

• El centro cuenta también con equi-

para los residuos mezclados, existe otra

disponible, se puede afirmar que las

pos de separación óptica para recupe-

opción de proceso posible, basada en

solución low cost no permitirán llegar

rar el vidrio

un Biosecado + Tratamiento para produ-

al 2035 con los deberes hechos.

• Una unidad de digestión anaerobia

cir dicho CSR. La ventaja de la opción

Es imprescindible aumentar las solu-

VALORGA con mejora y limpieza (up-

anterior, con digestión anaerobia, es la

ciones que contemplan la co digestión

grading) del biogás para producir Bio-

ventaja que supone la producción de

de los residuos orgánicos de indus-

metano en una proporción de dicho

metano que se obtiene en el proceso de

tria/mercados/comercios en los cen-

compuesto del 98 por ciento (355 Nm3/h)

degradación de la materia orgánica.

tros de tratamiento de residuos exis-

• Asimismo, el centro permitirá tam-

DIRECTRICES

diferentes metales reciclables.

tentes con las tecnologías actuales

bién la obtención de 28,3% de en-

disponibles.

Por otra parte es necesario orientarse

mienda orgánica estable, a partir de la

Llegados a este punto, por tanto, se

a la generación de biometano. En Espa-

materia orgánica tratada, para su apli-

puede afirmar que para poder cumplir

ña, el biogás de las unidades de diges-

cación en agricultura

los objetivos fijados por la Unión Euro-

tión anaerobia es aprovechado median-

• El rechazo global del centro no supe-

pea, resulta imprescindible someter al

te su valorización en moto generadores

rará los 18,7% del total de entrada en

sector a una reflexión global sobre las

para producción de energía eléctrica.

planta.

soluciones técnicas de TMB que deberí-

No obstante, el marco regulatorio actual

Este tipo de centros integrales de tra-

an ser diseñadas y construidas en el

ya no incentiva este aprovechamiento,

tamiento están pensados y diseñados

corto plazo. Se necesitan soluciones co-

por lo que es necesario potenciar usos

para poder, en caso necesario, desaco-

herentes, evitando las tecnologías que

más eficientes como su depuración a

plar la unidad de digestión anaerobia y

generan más rechazos y que supongan

biometano (o up-grading del biogás)- e

que pueda pasar a tratar, únicamente

excesivos consumos energéticos

inyección a la red o uso en vehículos.

bioresiduos cuando el contenido de

Es importante que el criterio de se-

En la actualidad, mientras que en Euro-

materia orgánica biodegradable en los

lección de un proceso, o de una solu-

pa hay más de 500 plantas de depura-

residuos mezclados constituya un por-

ción técnica no sea siempre “la regla

ción a biometano, en España existe una

centaje menor, es decir, por debajo de

del gasto”. Se puede decir que existen

única planta a partir de residuos muni-

los límites establecidos en el objetivo

dos estrategias antagonistas: el centro

cipales en el Parque Tecnológico de

definido para el año 2013.

de tratamiento “low-cost” vs el centro

Valdemingómez, en Madrid.

I www.retema.es I

Especial BIOENERGÍA 2018

RETEMA

23

LA IMPORTANCIA DEL PRETRATAMIENTO Y POSTRATAMIENTO EN LA DEPURACIÓN DEL BIOGÁS DE RESIDUOS URBANOS

La importancia del pretratamiento y postratamiento en la depuración del biogás de residuos urbanos H. Dekker, C. Silvius-Cifuentes Varona DMT Environmental Technology I www.dmt-et.nl

esde la perspectiva política,

D

deros o el tratamiento biológico de los

residuos sólidos urbanos se puede re-

valorizar los residuos es uno

residuos. En las últimas décadas, ha

ducir en una digestión anaerobia, en la

de los puntos clave en las polí-

habido un incremento en los estados

que la gran mayoría de la energía de la

ticas de los países de la UE.

miembros de la UE en lo que es el reci-

degradación es retenida en forma de

La gestión de residuos resulta en el re-

claje y el tratamiento biológico de los

metano.

ciclaje, la incineración, llevada a verte-

residuos. La fracción orgánica de los

24

RETEMA

Especial BIOENERGÍA 2018

Las directivas europeas en materia

I www.retema.es I

LA IMPORTANCIA DEL PRETRATAMIENTO Y POSTRATAMIENTO EN LA DEPURACIÓN DEL BIOGÁS DE RESIDUOS URBANOS

Figura 1. Depuración de biogás por tecnología de membranas Carborex®MS

de control de las emisiones y la introducción de combustibles sostenibles han dado lugar a un aumento del mercado de depuración de biogás en los últimos diez años y se considera que crezca aún más en los próximos años con una tasa compuesta anual del 22%. Se estimaba que el mercado mundial llegaría a $338,5 millones en 2016, mientras que el mercado europeo solo ya representa $250,5 millones1.

El biogás tiene un papel muy importante en el mercado de las energías renovables. La composición de biogás depende de la carga de alimentación y método de tratamiento, sin embargo, los principales componentes del biogás son el metano y el dióxido de car-

El mercado de Residuos Sólidos Ur-

un proceso en seco, sin requerimiento

bono. En el proceso de depuración de

banos (RSU) es cada vez más intere-

de químicos o agua, de bajo área re-

biogás, gas biometano (CH4) es pro-

sante para contribuir a una economía

querido (footprint) y de fácil opera-

ducido por la eliminación de dióxido

circular. Mediante la utilización de la

ción. Además de CO2, el biogás con-

de carbono (CO2).

fracción orgánica, el biogás se puede

tiene más impurezas que necesitan

El mercado mundial de depuración

depurar a Bio-GNC o Bio-GNL para

ser removidas con el fin de lograr las

de biogás es cada vez mayor, ya que

permitir por ejemplo que los camiones

especificaciones estrictas para inyec-

el biometano se considera un combus-

de basura conduzcan en su propio

ción en red de gas o para uso como

tible renovable valioso que se puede

combustible mientras están generan-

GNC o GNL.

utilizar ya sea para inyectar en la red

do suficiente combustible para sumi-

de gas natural, comprimir para usar

nistrar a la ciudad a la cual la planta de

COMPOSICIÓN DE BIOGÁS

como gas natural comprimido (GNC) y

RSU está conectada.

PROVENIENTE DE RESIDUOS

/ o someter a licuefacción para usar

El Sistema de depuración de biogás Carborex ® MS de la empresa

SÓLIDOS URBANOS (RSU)

como gas natural licuado (GNL).

1 Transparency Market Research, Biogas upgrading Market – Global Industry size, share, Trends, Analysis and Forecasts 2016-2024

I www.retema.es I

DMT Environmental Technology en

Especialmente el biogás generado

Holanda, está basado en la tecnolo-

a partir de residuos sólidos urbanos

gía de membranas y ofrece una solu-

contiene potencialmente muchos

ción completa para la eliminación de

contaminantes orgánicos que son di-

CO2, proporcionando las ventajas de

fíciles de eliminar. El biogás se produ-

Especial BIOENERGÍA 2018

RETEMA

25

LA IMPORTANCIA DEL PRETRATAMIENTO Y POSTRATAMIENTO EN LA DEPURACIÓN DEL BIOGÁS DE RESIDUOS URBANOS

Figura 2. El biogás contiene los siguientes componentes

ce por el proceso de digestión anae-

medicamentos, aditivos alimentarios y

LA ELIMINACIÓN DE

robia de flujos de residuos orgánicos.

muchos más .

IMPUREZAS POR

3

Los principales componentes del bio-

Los siloxanos pueden formar crista-

gás son metano y dióxido de carbo-

les cuando se enfría el gas, y estos

no. Sin embargo, en función del ori-

cristales pueden dañar equipos, espe-

Está claro que la depuración de bio-

gen de los residuos orgánicos y del

cialmente partes que son muy comu-

gás, especialmente del biogás produ-

proceso de tratamiento biológico,

nes en los compresores o bombas de

cido a partir de RSU, necesita cuida-

puede contener diversas impurezas.

movimiento. Los siloxanos son conver-

dosa atención y experiencia. En la

Las impurezas que se encuentran co-

tidos durante la combustión en depósi-

siguiente sección, se describen las

múnmente en el biogás son sulfuro de

tos inorgánicos que pueden dañar mo-

tecnologías disponibles más comunes

hidrógeno (H 2 S), amoniaco (NH 3 ),

tores. La cantidad de siloxanos en el

que normalmente se usan para elimi-

compuestos orgánicos volátiles

biogás se debe reducir entonces a un

nar los principales contaminantes en la

(COV’s), siloxanos, agua (saturación),

mínimo.

sección de pretratamiento.

oxígeno (O2) y nitrógeno (N2), como se muestran en la Figura 2.

(COV’s) tienen presión de vapor alta y

De los componentes menores del

baja solubilidad, por lo tanto, también

biogás, el sulfuro de hidrógeno (H2S) es el contaminante más común, es tó-

están presentes en el biogás. Los COV’s

El sulfuro de hidrógeno es uno de

son perjudiciales para el medio ambien-

los contaminantes más comunes y

xico, contaminante y se debe eliminar

te y para los seres humanos. El proceso

puede ser removido por técnicas que

para evitar corrosión de los equipos. El

de combustión transforma aceites esen-

son muy conocidas.

H2S se puede tratar por varias técni-

ciales en productos dañinos para moto-

Para flujos y capacidades bajas la

cas bien conocidas. Sin embargo,

res y compresores. Los compuestos or-

solución más común es un filtro de car-

otros contaminantes son mucho más

gánicos volátiles también se encuentran

bón activado. Cuando el flujo y/o la

difíciles de eliminar y requieren un co-

en digestores anaerobios de plantas

concentración de sulfuro de hidróge-

nocimiento profundo.

municipales de residuos sólidos donde

nos son altos, éste se puede eliminar a

El amoniaco (NH3) se crea durante la degradación bacteriana de sustan-

se utiliza la basura doméstica como ma-

través de la desulfuración química,

teria prima que contiene compuestos de

biológica o bio-química.

cias que contienen nitrógeno tales co-

limpieza, pesticidas, productos farma-

En la desulfuración biológica, el H2S

mo las proteínas2. El amoniaco es co-

céuticos, plásticos, textiles y recubri-

reacciona dentro de un filtro percolador.

rrosivo y altamente soluble en agua.

mientos sintéticos.

Las bacterias son fijadas en el filtro y

Compuestos orgánicos volátiles

Estas son las razones principales por

En general, los COV’s y los siloxanos

las cuales el amoniaco se retira del

están ambos sujetos a estrictos requi-

biogás.

sitos. Las concentraciones en el bio-

Los siloxanos se pueden encontrar

gás son por lo general en el nivel de

en muchos productos tales como acei-

partes por millón (ppm) y por lo tanto

tes utilizados en los productos cosmé-

se requiere una tecnología especial

ticos, inhibidores de espuma, produc-

con el fin de eliminar estas bajas con-

tos de limpieza, excipientes de

centraciones.

26

RETEMA

PRETRATAMIENTO DE BIOGÁS

Especial BIOENERGÍA 2018

Sulfuro de hidrógeno

descomponen H2S en ácido sulfúrico.

2 PJ Jorgensen, Biogas-green energy, 2009, ISBN 978-87992243-2-1 3 Garcia et al. (2015), Presence of siloxanes in the biogas of a Wastewater Treatment Plant Separation in condensates and influence of the dose of iron chloride on its elimination, International journal of waste resources, vol. 6, 192

I www.retema.es I

LA IMPORTANCIA DEL PRETRATAMIENTO Y POSTRATAMIENTO EN LA DEPURACIÓN DEL BIOGÁS DE RESIDUOS URBANOS

En la desulfuración química, se utili-

directamente a través de una etapa de

quetadura. Dado que el tiempo de

za la reacción entre el H 2 S y soda caustica en un lavador de gas contra-

condensación (enfriamiento y secado).

contacto y área de contacto sean sufi-

Mientras que la teoría indica que hasta

cientes, el amoniaco se absorbe fácil-

corriente.

1000 ppm(v) de amoniaco se puede

mente en el agua y forman un equili-

La desulfuración bio-química opera

eliminar con este paso, la práctica

brio con iones de amonio casi

en una columna de relleno donde el

muestra que sólo se elimina una canti-

instantáneamente.

sulfuro de hidrógeno es absorbido por

dad muy pequeña de amoniaco. Por lo

Cuando este paso se combina con

una solución caustica y convertido a

tanto, la mayoría de las soluciones co-

la etapa de enfriamiento y secado, la

NaHS. La solución caustica saturada

munes suelen ser el lavado con agua o

inversión total se puede reducir y los

es conducida al reactor biológico,

el carbón activado.

costes operacionales disminuyen significativamente.

donde las bacterias oxidan el NaHS a

El lavado con agua se utiliza sobre

azufre elemental, regenerando la solu-

todo cuando se encuentran cargas

ción caustica.

elevadas, altos flujos o altas concen-

Compuestos orgánicos voláti-

traciones de amoniaco. Esta técnica

les y siloxanos

Amoniaco

utiliza la alta solubilidad del amoniaco en agua y consiste en una columna de

COV’s y siloxanos son comunes en

Debido a su solubilidad en agua,

relleno con agua de circulación que se

el biogás procedente de RSU, verte-

parte del amoniaco se puede eliminar

rocía en la parte superior de la empa-

deros y tratamiento de aguas residua-

LA IMPORTANCIA DEL PRETRATAMIENTO Y POSTRATAMIENTO EN LA DEPURACIÓN DEL BIOGÁS DE RESIDUOS URBANOS

para siloxanos. El tamaño del equipo depende del tiempo del ciclo y del tiempo de regeneración del sistema. El sistema es compacto y la vida útil del adsorbente es mayor que la del carbón activado convencional, entre 2-3 años.

LA ELIMINACIÓN DE IMPUREZAS POR POSTRATAMIENTO DE BIOGÁS Con el fin de cumplir con las especificaciones de la red de gas, del GNC o del GNL, en algunos casos el pretratamiento y la depuración de biogás convencional no son suficientes. Especialmente cuando se considera gas de vertedero como fuente les. Algunos de los siloxanos y com-

consideran comúnmente las solucio-

del biogás. Aunque el pretratamiento

puestos orgánicos volátiles más pe-

nes más rentables y robustas.

y la tecnología de depuración de bio-

sados se pueden eliminar parcial-

Para concentraciones bajas, el car-

gás con membranas es capaz de eli-

de

bón activado se utiliza generalmente

minar una cantidad significativa de

enfriamiento y secado a baja presión

como pretratamiento del biogás. Sin

oxígeno y en menos cantidad de nitró-

debido a su alta presión de satura-

geno, la eficiencia de remoción puede

ción (bajo punto de ebullición), pero

embargo, para contenidos más altos (> 100 mg / Nm3) el carbón activado

en muy poca cantidad. La eficiencia

puede no ser suficiente o puede con-

con las especificaciones requeridas.

de remoción es mayor cuando se usa

vertirse en un coste operacional alto

En estos casos se requiere un trata-

el lavado con agua, especialmente

en lo que se refiere al intercambio de

miento posterior.

para compuestos orgánicos volátiles

cama.

mente

a

través

del

paso

no ser suficiente con el fin de cumplir

hidrófilos, pero todavía insuficiente

Para estos contenidos más altos, el

para alcanzar las concentraciones

proceso de adsorción con variación de

deseadas. La combinación de alto

temperatura es la tecnología más ade-

Cuando el problema no se puede

punto de ebullición, hidrofobicidad y

cuada que se ofrece actualmente. La

quitar en su fuente, se requiere la ad-

baja concentración generalmente ha-

tecnología hace uso de un adsorbente

sorción con variación de presión al va-

cen del enfriamiento (directo o indi-

específico, que consiste generalmente

cío (VPSA) para la eliminación de nitró-

recto) por encima del punto congela-

en carbono activado modificado o po-

geno y oxígeno. La adsorción de

ción de agua, ineficiente y otras

límeros que pueden eliminar selectiva-

metano en la unidad de VPSA se lleva

técnicas de eliminación tienen que

mente COV’s y siloxanos del biogás a

a cabo a presiones elevadas, mientras

ser consideradas cuando se trata de

condiciones atmosféricas y se compo-

que la purga se realiza al vacío. La co-

la eliminación de siloxanos / COV’s a

ne de dos a tres columnas donde una

rriente de purga se compone de meta-

bajas concentraciones. La elimina-

columna está adsorbiendo, una colum-

no de alta pureza a baja presión (cerca

ción por condensación criogénica es

na se regenera y una columna opcio-

de la atmosférica), mientras que el

posible, pero muy costosa en térmi-

nalmente es de reserva.

permeado de la columna de adsorción

nos de energía y por lo tanto el car-

Las concentraciones de COV’s pue-

bón activado o la adsorción con varia-

den reducirse hasta por debajo de 1

ción de temperatura (TSA) se

ppm (v) y por debajo de 0.5 ppm (v)

28

RETEMA

Especial BIOENERGÍA 2018

Nitrógeno / Oxígeno

consiste sobre todo de nitrógeno y oxígeno a alta presión.

De esta manera se puede lograr una

I www.retema.es I

LA IMPORTANCIA DEL PRETRATAMIENTO Y POSTRATAMIENTO EN LA DEPURACIÓN DEL BIOGÁS DE RESIDUOS URBANOS

pureza de 97% en volumen de metano

convencional de biogás, se podría

los Juegos Olímpicos de Lillehammer.

en el gas producto, con contenido de

añadir una etapa adicional de mem-

Se quería dar un ejemplo siendo los

nitrógeno en la entrada del 20% en vo-

branas con el fin de cumplir con las es-

'Juegos Olímpicos Verdes' y comenzó

lumen y una recuperación de metano

pecificaciones. Sin embargo, dado

con el compostaje de los residuos de

de 92-97%.

que la relación entre la pureza y el nú-

alimentos. Más tarde, cinco municipali-

mero de membranas necesarias crece

dades trabajaron juntas en la separa-

exponencialmente para estos últimos

ción de residuos orgánicos. Así es co-

ppm, esta no es la mejor solución para

mo comenzó HRA. En esta locación,

el pulido.

DMT Environmental Technology sumi-

Pulido Dióxido de Carbono Cuando bio-GNL se produce a partir de bio-metano, la concentración de

Por lo tanto, las rutas de pulido co-

CO 2 tiene que ser reducida a <100

munes son o bien un proceso de ad-

nistra su experiencia para la limpieza y depuración del biogás (4000Nm3/h)

ppm(v), preferiblemente <50 ppm(v).

sorción con variación de temperatura o

con una instalación Carborex ® MS

Bio-GNL se produce en condiciones

un proceso de adsorción con variación

que fue construida en 2013. HRA di-

criogénicas (-161°C, a presión atmos-

de presión (PSA) usando adsorbentes

giere 15.000 toneladas de fracción or-

férica) en donde CO2 se congelará y

específicos.

gánica de los RSU de diferentes muni-

capas de hielo de CO2 y cristales se pueden formar en los equipos dañan-

EJEMPLO DE UNA PLANTA DE

digestión anaerobia y pretratamiento

do por ejemplo bombas y tuberías.

RSU PRODUCIENDO BIO-GNC

seleccionado el biogás pasa a través del Carborex ® MS y la estación de

cipios cada año. Después de la

Hay varias opciones para reducir el contenido de CO2 en el biometano a partir de 1-3% en volumen hasta 50

En Jevnaker en Noruega, la empre-

GNC. La planta soporta catorce esta-

sa HRA recoge los residuos de las co-

ciones de bombeo para sus propios

ppm(v). Cuando se utiliza la tecnología

munidades Gran, Lunner y Jevnaker.

camiones y suministra suficiente com-

de membranas para la depuración

La compañía se originó en 1992 con

bustible para las ciudades aledañas.

I www.retema.es I

Especial BIOENERGÍA 2018

RETEMA

29

EL PROYECTO LIFE METHAMORPHOSIS, DE RESIDUOS A BIOMETANO PARA EL TRANSPORTE

El proyecto LIFE METHAMORPHOSIS, de residuos a biometano para el transporte

Prototipo UMBRELLA

Julia Hereza y Gloria Sánchez Área Metropolitana de Barcelona (AMB) I www.amb.cat

l sector del transporte es uno

E

tan reducir las emisiones derivadas del

guir una disminución de las emisiones

de los principales causantes

transporte tiene un alto valor estratégi-

de las emisiones difusas de ga-

co para alcanzar los objetivos de la

del dióxido de carbono, CO2, provenientes de este sector, sino que ade-

ses de efecto invernadero esta-

Unión Europea en relación al cambio

más, puede contribuir significativa-

blecidas por el Protocolo de Kyoto

climático. Una opción es la producción

mente a mejorar la calidad del aire

siendo, aproximadamente, un tercio de

de biometano para uso vehicular. Con

local, especialmente en áreas densa-

las emisiones antropogénicas. El estu-

el desarrollo de nuevas tecnologías en

mente pobladas, ya que las emisiones

dio de nuevas tecnologías que permi-

este ámbito, no sólo se pude conse-

de óxidos de nitrógeno, NOx, se redu-

30

RETEMA

Especial BIOENERGÍA 2018

I www.retema.es I

EL PROYECTO LIFE METHAMORPHOSIS, DE RESIDUOS A BIOMETANO PARA EL TRANSPORTE

cen considerablemente en compara-

El proyecto LIFE METHAMORPHOSIS

más, se trata de una iniciativa que está

ción con otros combustibles fósiles co-

incluye los mismos objetivos que el Pro-

en línea con las directrices sobre la

mo el diésel.

grama LIFE, en especial, la mitigación

economía circular que fomenta la Unión

De esta problemática nace LIFE

del cambio climático mediante el uso de

Europea.

METHAMORPHOSIS, un proyecto cofi-

energía renovable y, en particular, la

Para poder demostrar la viabilidad

nanciado al 60% por la Unión Europea

producción de biometano procedente

técnica y económica de la generación

dentro del Programa LIFE, que preten-

de plantas de tratamiento de residuos.

y uso del biometano, el proyecto está

de promover tecnologías innovadoras

Así pues, el principal objetivo es recupe-

realizando la demostración a escala in-

en materia de medio ambiente y cam-

rar energía del residuo sólido orgánico,

dustrial de dos sistemas innovadores

bio climático. El proyecto, con un pre-

tanto municipal como agroindustrial,

de tratamiento: el prototipo UMBRE-

supuesto de más de 3 millones, está

con el fin de obtener biometano, un

LLA y el prototipo METHAGRO.

formado por un consorcio de empre-

combustible sostenible y alternativo. Es-

sas privadas y entidades públicas es-

te biocombustible generado tiene me-

pañolas; Aqualia, como coordinador

nor ratio de gases de efecto invernadero

del proyecto; FCC Servicios Ciudada-

comparado con otros convencionales

nos S.A.; Naturgy, centro técnico de

como el gasoil o el diésel, por lo que su-

SEAT S.A.; el Área Metropolitana de

pone una contribución al cambio hacia

El prototipo UMBRELLA, gestiona-

Barcelona (AMB); y el Institut Català

una movilidad urbana sostenible y el de-

do por Aqualia, se ha implementado

de l’Energia (ICAEN).

sarrollo de las ciudades del futuro. Ade-

en una de las plantas de tratamiento

ACCIONES DEMOSTRATIVAS Prototipo UMBRELLA

Prototipo METHAGRO

I www.retema.es I

Especial BIOENERGÍA 2018

RETEMA

31

EL PROYECTO LIFE METHAMORPHOSIS, DE RESIDUOS A BIOMETANO PARA EL TRANSPORTE

de residuos municipales del Área Me-

Anammox ELAN® de eliminación autó-

adsorción patentada también por

tropolitana de Barcelona, en el Eco-

trofa de nitrógeno.

Aqualia. Esta tecnología permite redu-

parc de Montcada i Reixac (Barcelo-

Por un lado, el sistema AnMBR per-

cir costes de instalación y operación a

na). Esta planta realiza un tratamiento

mite eliminar la materia orgánica del

la vez que se obtiene un biometano de

mecánico biológico a la fracción or-

agua residual sin la necesidad de un

calidad (> 85% CH4) apto para uso

gánica seleccionada en origen

aporte externo de oxígeno por tratar-

vehicular.

(FORM) y fracción de rechazo (RES-

se de un proceso anaerobio, lo que

Se espera que a finales de septiem-

TO) del residuo municipal metropoli-

supone una importante reducción del

tano. El ECOPARC de Montcada i Rei-

consumo energético asociado al pro-

bre de 2018, el prototipo UMBRELLA sea capaz de generar 14 m3/h de bio-

xac tiene capacidad para tratar

ceso de tratamiento. Además, permi-

metano de calidad.

260.000 toneladas anuales de resi-

te la recuperación de energía en for-

duos (160.000 t de RESTO y 100.000 t

ma de biogás y se obtiene una

de FORM), y genera 12,6 Millones de m3 de biogás/año.

notable reducción en la producción

Prototipo METHAGRO

Debido a las características de la

de lodos. Por otro lado, el sistema Anammox ELAN ® , patentado por

por Naturgy, se encuentra en la planta

planta y del residuo de entrada, esta

Aqualia, substituye al proceso tradi-

agroindustrial de Porgaporcs, propie-

infraestructura fue la escogida para

cional de nitrificación-desnitrificación

dad de Ecobiogás, situada en Vilasana

instalar el prototipo. El objetivo del UM-

(Lleida). Esta planta trata, aproximada-

BRELLA es optimizar energéticamente

para eliminar el nitrógeno. El proceso Anammox ELAN® no requiere de un

la depuración de las aguas residuales

aporte extra de carbono y permite re-

porcinas y 4.650 t/año de otros residuos

procedentes del tratamiento de la frac-

ducir los costes de aireación ya que

orgánicos, generando más de 1,5

ción orgánica seleccionada en origen

el amonio se combina con el nitrito

GWh/año.

y tratada en el Ecoparc, mediante la

para generar nitrógeno.

El prototipo METHAGRO, gestionado

mente, 11.500 t/año de deyecciones

El prototipo METHAGRO tiene co-

implantación de innovadores procesos

Finalmente, el biogás producido es

mo objetivo permitir y asegurar la rea-

anaerobios y autótrofos aplicados en

tratado mediante un sistema de mem-

pertura de plantas de tratamiento de

serie: un biorreactor anaerobio de

branas y posterior limpieza y afino en la tecnología ABAD®, de absorción-

purines mediante la adaptación y op-

membranas (AnMBR) y el sistema

32

RETEMA

Especial BIOENERGÍA 2018

timización de tecnologías de upgra-

I www.retema.es I

EL PROYECTO LIFE METHAMORPHOSIS, DE RESIDUOS A BIOMETANO PARA EL TRANSPORTE

Ecoparc de Montcada i Reixac (Barcelona)

ding con el fin de reducir impactos

([CH4] > 98 %) y apto para uso vehi-

como los objetivos de la UE en la pro-

ambientales actuales y producir bio-

cular e inyección en red de gas natu-

moción de biocombustibles.

metano de calidad para uso vehicular.

ral. Esta tecnología permite trabajar

En ambos prototipos, se espera lle-

METHAGRO trata el biogás produci-

sin la adición de productos químicos

gar a generar biometano de calidad

do en la digestión anaerobia de puri-

y con un uso relativamente bajo de

vehicular que cumpla con las normas

nes de la planta agroindustrial y de la

energía.

EN-16726, EN16723-1, FbrEN16723-2

materia orgánica procedente de de-

En este prototipo se espera llegar a

y DIN 51624. Este biometano, será tes-

sechos de la zona mediante la tecno-

una capacidad de producción de biometano de 170 m3/h.

tado en vehículos de la marca SEAT a

logía de membranas. que el biogás de entrada sea pretra-

lo largo de más de 120.000 km.

En general, al utilizar el biometano

El sistema de membranas requiere RESULTADOS ESPERADOS

producido como combustible de automoción no sólo se pretende obtener

tado eliminando la humedad y contaminantes como el sulfuro de hidróge-

Con la puesta en marcha y funcio-

una reducción de más del 80% de las

no, siloxanos y compuestos orgánicos

namiento del prototipo UMBRELLA y

volátiles. El agua es eliminada en-

el prototipo METHAGRO se pretende

emisiones de CO2 en el balance global comparado con el gas natural

friando el biogás con un refrigerador

analizar y demostrar la viabilidad téc-

comprimido actual, sino que también

hasta aproximadamente 5 ºC, mien-

nica y económica de generar biometa-

se prevé conseguir una disminución

tras que las otras impurezas se elimi-

no a partir de residuos orgánicos, tan-

anual de las emisiones de partículas

nan usando un doble filtro de carbón

to urbanos como agroindustriales. Se

de hasta 6,21 kg/vehículo.

activo. Una vez limpio el biogás, se

quiere impulsar la comercialización y

comprime y entra en el sistema de

consumo de biometano en vehículos

membranas dónde el dióxido de car-

ligeros y pesados y, de este modo,

El prototipo UMBRELLA debería

bono es permeable y pasa con facili-

cumplir parcialmente los objetivos del

conseguir una reducción de 1,2 t

dad, mientras que el metano sigue

plan de Ahorro y Eficiencia Energética

CO2eq/día en el proceso de depura-

circulando a través de la membrana.

y el de Energía Renovable 2011-2020

ción de las aguas residuales proce-

De este modo se obtiene el biometa-

español, las directivas de ahorro y efi-

dentes del tratamiento de la fracción

no, un gas enriquecido en metano

ciencia energética 2010/27/EU, así

orgánica seleccionada en origen y

I www.retema.es I

Especial BIOENERGÍA 2018

Además, cada prototipo tiene unos objetivos específicos a alcanzar:

RETEMA

33

EL PROYECTO LIFE METHAMORPHOSIS, DE RESIDUOS A BIOMETANO PARA EL TRANSPORTE

Detalle del prototipo METHAGRO

tratada en el Ecoparc, así como una

riesgo de contaminación de acuíferos

ta agroindustrial de Porgaporcs situa-

reducción de más del 80% del sulfuro

de la zona. La implementación de es-

da en Vilasana (Lleida), no sólo se

de hidrógeno presente en el biogás.

ta tecnología de alta eficiencia ener-

contribuirá a avanzar hacia una eco-

Al mismo tiempo, se incrementa la

gética, implicará la reducción del

nomía eficiente en el uso de los recur-

capacidad de tratamiento del nitró-

10% del consumo energético de los

sos, sino también a proteger y mejo-

geno a 70 kg/día mientras que se re-

digestores y del 80% en el proceso

rar la calidad ambiental del territorio.

duce en un 95% la generación de só-

de upgrading mediante el sistema de

Por un lado, utilizar el biometano

lidos suspendidos en el efluente de la

membranas al recuperar el calor pro-

en el sector del transporte supone un

depuradora. El sistema del UMBRE-

ducido en el proceso, equivalente a

LLA supone una reducción del con-

240 MWh anuales.

25% menos de emisiones de CO 2 respecto la gasolina y un 80% respecto el gas natural comprimido, así

sumo energético de más del 70% comparado con otros tratamientos

CONCLUSIONES

como un 85% menos de emisiones de NOx en comparación con los vehí-

convencionales.

El prototipo METHAGRO permite

El principal objetivo del proyecto

culos diésel. Y por otro, la eficiencia

conseguir una concentración de me-

LIFE METHAMORPHOSIS, enmarcado

energética de estas nuevas tecnolo-

tano en el biometano de más del 95%,

en el Programa LIFE de la Comisión

gías permite reducir notablemente el

mientras que la concentración de es-

Europea, es la mitigación al cambio

consumo de energía y los costes aso-

te compuesto en el biogás suele estar

climático mediante la innovación.

ciados.

entre un 50-65%. Además, con el uso

En este caso se han construido dos

Es decir, al desarrollar y demostrar

de este biometano en vehículos se

prototipos demostrativos de recupe-

tecnologías, métodos e instrumentos

espera evitar la emisión anual a la at-

ración de energía a partir del residuo

de innovación, el proyecto LIFE

mosfera de 2.064 kg de SO2 y 9.500 t

orgánico municipal y agroindustrial a

METHAMORPHOSIS es una contribu-

CO2, así como una reducción de las

fin de obtener un combustible alterna-

ción al cambio hacia la movilidad ur-

emisiones de material particulado de

tivo y sostenible. Con la implementa-

bana sostenible y al desarrollo de las

3.105 kg por año y vehículo. Del mis-

ción del UMBRELLA, en el Ecoparc

ciudades del futuro, bajas en emisio-

mo modo, al utilizar 12.930 toneladas

de Montcada i Reixac (Barcelona) y,

nes de efecto invernadero y atmosféri-

anuales de purines, se reducirá el

del prototipo METHAGRO, en la plan-

camente más limpias.

34

RETEMA

Especial BIOENERGÍA 2018

I www.retema.es I

ICODA O IMPULSO DE LA CO-DIGESTIÓN ANAEROBIA

iCODA o impulso de la co-digestión anaerobia Iván Rodríguez-Verde1,2, Esteban Costas1, Elena González1, Marta Carballa Arcos1,2, Juan M. Lema Rodicio1,2 1 iCODA I www.icoda.es • 2Universdad de Santiago de Compostela I www.usc.es/biogrup

dario (industriales, agroalimentarios,

gislativo para la correcta gestión de

textiles,…) y los procedentes del sector

subproductos generados por la activi-

Los residuos de origen orgánico pre-

servicios o terciario (residuos sólidos

dad humana. En la Directiva se esta-

sentan un gran problema debido a su

urbanos –RSU- y lodos de estaciones

blece una priorización de tratamientos:

fuerte carácter contaminante. Entre es-

depuradoras de aguas residuales). De-

prevención, reciclaje, valorización y de-

tos residuos se encuentran aquellos

bido a la problemática ambiental que

secho. Es por esto que se debe primar

procedentes del sector primario (resi-

presentan, estos residuos necesitan

la prevención de la generación de resi-

duos agrícolas, ganaderos y foresta-

ser tratados y es por ello que la Directi-

duos e intentar evitar el destino final en

les), los procedentes del sector secun-

va 2008/98/CE establece un marco le-

vertederos. En la UE, la tasa de gene-

1. INTRODUCCIÓN

36

RETEMA

Especial BIOENERGÍA 2018

I www.retema.es I

ICODA O IMPULSO DE LA CO-DIGESTIÓN ANAEROBIA

ra la valorización, y por tanto gestión, de los residuos de origen orgánico con la ventaja adicional de la obtención de una corriente energéticamente valorizable (biogás) y otra fracción valorizable agronómicamente (digestato). Es por esto, que la tecnología de la digestión anaerobia y la consecuente producción de biogás es considerada como una fuente renovable de energía, ya que a partir de residuos se obtiene un producto -biogás- capaz de hacer frente a fuentes agotables como el peFigura 1. Datos comparativos de volumen de generación de residuos orgánicos y su destino de tratamiento en la UE y España (datos de 2014, Eurostat)

tróleo o el carbón. En cuanto al digerido, su uso permite evitar la utilización de fertilizantes de origen sintético en

ración de residuos municipales se sitúa

un 60% de los residuos son destinados

cuya fabricación se invierte un alto vo-

en 4,984 kg residuos/año/persona de

a vertedero (última opción recomenda-

lumen de energía y químicos que deva-

los cuales 10% corresponden a resi-

da por la Directiva 2008/98/CE) mien-

lúan la sostenibilidad de su uso.

duos de origen orgánico (se generaron

tras que únicamente un 13% es recicla-

La tecnología de digestión anaerobia

234 millones de toneladas de residuos

do y un 17% enviado a la generación

fue tradicionalmente vista como una vía

orgánicos). De estos últimos, en el año

de compost (Figura 1). Los planes ac-

de tratamiento apropiada para los lo-

2014 se registró que el 28% de los resi-

tuales de gestión de residuos estable-

dos de depuradora en estaciones de-

duos fueron reciclados, el 16% fue des-

cidos por los gobiernos comunitarios

puradoras de aguas residuales

tinado a la generación de compost,

coinciden en plantear estrategias que

(EDAR), de forma que estas instalacio-

27% se incineró y un 29% se destinó a

reduzcan el destino final de los resi-

nes podían obtener una fuente de ener-

vertederos (Figura 1). España contribu-

duos en vertederos de modo que en

gía con la que autoabastecer el propio

ye a un 9% de la generación de resi-

2035 se alcance un máximo de un 10%

proceso de depuración de las aguas

duos de origen orgánico en la UE re-

destinado a vertedero.

residuales (disminuyendo por tanto los

portando anualmente 21 millones de

La digestión anaerobia se presenta

costes de operación y la dependencia

toneladas. De estos, en España hasta

como un proceso de alto potencial pa-

con otras fuentes de energía) y obte-

ICODA O IMPULSO DE LA CO-DIGESTIÓN ANAEROBIA

mo el tiempo de retención hidráulico (TRH). A diferencia de los anteriores procesos, en la co-digestión anaerobia se ha tendido hacia la optimización de la producción de metano mediante la variación de las proporciones de los distintos sustratos. Para ello, se han implementado diferentes métodos que, manipulando la mezcla a introducir en el digestor permitían maximizar la producción de metano en el mismo (Álvarez et al., 2010, Wang et al., 2012).

2. OPTIMIZACION DE LA CO-DIGESTIÓN ANAEROBIA BASADA EN LA APLICACIÓN DE OPTIBLENDER® Optiblender® es una herramienta desarrollada en el seno de la Universidad de Santiago de Compostela (Garcia-Gen et al., 2014; García-Gen et al., 2015; Rodriguez-Verde et al., 2018) niendo un lodo que ofrecía unas mejo-

que favorecen la optimización del pro-

concebida para optimizar el rendimien-

res características para ser posterior-

ceso y/o que eviten episodios de de-

to de los procesos de (co-)digestión

mente tratados. Observando las venta-

sestabilización de los reactores, ambos

anaerobia. Se trata de un sistema que

jas y facilidades que ofrecía esta

escenarios con alta repercusión en la

empezó a desenvolverse hace 20

tecnología, otros sectores industriales,

rentabilidad económica de las instala-

años, inicialmente con la mejora del

como el agroalimentario, han optado

ciones actuales. Por ello un aspecto

funcionamiento de digestores a peque-

por esta vía de tratamiento. Habitual-

importante a la hora de implementar

ña escala y tras varias etapas de per-

mente, las instalaciones diseñadas

procesos de co-digestión es la estabili-

feccionamiento, finalmente fue valida-

suelen estar sobredimensionadas para

dad de la operación y por tanto la mo-

do a escalas mayores en escenarios

poder hacer frente a situaciones pun-

nitorización y control de la concentra-

reales estableciéndose como un siste-

tuales de alta generación de residuos y

ción de parámetros como ácidos

ma apto para la optimización de plan-

en ocasiones esto repercute sobre la

grasos volátiles (AGVs) en el digestor

tas de biogás. A raíz de los trabajos de-

rentabilidad económica de las instala-

es crucial para vigilar y asegurar la es-

ciones (Bolzonella et al., 2006).

tabilidad de la operación. En los últi-

sarrollados, el sistema de control Optiblender® fue finalmente patentado

Para solventar las limitaciones en-

mos años se han propuesto distintas

(ES 2 516 615 B2) siendo reconocida la

contradas en los procesos de mono-di-

estrategias de control basadas en la

invención a nivel español y europeo.

gestión anaerobia, se comenzó a reali-

medición y control de AGVs (Puñal et

Actualmente iCODA (impulso de la CO-

zar el tratamiento conjunto de varios

al, 2002, Aguilar-Garnica et al., 2009,

Digestión Anaerobia), empresa spin-off

residuos, denominado co-digestión

Méndez-Acosta et al., 2010). Sin em-

de la Universidad de Santiago de Com-

anaerobia. Al introducir varios residuos

bargo, estas estrategias de control fue-

postela tiene licenciada la patente que

en el digestor, se incrementa el caudal

ron desarrolladas para procesos de

de biogás que se genera y por tanto la

mono-digestión y por tanto las accio-

regula la metodología en la que se basa el funcionamiento de Optiblender®.

energía producida (Mata-Alvarez et al.,

nes correctoras estaban basadas en la

Optiblender® facilita la selección de

2014). Sin embargo, tradicionalmente

modificación de la velocidad de carga

los residuos más adecuados y monito-

la adición de residuos se realiza aten-

orgánica (VCO), modificando tanto la

riza dinámicamente la planta de bio-

diendo a la disponibilidad de los mis-

concentración de materia orgánica en

gás, tomando decisiones sobre la dosi-

mos sin el empleo de metodologías

la alimentación mediante dilución co-

ficación de los distintos residuos

38

RETEMA

Especial BIOENERGÍA 2018

I www.retema.es I

ICODA O IMPULSO DE LA CO-DIGESTIÓN ANAEROBIA

atendiendo a la estabilidad del proceso.

Así

pues,

Optiblender® rastrea un catálogo de residuos generados cerca de la instalación de digestión anaerobia y considerando las características de los mismos permite realizar la selección de los mismos (Blender) (Figura 2) teniendo en cuenta qué mezcla de residuos y qué proporción de los mismos proporcionarán una mayor producción de biogás sin comprometer la estabilidad del proceso. La mezcla es evaluada primero en un simulador (VirtualPlant) y a continuación, gracias al módulo Optimizer se puede ajustar la mezcla idónea de sustratos. Una vez seleccionados,

Figura 2. Esquema de funcionamiento Optiblender® para la optimización de co-digestión anaerobia

tras mínimas adaptaciones en las plantas actuales, Optiblender® se adapta a

llevado a cabo durante 2014 y 2016

la planta de digestión anaerobia y dará

donde la Universidad de Santiago de

las pautas de dosificación de residuos

Compostela (partner de iCODA) parti-

de forma gradual, de modo que como objetivo final se alcance el máximo de

cipó activamente validando el sistema de control Optiblender®. COWARE es-

producción de biogás teniendo en

tuvo financiado por la Axencia Galega

cuenta el diseño actual de la planta.

Optiblender® por tanto se trata de

de Innovacion (GAIN) mediante la con-

una herramienta flexible que puede ser

demostrar que la tecnología de co-di-

empleada para disminuir el tiempo de arranque de digestores anaerobios

gestión anaerobia combinada con la aplicación de Optiblender® es viable

asegurando una máxima tasa de trata-

técnica y económicamente permitien-

miento de los mismos, facilita la adap-

do optimizar los sistemas actuales de

tación de los co-sustratos en procesos

tratamiento de residuos.

vocatoria CONECTA PEME y permitió

Figura 3. Planta piloto de co-digestión anaerobia con Optiblender® instalada en EDAR municipal

de mono-digestión, impulsa la produc-

El proyecto se llevó a cabo en una

vidad (11,3 mS/cm) mostrada por los

ción de biogás teniendo en cuenta las

estación depuradora de aguas resi-

lodos debido a infiltraciones por agua

limitaciones de cada sistema y asegura

de mar, así como los altos valores del

la máxima producción de biogás en di-

duales (EDAR) a escala piloto en un digestor de una capacidad de 1,5 m3 (Fi-

gestores manteniendo en todo momen-

gura

tratos (64-77%).

to la estabilidad del mismo.

co-digirieron los propios lodos genera-

La operación del reactor se realizó

dos en la EDAR así como dos residuos

en cuatro fases diferenciadas siendo

generados en las inmediaciones de la

dos de ellas realizadas según las indi-

EDAR: residuos de matadero (RM) y re-

caciones aportadas por el sistema Optiblender®:

3. APLICACIÓN DE OPTIBLENDER® EN EDAR

3).

En

este

estudio

se

siduos de patatas (RP) cuya caracteri-

potencial de metanización de los 3 sus-

Entre los proyectos a destacar se en-

zación físico-química y biológica (po-

cuentra COWARE (Desarrollo de tecno-

tencial de metanización) se muestra en

1. Fase 1. Arranque del digestor en ré-

logía para la optimización de la co-di-

la Tabla 1. Como se puede observar, es

gimen de mono-digestión anaerobia. El

gestión anaerobia de residuos) que fue

destacable el alto valor de la conducti-

objetivo de esta primera fase fue alcan-

I www.retema.es I

Especial BIOENERGÍA 2018

RETEMA

39

ICODA O IMPULSO DE LA CO-DIGESTIÓN ANAEROBIA

Parametro

Lodos

Residuos de matadero (RM)

Residuos de patata (RP)

en la depuradora debería ser tratado en el digestor. Con esto, Optiblender®

pH

5,4 ± 0,1

6,2 ± 0,2

5,5 ± 0,1

sugirió una mezcla inicial formada por

Conductividad (mS/cm)

11,3 ± 0,4

2,6 ± 0,1

1,3 ± 0,1

un 90% de lodo y un 10 % de residuo

AT (g CaCO3/kg)

1,0 ± 0,5

21,4 ± 1,2

7,9 ± 0,5

ST (g/kg)

45 ± 5

182 ± 2

210 ± 5

rieron otras mezclas alternativas, man-

SV (g/kg)

36 ± 3

162 ± 3

194 ± 5

teniendo en todo caso un ratio de

DQO (g O2/kg)

63 ± 10

330 ± 4

270 ± 20

alcalinidad por debajo de 0,4, es decir,

Lípidos (g/kg)

13 ± 2

55 ± 5

3,5 ± 0,4

NTK (g N-TKN/kg)

2,7 ± 0,5

25,9 ± 1,9

3,6 ± 0,3

mostraron una caracterización físico-

NTA (g N-NH4+/kg)

1,1 ± 0,2

5,1 ± 0,5

1,2 ± 0,1

química y un potencial de metaniza-

Potencial metanización (%)

64

71

77

de patata, mezcla que resultó ser la óptima y durante toda la fase no se sugi-

asegurando la estabilidad del proceso.

Los residuos de matadero y patata

ción similar (Tabla 1), con la excepción de dos parámetros con valores supe-

*AT: Alcalinidad total; ST: sólidos totales; SV: sólidos volátiles; DQO: demanda química de oxígeno; NTK: nitrógeno total Kjeldahl; NTA: nitrógeno total amoniacal

riores en RM: lípidos (55 g/kg en RM vs.

3,5 g/kg en RP) y NTK (25,9 g/kg en RM vs. 3,6 g/kg en RP). Aquellos resi-

zar un estado estacionario operando

zó un rendimiento de eliminación de

duos que sean digeridos anaeróbica-

únicamente con lodo procedente de la

DQO similar en torno a un 52% repor-

mente y con valores elevados de lípi-

EDAR y obtener un estado de opera-

tando una producción de biogás promedio de 1,3 kg DQO/m 3 d (0,76

dos y NTK (relacionado con la

m3biogás/m3 d) (Figura 4). Además el sistema permaneció estable durante

ducir a la inhibición del proceso (Cap-

toda la fase con valores de ratio de al-

ción similar al digestor real de la propia EDAR (operando con una velocidad de carga orgánica, VCO, en torno a 1 kg DQO/m3 d). Este estado fue alcanzado

concentración de proteínas) pueden inson-Tojo et al., 2016). Esto es, ante la

a los treinta días, momento en el que se

calinidad por debajo de 0,4.

competencia por entrar en una mezcla de co-digestión, Optiblender ® para

duplicó la VCO. Durante esta fase el

3. Fase 3. Optimización de la co-diges-

maximizar la producción de biogás

rendimiento de eliminación de DQO al-

asegurando la estabilidad del digestor

canzado fue de un 54%, valor similar al

tión anaerobia basada en Optiblender®. Una vez conseguida la adapta-

reportado en el digestor real. La pro-

ción del inóculo a los co-sustratos, se

producir problemas durante la opera-

ducción de biogás obtenida al final de esta fase fue de 0,58 m3biogás/m3 d (Figura 4).

procedió a optimizar el sistema según

ción, es decir, en este caso eligió el re-

las pautas indicadas por la herramienta Optiblender®. Debido a cuestiones hi-

siduo de patata antes que el propio re-

2. Fase 2. Transición a co-digestión

dráulicas, los digestores a escala real

problemas de inhibición por lípidos y

anaerobia. Con el objetivo de permitir

admitían una entrada con una concen-

proteínas. Con esta mezcla se pudo al-

la adaptación a los co-sustratos a intro-

tración máxima en sólidos de un 10%.

ducir (RM y RP), se dispuso de un perí-

Se impuso esta condición de contorno

canzar una VCO próxima a 3 kg DQO/m3 d con un rendimiento de eli-

odo alimentado con una mezcla terna-

en el propio programa, así como la im-

minación del 73%. La producción de

ria de lodos, RM y RP en una

posición de que todo el lodo generado

biogás se mantuvo por tanto en un pro-

optará por aquel residuo que no vaya a

siduo de matadero para evitar

proporción de 95%, 2% y 3%, respectivamente. Esta mezcla fue sugerida inicialmente por el módulo Blender (optimizador de mezclas) (Figura 2) y se

Tabla 2. Producción de biogás por fases de operación Fase

Producción de biogás (m3biogás/m3 d)

la Figura 4 se puede observar que exis-

1. Arranque del digestor en régimen de mono-digestión anaerobia

0,58

ten fluctuaciones en la alimentación

2. Arranque de la co-digestión anaerobia

0,76

de composición sufrido por la variación

3. Optimización de la co-digestión anaerobia basada en Optiblender®

1,22

de composición en los lodos. No obs-

4. Evaluación de disponibilidad de co-sustratos con Optiblender®

1,20

operó durante un tiempo de 90 días. En

durante esta fase debidas al cambio

tante, durante todo el período se alcan-

40

RETEMA

Especial BIOENERGÍA 2018

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ICODA O IMPULSO DE LA CO-DIGESTIÓN ANAEROBIA

medio de 1,22 m3biogás/m3 d lo que significa un incremento de 107% en comparación con la fase de mono-digestión y un 57% comparando con la co-digestión no optimizada (Tabla 2).

4. Fase 4. Evaluación de disponibilidad de co-sustratos con Optiblender ® .

Tras observar que Optiblender® permitía optimizar el sistema con la introducción de un único co-sustrato, se decidió introducir una condición de contorno adicional relacionada con la disponibilidad de residuos. Esto es, ante la falta total o parcial de algún residuo, sería necesario incluir otros disponibles o lo que es lo mismo, limitar el caudal de ciertos residuos por su disponibilidad. Tras incluir esta condición, se observó que Optiblender ®

Figura 4. Velocidad de Carga Orgánica (VCO, kg DQO/m3 d, ▬ ) incluyendo la contribución de lodos de EDAR ( █ ), residuos de matadero ( █ ) y residuos de patata ( █ ), y producción de metano (CH4, kg DQO/m3 d, ▬). La operación se dividió en 4 fases operacionales: (1) Arranque del digestor en régimen de mono-digestión anaerobia (días 1-60); (2) Transición a co-digestión anaerobia (días 61-150); (3) Optimización de la co-digestión anaerobia basada en Optiblender® (días 151-195); (4) Evaluación de disponibilidad de co-sustratos con Optiblender® (días 196-260).

sugería la operación con una mezcla ternaria formada por 90%, 5% y 5% de lodos, RM y RP, respetivamente. La

sado en Optiblender® con la extrapo-

ron debidos al consumo eléctrico de la

co-digestión de esta mezcla produjo

lación de los resultados obtenidos. Pa-

planta, el transporte de los co-sustra-

una bajada en la producción de bio-

ra la evaluación económica se contem-

tos, el mantenimiento, el coste de ges-

gás al inicio de esta fase (rendimiento

plaron como ingresos la electricidad

tión del fango digerido y el coste de tra-

de eliminación de DQO de 68%) debi-

exportada y la gestión de residuos

tamiento de los retornos. Sin tener en

do al incremento de la concentración

mientras que los costes evaluados fue-

cuenta los costes de inversión de la

de NTK y lípidos en la mezcla, pero la tendencia de la fase previa se fue recuperando al final de la fase, con un rendimiento de eliminación de DQO de un 76% y una producción de biogás de 1,20 m3biogás/m3 d.

4. ANÁLISIS ECONÓMICO DE LA OPTIMIZACIÓN DE LA CO-DIGESTIÓN ANAEROBIA BASADA EN OPTILENDER® La operación desarrollada a escala piloto se llevó a cabo replicando la operación de los digestores reales existentes (volumen total de 22.000 m3) en la depuradora donde se desarrolló el estudio alimentando el mismo sustrato base, correspondiente a la primera fase de operación. Gracias a esta réplica fue posible hacer un análisis económico de las repercusiones que tendría la optimización del sistema ba-

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Especial BIOENERGÍA 2018

RETEMA

41

ICODA O IMPULSO DE LA CO-DIGESTIÓN ANAEROBIA

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European Parlament and Council. Directive Figura 5. Costes ( █ ), ingresos ( █ ) y beneficios económicos (▬●▬) evaluado para los digestores anaerobios a escala industrial de la EDAR donde se realize el studio considerando regímenes de mono-digestión con lodos y co-digetión optimizada con Optiblender® tratando lodos, residuos de matadero y residuos de patata.

2008/98/EC on waste and repealing certain Directives. 2008.

García-Gen, S., Rodríguez, J., Lema, J.M. 2014.

Optimisation of substrate blends in anaerobic co-

instalación (con el fin de valorar la im-

tar la producción de biogás aseguran-

digestion using adaptive linear programming. Bio-

plementación de la co-digestión basada en Optiblender® en una instalación

do la estabilidad del sistema.

resource Technology, 173(0), 159-167.

ya explotada) se pudo observar que la

REFERENCIAS

García-Gen, S., Rodríguez, J., Lema, J.M. 2015.

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aplicación del sistema de control Optiblender® permite incrementar el bene-

ES2156615, 2014. Procedimiento y producto de

Mata-Alvarez, J., Dosta, J., Romero-Güiza, M.S.,

ficio del proceso 1.741 k€ (Figura 5).

programa informático para el control de codigesto-

Fonoll, X., Peces, M., Astals, S. 2014. A critical re-

Por tanto, el paso de mono-digestión a

res anaerobios.

view on anaerobic co-digestion achievements bet-

co-digestión optimizada es económi-

Aguilar-Garnica, E., Dochain, D., Alcaraz-Gonzá-

ween 2010 and 2013. Renewable and Sustainable

camente viable gracias a la aplicación

lez, V., González-Álvarez, V. 2009. A multivariable

Energy Reviews, 36, 412-427.

de herramientas metodológicas como Optiblender® que permiten incremen-

control scheme in a two-stage anaerobic digestion

Méndez-Acosta, H., Palacios-Ruiz, B., Alcaraz-

system described by partial differential equations.

González, V., González-Álvarez, V., García-Sandoval, J. 2010. A robust control scheme to improve the stability of anaerobic digestion processes.

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42

RETEMA

Especial BIOENERGÍA 2018

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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

44

RETEMA

Especial BIOENERGÍA 2018

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

I www.retema.es I

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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Especial BIOENERGÍA 2018

RETEMA

45

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-

46

RETEMA

Especial BIOENERGÍA 2018

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

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

I www.retema.es I

Especial BIOENERGÍA 2018

RETEMA

47

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-

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

48

Especial BIOENERGÍA 2018

RETEMA

I www.retema.es I

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

I www.retema.es I

Especial BIOENERGÍA 2018

RETEMA

49

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

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

50

RETEMA

Especial BIOENERGÍA 2018

I www.retema.es I

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

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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Especial BIOENERGÍA 2018

RETEMA

51

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

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

52

RETEMA

Efecto Invernadero (GEI).

Los beneficios de la producción de

Especial BIOENERGÍA 2018

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

I www.retema.es I

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

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.

Las depuradoras como fábricas productoras de biometano La Unidad Mixta de Gas Renovable Unidad Mixta de Gas Renovable Naturgy/Centro Tecnológico EnergyLab/Edar Bens S.A. I www.energylab.es

a Unidad Mixta de Gas Renova-

EDAR Bens S.A., empresa pública su-

El proyecto cuenta con la financia-

ble inició su actividad a princi-

pramunicipal que presta el servicio de

ción de la Unión Europea en el marco

pios de 2017, como un proyecto

depuración de aguas residuales en los

del Programa Operativo FEDER Gali-

conjunto de Naturgy (Gas Natu-

ayuntamientos de A Coruña, Arteixo,

cia 2014-2020 dentro del OT1 “Promo-

ral S.D.G. y Gas Natural Fenosa Engi-

Cambre, Culleredo y Oleiros. Esta cola-

ver el desarrollo tecnológico, la inno-

neering) y el Centro Tecnoló g ico

boración se extenderá hasta finales del

vación y una investigación de calidad”

EnergyLab, con la colaboració n de

año 2019.

y al amparo de la convocatoria “Ayuda

L 54

RETEMA

Especial BIOENERGÍA 2018

I www.retema.es I

LAS DEPURADORAS COMO FÁBRICAS PRODUCTORAS DE BIOMETANO. LA UNIDAD MIXTA DE GAS RENOVABLE

a la creació n , puesta en marcha y

El sector de las EDAR (estaciones

consolidación de la unidad mixta de

depuradoras de aguas residuales) es

investigació n ” cofinanciada por la

uno de los mejor posicionados en

Uno de los puntos clave de esta Uni-

Axencia Galega de Innovació n

cuanto a producción de biogás y bio-

dad Mixta es desarrollar y evaluar sis-

(GAIN), organismo dependiente de la

metano, no solo por su potencial de

temas de purificación de bajo coste,

Xunta de Galicia.

(6,5 GWh/año) contando con un excedente de unos 100 Nm3/h.

generación sino también por su eleva-

tanto físicos como biológicos, que per-

El objetivo principal de la Unidad

do impacto. La cercanía de las plan-

mitan adaptarse a las características

Mixta de Gas Renovable es incremen-

tas de tratamiento de aguas residua-

del biogás generado en esta tipología

tar el conocimiento en los procesos

les a los grandes nú c leos urbanos

de plantas. Dentro de la fase experi-

de producción de biometano (gas re-

posibilita abrir el abanico de usos del

mental del proyecto se analizarán, en

novable) en el sector de las EDAR ur-

gas renovable producido, en línea con

las instalaciones de la EDAR de Bens,

banas y EDAR de industrias alimenta-

el concepto de economía circular en

dos de las tecnologías que mayor inte-

rias, centrándose especialmente en la

el que los residuos generados en las

rés están despertando en el mundo de

inyección a red de gas de este bio-

ciudades se transforman en recursos

la purificación del biogás: los sistemas

metano, pero tambié n en la aplica-

energéticos.

de membranas y la biometanización

ción del biogás/biometano en movili-

Galicia cuenta con un elevado po-

catalítica o power-to-gas. La primera,

dad urbana y en la recuperació n

tencial de producció n de biogá s , a

aun siendo una tecnología comercial,

energé t ica a travé s del aprovecha-

partir de los residuos generados en

será una de las primeras plantas insta-

miento térmico de las pérdidas gene-

ladas a nivel nacional, la segunda, en

radas en la combustió n del biogá s .

las EDAR, de más de 40 millones de m3 anuales. De las depuradoras exis-

De esta forma, la Unidad Mixta, per-

tentes en la comunidad autó n oma,

determinar los parámetros óptimos de

mitirá la implementación de los con-

solo 7 cuentan con plantas de gene-

funcionamiento y las posibles limitacio-

ceptos de bioeconomí a y economí a

ració n de biogá s , usando la mayor

nes de esta tecnología.

circular en los sectores de tratamiento

parte del gas producido como com-

La inyección a red de gas del gas

de residuos con más peso en la eco-

bustible para sus grupos de cogene-

renovable y su uso como combustible

fase má s experimental, servirá para

nómica gallega, posicionando a Gali-

ración. La EDAR de Bens, es una de

en movilidad son dos de las lí n eas

cia como una región Europea de refe-

las principales representantes del sec-

prioritarias del proyecto. El uso de un

rencia en la producción, optimización,

combustible cuyo balance de emisio-

metanizació n y aplicació n del Gas

tor a nivel autonómico, con una generación en torno a 400 Nm3/h de biogás,

Natural Renovable como nuevo vector

que actualmente destina cerca del 75

portante reducció n del impacto me-

energético.

% de su producción a la cogeneración

dioambiental y permite a la sociedad

I www.retema.es I

Especial BIOENERGÍA 2018

nes de CO2 es neutro, supone una im-

RETEMA

55

desplazar a otros combustibles tradi-

el modelo energético de la movilidad

marcha del piloto de power-to-gas, se

cionales como la gasolina y el

urbana de la ciudad de A Coruña.

adecuaran las instalaciones existentes para permitir la inyección a la red

gasóleo. El uso de combustibles ga-

En lo referente al estado del proyec-

seosos como el gas natural o el gas

to, durante el verano se finalizaron las

renovable reduce drá s ticamente la

labores de instalación de la planta de

La Unidad Mixta de Gas Renovable,

emisión de partículas a la atmósfera,

purificación de membranas y de la es-

supone una importante oportunidad

lo que revierte en una mejora directa

tación de suministro de gas. Actual-

para impulsar la eficiencia energética

en la salud de las personas.

mente se están poniendo en marcha

y la sostenibilidad medioambiental en

de gas natural.

Con el potencial de producción de

estos equipos, por lo que, antes de

el ámbito de la depuración de aguas

gas renovable de la EDAR de Bens,

que finalice el 2018, se contará con

residuales, la industria alimentaria o en

una vez inyectado a la red de gas, se

una producción estable de biometa-

sectores como el primario. Todas estas

podrían cubrir las necesidades

no. Durante la primera fase, el gas re-

industrias comparten con las estacio-

energéticas anuales de cerca de 2.800

novable generado permitirá cubrir las

nes depuradoras la capacidad de ge-

viviendas. En cuanto a su uso en movi-

necesidades de combustible tanto de

nerar biogá s gracias a la digestió n

lidad, se generaría el combustible sufi-

la flota de furgonetas de la EDAR de

anaerobia de sus residuos orgánicos,

ciente para abastecer durante un año a

Bens como de un autobú s urbano,

pudiendo convertir lo que antes era un

una flota de 3.000 turismos o de más

que dará servicio al área metropolita-

problema en un nuevo recurso

de 60 autobuses urbanos dedicados,

na de A Coruña. En una segunda fase,

energético (biometano) para su explo-

suponiendo esto un cambio a futuro en

junto con la instalació n y puesta en

tación. El desarrollo de nuevas tecno-

56

RETEMA

Especial BIOENERGÍA 2018

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LAS DEPURADORAS COMO FÁBRICAS PRODUCTORAS DE BIOMETANO. LA UNIDAD MIXTA DE GAS RENOVABLE

logías de purificación, con un coste más reducido y por lo tanto más accesibles, abre el abanico de posibles usos del biogás limitado hasta ahora a la generación térmica y la cogeneración.

El proyecto busca alinearse con las diferentes políticas europeas dirigidas a alcanzar un crecimiento económico bajo tres premisas fundamentales: crecimiento inteligente (a travé s del desarrollo de los conocimientos y de la innovación); crecimiento sostenible (basado en una economía más verde, más eficaz en la gestión de los recursos y más competitiva) y crecimiento integrador (integrador, orientado a reforzar el empleo, la cohesión social y territorial).

nes asociadas a problemas tan actua-

apuesta de Naturgy, EnergyLab y

Sentando las bases hacia la transi-

les como son el cambio climático y el

EDAR Bens S.A por el uso de recursos

ción energética, con la firme vocación

deterioro medioambiental, la Unidad

energéticos más respetuosos con el

de dar respuesta a las preocupacio-

Mixta de Gas Renovable es una clara

medio ambiente.

PROYECTO COSIN, HACIA EL GAS RENOVABLE Y EL ALMACENAMIENTO QUÍMICO DE LA ENERGÍA EN DEPURADORAS

Proyecto CoSin, hacia el gas renovable y el almacenamiento químico de la energía en depuradoras Núria Basset1, Adriana Lucía Romero1, Nicolás De Arespacochaga1, Jordi Guilera2, Teresa Andreu2, Ignasi Mallol3, Marisa Latorre4 Cetaqua (Centro Tecnológico del Agua) I www.cetaqua.com • 2IREC (Instituto de Investigación en Energía de Cataluña) I www.irec.cat • 3Naturgy I www.naturgy.es • 4Labaqua (SUEZ) I www.labaqua.com

1

na fuente de energía renovable

U

lodos de depuradora, según el informe

en la estación de tratamiento de aguas

de gran potencial es el biogás

presentado por Naturgy en el I Fórum

residuales (EDAR).

generado por digestión anaero-

Tecnológico sobre Gas Renovable. Una

CoSin, acrónimo de “Combustibles

bia de residuos orgánicos, ta-

manera de valorizar este biogás, toda-

Sintéticos”, es un proyecto que explora,

les como los lodos de depuradora, resi-

vía en desarrollo en España, es produ-

a escala de planta piloto industrial, el

duos agrícolas o ganaderos, entre

cir gas renovable con calidad suficiente

potencial y viabilidad de tecnologías

otros. El potencial máximo de produc-

para su uso como combustible en vehí-

para la producción de gas renovable a

ción de biogás mediante digestión ana-

culos o para ser inyectado en la red de

partir del biogás procedente de las

erobia en España se estima en 2,3 bcm

gas natural. Esta se presenta como una

EDARs. Además de optimizar la obten-

(billones de metros cúbicos), siendo 0,2

alternativa al business as usual de pro-

ción de biometano mediante tecnologí-

bcm la fracción correspondiente a los

ducción de energía eléctrica y térmica

as de enriquecimiento de biogás, se investiga la producción de gas natural sintético a partir de agua y del dióxido de carbono procedente del biogás con el objetivo de ofrecer una tecnología de almacenamiento químico de energía, ante el reto de gestionar los excedentes de energías renovables. Tanto el biometano como el gas natural sintético tienen una calidad similar al gas natural de origen fósil, y podrían ser usados indistintamente.

En la depuradora de Sabadell RiuSec, en la provincia de Barcelona, una parte de la investigación se centra en el diseño, construcción y operación experimental de una planta prototipo que integra la producción de biometano y gas natural sintético a escala demostrativa.

En esta fase de pilotaje participan Naturgy (coordinador del proyecto), Cetaqua (Centro Tecnológico del Agua),

Piloto del proyecto CoSin en la EDAR Riu-Sec de Sabadell. Fuente: Cetaqua

58

RETEMA

Especial BIOENERGÍA 2018

IREC (Instituto de Investigación en Ener-

I www.retema.es I

PROYECTO COSIN, HACIA EL GAS RENOVABLE Y EL ALMACENAMIENTO QUÍMICO DE LA ENERGÍA EN DEPURADORAS

gía de Cataluña) y Labaqua (SUEZ). Simultáneamente, IREC, la Universitat Politècnica de Catalunya y las empresas AMES y FAE están desarrollando sistemas más eficientes para obtener hidrógeno. A partir de la electrólisis del agua a alta temperatura o de la coelectrólisis de H2O y CO2, investigan la obtención de mezclas controladas de H2 y CO como elementos de entrada para diferentes rutas de síntesis química.

CoSin es un proyecto de la Comunidad RIS3CAT Energía, creada por la Generalitat de Catalunya a través de ACCIO (Agencia para la Competitividad de la Empresa), en la que se engloban proyectos de investigación industrial, desarrollo experimental e

Potencial de las vías alternativas para la producción de gas renovable a partir de biogás de depuradora planteadas en el proyecto CoSin

innovación orientados a transformar el sector energético hacia un modelo más sostenible y eficiente. Se trata, ade-

doméstica, transporte (especialmente

y Power-to-Gas podría satisfacer el total

más, de una muestra de la voluntad de

de vehículos pesados y barcos) y pro-

de las necesidades de gas en un futuro.

SUEZ y de Naturgy de impulsar pro-

cesos industriales a alta temperatura.

Asimismo, Italia ha estimado que podría

yectos innovadores a gran escala en el

Actualmente, varios estados miem-

sustituir la mitad de su consumo de gas

marco de la autosuficiencia energética

bros están dedicando esfuerzos en este

natural fósil por gas renovable como

y la valorización de residuos. Está cofi-

sentido. Dinamarca, por ejemplo, ya

fuente de energía para 2050.

nanciado por el Fondo Europeo de De-

consume el 5% del gas de origen reno-

sarrollo Regional de la Unión Europea

vable y en su plan estratégico contempla

POWER-TO-GAS:

en el marco del Programa Operativo

la posibilidad de cubrir la totalidad de la

ALMACENAMIENTO QUÍMICO

FEDER de Cataluña 2014-2020.

demanda de gas de 2050 mediante gas

DE LA ENERGÍA RENOVABLE

renovable. Por otro lado, Francia estima ¿CUÁL ES LA SITUACIÓN DEL

que el potencial del gas renovable me-

Con el incremento de las fuentes de

GAS RENOVABLE EN EUROPA?

diante digestión anaerobia, gasificación

energía renovable, habrá momentos en

Recientemente, se ha fijado un nuevo objetivo para 2030 a nivel europeo: el 32% del consumo energético deberá proceder de fuentes renovables, según el acuerdo de la Comisión Europea y el Parlamento Europeo del 14 de Junio de 2018. En cuanto al gas renovable, se recomienda a los estados miembros que desarrollen planes estratégicos para promover el biogás y el biometano, integrando áreas relacionadas como la agricultura y la gestión de residuos. En un futuro próximo, la inyección de gas renovable, permitirá descarbonizar usos energéticos poco adaptados a la electrificación, como la climatización

I www.retema.es I

Especial BIOENERGÍA 2018

RETEMA

59

PROYECTO COSIN, HACIA EL GAS RENOVABLE Y EL ALMACENAMIENTO QUÍMICO DE LA ENERGÍA EN DEPURADORAS

Figura 1. Rutas para la producción de biometano y gas natural sintético implementadas en la planta piloto de la EDAR Riu-Sec en Sabadell en el marco del proyecto CoSin. Fuente: ©Cetaqua

natural de origen fósil.

que la producción sea superior a la de-

dad se puede destinar a la producción

manda. Esto no es ningún inconvenien-

de hidrógeno mediante la electrólisis

te cuando se trata de gas, por ejemplo

del agua. El hidrógeno puede ser utili-

PLANTEAMIENTO DEL

biogás o biometano, porque se puede

zado en la industria o incluso inyecta-

PROYECTO COSIN: FASE

almacenar fácilmente y utilizarlo cuan-

do a la red de gas natural, cumpliendo

PILOTO

do haya necesidad. Sin embargo, la

la normativa vigente que establece su

electricidad procedente de instalacio-

concentración por debajo del 5%. De-

Vías para obtener gas renovable

nes como parques eólicos o placas fo-

bido a que el uso directo de hidrógeno

en una depuradora urbana

tovoltaicas se produce en función de la

se ve limitado, se puede combinar con

meteorología y además es complicada

CO2 para producir metano, proceso conocido como metanación. Para ello,

de almacenar. Las soluciones de alma-

En el marco del proyecto CoSin, se ha construido una planta experimental que integra la producción de biometa-

limitaciones, como la eficiencia (baterí-

fuentes de CO2 susceptibles de alimentar al proceso de metanación,

as) o la topografía del terreno (bombeo

pueden ser la corriente residual produ-

CH4 del biogás (vía enriquecimiento o

hidráulico).

cida durante el enriquecimiento del

upgrading), y la transformación del

El concepto Power-to-Gas se pre-

biogás o los humos de combustión. En

CO2 del propio biogás en un gas sin-

senta como una posible solución para

este sentido, el proceso de metana-

tético rico en metano (>95%) median-

el almacenamiento de la electricidad

ción puede facilitar una mayor presen-

te la reacción controlada con hidróge-

sobrante en forma de gas. Cuando la

cia de energía eólica y fotovoltaica en

no, procedente de la unidad de

producción de electricidad renovable

el mix eléctrico, eliminar CO2 de la atmósfera y reducir el consumo de gas

electrólisis de agua (vía metanación).

cenaje eléctrico actuales tienen ciertas

excede a la demanda, esta electrici-

60

RETEMA

Especial BIOENERGÍA 2018

no, mediante la separación del CO2 y

Por último, la ruta del combustible sin-

I www.retema.es I

PROYECTO COSIN, HACIA EL GAS RENOVABLE Y EL ALMACENAMIENTO QUÍMICO DE LA ENERGÍA EN DEPURADORAS

tético puede combinarse con la anterior, utilizando el CO2 procedente del enriquecimiento del biogás (Figura 1).

Enriquecimiento del biogás

por Cetaqua está configurada por tres etapas de membranas, de modo que

La separación del CH4 (metano) y el

tanto el permeado como el rechazo de

CO2 se realiza mediante la tecnología de membranas provista por la empresa

la primera etapa disponen de una se-

francesa Prodeval, con una capacidad de producción de hasta 50 Nm3/h de

do, de biometano y, por el otro, de

la metanación es el almacenamiento de energía. Por lo tanto, ambas tecno-

biometano (tecnología provista exclusi-

una pureza mayor al 98%, calidad sufi-

logías pueden ser complementarias o

vamente por Labaqua en España y

ciente para su inyección en la red ga-

alternativas dependiendo del escena-

Portugal). Las membranas poliméricas

sista. Además, la corriente de CO 2

rio de aplicación. El resultado de las

permiten que el CO2 atraviese la mem-

tecnologías implementadas en la

brana mientras que el metano se retie-

contiene menos de un 1% de CH4, lo que significa que el rendimiento global

planta piloto es un gas rico en metano

ne en la corriente de rechazo. Previa-

de la unidad de enriquecimiento es

con calidad suficiente para ser inyec-

mente, el biogás debe ser tratado para

mayor al 99%. Por otro lado, el sistema

tado en la red, aunque también podría

eliminar humedad y contaminantes, en

de membranas tiene una rápida capa-

utilizarse para otros usos como com-

especial sulfuro de hidrógeno hasta

cidad de respuesta ante la modifica-

bustible vehicular o cogeneración.

menos de 20 ppm, asegurando la du-

ción de los parámetros marcados, tan-

rabilidad de la membrana.

to de calidad de biometano como de

Cabe destacar que si bien el objetivo del enriquecimiento es la producción de gas renovable, el objetivo de

RESULTADOS PRELIMINARES DEL PROYECTO COSIN

gunda fase de purificación: por un laCO2. Así se consigue biometano con

En la planta piloto, la unidad de enri-

CO2, mediante el reajuste de la presión

quecimiento implementada y operada

de trabajo para asegurar una concen-

PROYECTO COSIN, HACIA EL GAS RENOVABLE Y EL ALMACENAMIENTO QUÍMICO DE LA ENERGÍA EN DEPURADORAS

industria. En CoSin, se evalúa la metanación catalítica de este CO2 sobrante como alternativa de valorización, es decir, la conversión química del CO2 a metano como sistema de almacenamiento de energía.

Metanación catalítica del CO2 Los trabajos de implementación de la unidad de metanación del proyecto CoSin se iniciaron en abril de 2018 por parte de Naturgy e IREC, de forma inteFigura 2. Tiempo de respuesta del sistema de enriquecimiento a los cambios en los parámetros de calidad de biometano de referencia entre un 95% y un 98%, con unas pérdidas fijadas al 1% de metano en la corriente de CO2

grada junto a la unidad de enriquecimiento de biogás. En ella, se producen 6 Nm3/h de hidrógeno a una presión de hasta 12 bar mediante la tecnología de electrólisis alcalina de agua de red (Erredue). La conversión catalítica del CO2 en CH4 se lleva a cabo mediante la reacción de Sabatier, la cual consume el hidrógeno producido en el electrolizador. Tal y como se ha comentado anteriormente, la generación de hidrógeno se concibe como una forma de almacenamiento de energía eléctrica renovable en exceso. La eficiencia energética del electrolizador utilizado se encuentra en torno al 60%.

Figura 3. Contenido de metano a la salida de la unidad de metanación

A continuación, el hidrógeno se mezcla con 1.5 Nm3/h de CO2, se precalienta y se introduce en dos reactores químicos compactos, diseñados por la

tración de biometano y unas pérdidas

mínima requerida para la inyección en

empresa alemana Ineratec, producien-

constantes (Figura 2).

red de biometano procedente de bio-

do así gas natural sintético. El agua ge-

Evaluar técnica y económicamente

gás depuradora sería, en la práctica,

nerada por la reacción de metanción es

diferentes presiones de trabajo y cali-

de 97,5% de CH4. A diferencia del bio-

eliminada después de cada uno de los

dades de biometano entre el 95% y el

gás procedente de otras fuentes resi-

reactores. Gracias a la tecnología com-

99%, permitirá encontrar el óptimo de

duales, como vertederos, que pueden

pacta de los reactores, es posible tra-

la tecnología y compararlo con la cali-

contener aire (oxígeno y nitrógeno), lo

bajar con elevado rendimiento, en com-

dad mínima necesaria para cumplir la

que permite enriquecer hasta un 95%

paración

regulación de inyección en la red de

de metano y que el 5% restante sea

catalizador estándar y los sistemas de

gas española (CH4 ≥ 95%, CO2 ≤ 2.5%

una mezcla de estos gases sin que el

reactores convencionales, mediante la

y H2 ≤ 5%, según BOE-A-2013-185).

mejora de la transferencia térmica y la

Si bien la regulación indica que la

CO2 no supere el máximo permitido.

Por último, otra particularidad del

concentración de metano debe ser ma-

proceso de enriquecimiento mediante

rencia de masa. Como se muestra en la

yor al 95%, cuando proviene del enri-

membranas es la alta calidad de la co-

Figura 3, esta vía de producción de gas

quecimiento de biogás de depuradora,

rriente residual de CO2, libre de conta-

renovable está diseñada para lograr la

el 5% restante será CO2, el cual está li-

minantes, y con potencial para otros

calidad mínima requerida para la inyec-

mitado a 2,5%. Por lo tanto, la calidad

usos, por ejemplo como reactivo en la

ción en la red de gas española, cuyos

62

RETEMA

Especial BIOENERGÍA 2018

con

los

gránulos

de

reducción de la limitación de transfe-

I www.retema.es I

PROYECTO COSIN, HACIA EL GAS RENOVABLE Y EL ALMACENAMIENTO QUÍMICO DE LA ENERGÍA EN DEPURADORAS

principales subproductos son CO2 e hi-

natural de origen fósil. Se trata de una

te puesto que la demanda es mucho

drógeno (hasta el 5%). Para conseguir

solución implantada exitosamente en

más elevada y ya se dispone de infraes-

la calidad de red mediante CO2 es necesario el uso de dos reactores en se-

otros países de la Unión Europea (por

tructura de transporte y distribución. Ac-

ejemplo, Alemania, Francia, Reino Unido

tualmente la tecnología de metanación

rie. En el primero se consigue la mayor

y otros), donde gracias al desarrollo de

está en fase de desarrollo demostrativo,

parte de la reacción química (conver-

un marco regulatorio específico e incen-

aunque ya existe algún caso de aplica-

sión≈85-90%) y el segundo se utiliza

tivos, se han desarrollado e industrializa-

ción industrial en Alemania. Es impor-

para completar la reacción y cum-

tante que el sistema eléctrico esté

plir con la legislación actual (con-

lo suficientemente avanzado como

versión ≥ 99%). El perfil de tem-

para determinar los momentos en

peraturas de los reactores es

los que hay excedente de energía

clave para obtener la calidad de-

renovable y dar permiso a la ope-

seada. A nivel preliminar, se ha

radora para generar hidrógeno.

detectado que la eficiencia ener-

La metanación se podría plan-

gética de la planta piloto es supe-

tear como tecnología Power-to-

rior a 35-45% y se espera que las

Gas. Por una parte, para valorizar

condiciones de operación pue-

la corriente residual de CO2 de las

dan ser optimizada y conseguir

plantas de enriquecimiento de

una eficiencia superior al 50%.

biogás existentes. Por otra parte,

En el proyecto CoSin se experi-

la metanación directa del biogás

menta la metanación catalítica a

permitiría la obtención de gas re-

partir de tres fuentes de CO2 dis-

novable y almacenamiento de

tintas:

energía en un solo paso sin necesidad de la fase de enriquecimien-

• Biogás limpio de impurezas con

to. La viabilidad económica de la

un 55% de metano

metanación depende estrecha-

• Biogás parcialmente enriqueci-

mente de la disponibilidad de

do con un 80% de metano

electricidad renovable sobrante

• CO2 separado en la unidad de enriquecimiento de membranas

ya que el objetivo es almacenarla en forma de gas. do distintas tecnologías que permiten

Por lo tanto, cada una de las vías se-

CoSin también integra una línea de

conseguir la calidad suficiente para uso

rá más o menos adecuada en función

investigación para el desarrollo de nue-

vehicular e incluso inyección en la red

del grado de madurez del sistema

vos catalizadores de metanación con

gasista. Un escenario que no disponga

energético renovable. Por ejemplo, en

tolerancia a las impurezas de H2S y

de subvenciones o incentivos para la

un escenario donde la energía renova-

nuevos diseños de reactores activados

producción de biocombustible supondrá

ble excedente sea escasa, se verán fa-

por plasma, cuyo desafío es la activi-

una barrera, siempre y cuando el com-

vorecidas las tecnologías de produc-

dad a baja temperatura, la activación

bustible fósil mantenga su bajo precio.

ción de gas renovable. Por el contrario,

rápida y la estabilidad a largo plazo.

Por otro lado, la metanación del CO2 surge como vía potencial de almacena-

en un escenario donde la producción

PERSPECTIVAS DE LAS

miento de la energía renovable exce-

bién el excedente, es cuando los pro-

TECNOLOGÍAS DE GAS

dente. Cuando existe excedente de

cesos de almacenamiento de energía

RENOVABLE

energía eléctrica renovable procedente

cobran sentido.

de energía renovable es elevada y tam-

de parques eólicos o solares, se utiliza Agradecimientos

El enriquecimiento de biogás es un

para la generación de hidrógeno me-

proceso totalmente desarrollado, funcio-

diante la electrólisis del agua. Si bien la

nal y técnicamente viable a día de hoy.

demanda de hidrógeno no es demasia-

Agradecemos a la operadora de aguas Aigües

Sin embargo, el mayor freno de esta tec-

do elevada y se requeriría de infraes-

de Sabadell y al Ayuntamiento de Sabadell por ce-

nología es el elevado coste de obtención

tructura, su uso para la conversión de

dernos el espacio y el biogás para la realización de

del biometano respecto al coste del gas

CO2 a metano es una opción interesan-

este proyecto.

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Especial BIOENERGÍA 2018

RETEMA

63

TECNOLOGÍA I VOGELSANG

Vogelsang: innovaciones en el campo del biogás

S

egún el Parlamento Europeo, en el 2030 el 35% de la electricidad se producirá a partir de energías renovables. El

biogás, por lo tanto, juega un papel muy importante en este desarrollo, produciendo un total de casi 10.000 MW. Aunque, si esto es posible, es gracias al concepto BIOGASmax de Vogelsang.

NO IMPORTA QUÉ COMPONENTES SE USEN EN LA PLANTA, BIOGASMAX TE AYUDARÁ A AUMENTAR LA EFICIENCIA “La inversión necesaria para la optimización de la planta se amortiza en pocos años, ya que puede dar lugar a incrementos en el rendimiento y a reducciones de costes en el rango de cuatro a seis cifras anuales”, comenta Markus Liebich, Director de Ventas de Vogelsang Alemania.

Vogelsang ofrece un amplio abanico de productos para optimizar la digestión, a la vez que mejora el uso de cosustratos, evitando interrupciones en la producción y un consumo de energía excesivo. Ciertamente, tiempo significa dinero y en ocasiones los operadores de las plantas de biogás focalizan más sus esfuerzos en tratar de solucionar problemas que en producir biogás. Por ello, BIOGASmax es un servicio de asesoramiento basado en 5 pasos para garantizar un alto rendimiento de la planta.

El primero consta de un análisis exhaustivo para identificar las fortalezas y debilidades de la planta así como defi-

64

RETEMA

Especial BIOENERGÍA 2018

I www.retema.es I

VOGELSANG I TECNOLOGÍA nir objetivos. A raíz de este análisis los consultores de BIOGASmax desarrollan soluciones lo más económicas posibles. Así, en tercer lugar, se proponen las mejoras tecnológicas que se consideren más apropiadas para alcanzar los objetivos propuestos. Posteriormente, Vogelsang suministra los equipos que considera que puedan encajar en la planta, garantizando un manteni-

“La inversión necesaria para la optimización de la planta se amortiza en pocos años, ya que puede dar lugar a incrementos en el rendimiento y a reducciones de costes en el rango de cuatro a seis cifras anuales”, Markus Liebich, Director de Ventas de Vogelsang Alemania

miento y asesoramiento continuos.

REDUCCIÓN DE COSTES EN LA PLANTA DE DUDERSTADT (ALEMANIA) decidió que el digestor debería circular

ración de 40 minutos por hora. En su

La planta, que está diseñada para

una vez a la semana con una bomba

totalidad, esto supone un ahorro de

trabajar mediante una digestión seca, cuenta con un digestor de 2000 m3, un

lobular ya instalada. Para proteger la

energía de más de 1.600 kWh por se-

bomba de cuerpos extraños al mismo

mana, lo que equivale a 85.000 kWh

tanque de post-tratamiento y un alma-

tiempo que se trituraban los co-fermen-

por año o de 10.000 a 12.000 euros de

cén final, con una potencia nominal de

tos, se instaló un RotaCut 5000 Pro.

ahorro anuales, según la región. Con

680 kW. La alimentación de la planta se

Esta medida supuso una gran mejo-

esta gran mejora, la inversión se amor-

basa aproximadamente en un 50% de

ra para la planta: durante el fin de se-

tizó en pocos meses y la planta de bio-

ensilado de maíz, un 30-40% de purín

mana, el digestor circula durante apro-

gás consigue ahorrar en la actualidad

bovino, 8% de ensilado de hierba y el

ximadamente 60 horas y la potencia

una cantidad considerable de dinero.

5% restante de cereales y cereales ver-

consumida de la bomba en combina-

des, con una sequedad del 12-13%.

ción con el RotaCut es 10kW. Por otro

Los agitadores alcanzaban rápidamen-

lado, la potencia que necesitan los

te la máxima capacidad con una po-

mezcladores se redujo drásticamente

tencia de 50kW y para compensarlo se

hasta los 30kW con un tiempo de ope-

I www.retema.es I

Especial BIOENERGÍA 2018

VOGELSANG

www.vogelsang.es

RETEMA

65

Biofactorías, el poder del cambio de paradigma SUEZ plantea un nuevo enfoque para las depuradoras basado en la economía circular, que valorizan el 100% de los residuos y son autosuficientes energéticamente

a expresión ‘cambio de para-

ciones científicas’ demostró que cada

miento. El poder del cambio de para-

digma’ fue introducida en 1962

avance, cada paso adelante de la hu-

digma, una vez superada la crisis de

por el físico estadounidense y

manidad en materia científica, requiere

crecimiento que suele conllevar, es ex-

experto en filosofía de la cien-

primero una ruptura con la tradición,

ponencial porque supone engrandar

cia Thomas Kuhn, quien en su influ-

con las viejas maneras de pensar y

nuestra mirada y nuestra comprensión

yente libro ‘La estructura de las revolu-

con los anteriores modelos de conoci-

sobre el funcionamiento del mundo y

L 66

RETEMA

Especial BIOENERGÍA 2018

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BIOFACTORÍAS, EL PODER DEL CAMBIO DE PARADIGMA

de nosotros mismos, abriendo cami-

GENERADORAS DE

nos de infinitas posibilidades. Es lo

BIOCOMBUSTIBLES

que hicieron en el pasado visionarios como Copérnico, Newton o Einstein.

Gracias a la implantación de las últi-

La economía circular es, sin duda, la

mas tecnologías, las biofactorías con-

nueva revolución que debe permitirnos

siguen reutilizar el agua regenerada

hacer frente al gran desafío de nuestra

para usos agrícolas, urbanos, indus-

época: el cambio climático. El modelo

triales y ambientales. También produ-

de crecimiento lineal, que devora los

cen energía renovable, pudiendo ser

recursos naturales sin reponerlos, está

autosuficientes e incluso generar ex-

agotado. Estamos obligados a apostar

cedente. Asimismo, le dan valor a to-

por un patrón que transforme los resi-

dos los residuos para su uso agrícola o

duos en nuevos recursos.

energético. Toda esta actuación, que

La reutilización del agua, el elemento

va en la línea de la consecución de los

que nos distingue como planeta y que

Objetivos de Desarrollo Sostenible

es sinónimo de vida, constituye uno de

(ODS), no es posible sin una estrecha

los principales retos para lograr un mun-

colaboración con las administraciones

do más sostenible. Es aquí donde apa-

locales y con otros grupos de interés.

rece un nuevo paradigma en la depura-

Las biofactorías, además de cum-

ción del agua: las biofactorías, que

plir con su misión de reciclar las

sustituyen el modelo de las depurado-

aguas residuales, son generadoras de

ras tradicionales. Se trata de un nuevo

biocombustibles y energía térmica,

concepto de unidades energéticamente

valorizan el 100% de los residuos (are-

autosuficientes que, en vez de consumir

nas, fangos y grasas para la agricultu-

recursos, dan una segunda vida al agua

ra) y, en vez de consumir energía, son

y a otros elementos clave para el funcio-

productoras de energía eléctrica reno-

namiento de nuestro ecosistema.

vable. Es decir, ejemplifican un círculo

I www.retema.es I

Especial BIOENERGÍA 2018

Las biofactorías, además de cumplir con su misión de reciclar las aguas residuales, son generadoras de biocombustibles y energía térmica, valorizan el 100% de los residuos y, en vez de consumir energía, son productoras de energía eléctrica renovable

RETEMA

67

BIOFACTORÍAS, EL PODER DEL CAMBIO DE PARADIGMA

virtuoso que permite dar un gran salto adelante para lograr la sostenibilidad de todos los procesos humanos.

CHILE, PAÍS PIONERO El poder transformador de las biofactorías ha quedado demostrado en Chile, donde Aguas Andinas (parte del grupo SUEZ) lleva a cabo una experiencia pionera en el mundo con resultados muy satisfactorios. Aguas Andinas se propuso como meta alcanzar la emisión cero mediante la transformación de sus plantas de tratamiento en biofactorías, las primeras en el mundo.

Estas modernas fábricas reutilizan el 100% de los residuos y los transforman en energía que es inyectada en

El poder transformador de las biofactorías ha quedado demostrado en Chile, donde Aguas Andinas lleva a cabo una experiencia pionera en el mundo con resultados muy satisfactorios

puede ser valorado nuevamente como recurso, aplicando de esta manera el concepto de economía circular y avanzando en la política de residuo cero.

En la capital chilena, la Biofactoría del Gran Santiago está compuesta por las plantas de La Farfana, MapochoTrebal y el Rutal. La Planta Mapocho es un 86% autosuficiente energéticamente y se espera que, a principios de 2019, en base a la producción de biogás dentro de la misma biofactoría, se llegue a un 100% de producción de energía eléctrica requerida para su funcionamiento.

Este cambio de paradigma no es solo un gran ejemplo de economía circular, sino que también significa configurar nuevos conceptos. Pasar de

sus procesos de producción. Junto

una planta depuradora convencional

con el hecho de descontaminar las

a una biofactoría ha fortalecido a

aguas residuales y convertirlas en

Aguas Andinas y le ha permitido con-

aguas limpias, las plantas de trata-

vertirse en un referente en el sector en Latinoamérica y en todo el mundo.

miento reconvierten parte de sus lodos en biogás y biosólidos.

Para el sector industrial, la biofactoría

Esto supone ir un paso más allá en el

se erige como una nueva alternativa

LA EXPERIENCIA DE

ciclo integral del agua. Las plantas tra-

para la gestión de residuos, los que fi-

GRANADA

tan las aguas residuales y producen

nalmente, bajo el nuevo concepto, de-

biogás como fuente de electricidad o

jan de ser considerados como un exce-

En España, la Empresa Municipal de

gas natural, agua limpia y biosólidos.

dente inservible, ya que dicho material

Abastecimiento y Saneamiento de Granada, S.A. (Emasagra) – participada por el Ayuntamiento y el Grupo Agbar- lleva a cabo un ambicioso proceso que aúna tratamiento de aguas residuales y autosuficiencia energética en el municipio y su área metropolitana. El nuevo modelo de gestión impulsado por la compañía ha permitido transformar la EDAR (Estación Depuradora de Aguas Residuales) Sur de Granada en la Biofactoría Sur y la EDAR Oeste en la Biofactoría Vados.

Emasagra espera alcanzar la autosuficiencia energética este mismo año.

El esquema de funcionamiento es el mismo. A partir de la limpieza del agua, conocida como línea de agua, surge una línea de lodos y una línea de gas.

Emasagra apuesta por una gestión sostenible de los residuos, valorizando

68

RETEMA

Especial BIOENERGÍA 2018

I www.retema.es I

BIOFACTORÍAS, EL PODER DEL CAMBIO DE PARADIGMA

estos productos de desecho mediante

La reutilización del agua

la estabilización de los lodos para la

en el ámbito agrícola es tam-

producción de abono aplicable en la

bién una opción estratégica,

agricultura, y consiguiendo un ahorro

pues el agua regenerada

energético en la propia depuradora

puede emplearse con segu-

mediante la cogeneración de energía

ridad en el riego de cultivos

eléctrica a partir del biogás producido.

o incluso en acuicultura.

Esta gestión sostenible ha sido dis-

Además del uso industrial,

tinguida recientemente por Forética,

urbano y agrícola, la legisla-

una asociación que engloba a empre-

ción vigente en España per-

sas y profesionales de la responsabili-

mite también reutilizar agua

dad social líder en España y Latinoa-

con fines recreativos (para

mérica. Pero las actuaciones van más

riego de campos de golf; en

allá y los datos son muy positivos. Ac-

fuentes y sistemas ornamen-

tualmente, el 100% del agua depurada

tales) y ambientales (recarga

por Emasagra se reutiliza para el rie-

de acuíferos, riego de bos-

go, y alrededor de 25.800 toneladas

ques, humedales, manteni-

anuales de fangos se utilizan como

miento de ríos, entre otros).

abonos o en aplicaciones experimen-

California, Singapur, Israel y

tales punteras, tales como la siembra

Australia son pioneras en el

en taludes de carretera.

uso del agua regenerada. En España también existen

LA APUESTA DE AIGÜES DE

ejemplos muy avanzados de

BARCELONA

reutilización en Canarias, Murcia, Madrid y en localida-

Aigües de Barcelona, compañía

des como Tarragona. Es fundamental

puntera del Grupo Agbar y caracteriza-

dar a conocer los detalles de estas

da por su apuesta por la sostenibilidad,

experiencias de éxito para concien-

planea convertir la Estación Depurado-

ciar a usuarios finales, a los organis-

ra de Aguas Residuales (EDAR) de El

mos competentes y a los gestores de

Prat de Llobregat (Barcelona) en una

la necesidad de implementar esque-

biofactoría, lo que sucederá a lo largo

mas de reutilización.

de 2019, una vez le sean concedidos todos los permisos administrativos.

La necesaria implantación de la economía circular se consigue con ini-

El ecólogo y presidente de la Comi-

ciativas como la reciente puesta en

sión de Sostenibilidad de la compañía,

marcha por parte de la Cámara de Co-

Ramon Folch, ha explicado que el ob-

mercio de España de la Comisión de

jetivo es que la planta se rija completa-

Economía Circular, con el objetivo de

mente por los principios de la econo-

identificar y proponer medidas que

mía circular y que cubra el 100% de

contribuyan a alcanzar un crecimiento

sus necesidades energéticas con re-

económico más equilibrado y sosteni-

cursos propios a base de biogás, pro-

ble. La Comisión está presidida por

cedente de barros, y energía solar a

Suez Spain, y en ella están representa-

través de placas solares con un balan-

dos tanto actores públicos como priva-

ce cero de dependencia energética y

dos. Lograr un auténtico sistema basa-

de emisiones de CO2. Un cambio de

do en la economía circular pasa por

paradigma para conseguir una gestión

transformar el conocimiento y la inno-

más sostenible del agua, el reaprove-

vación a nuestro alcance en solucio-

chamiento de todos los residuos y el

nes que consigan ese objetivo o cam-

equilibrio energético.

bio de paradigma.

I www.retema.es I

Especial BIOENERGÍA 2018

Aigües de Barcelona convertirá la depuradora de El Prat de Llobregat en una biofactoría a lo largo de 2019, con capacidad para cubrir el 100% de sus necesidades energéticas con recursos propios a base de biogás y energía solar

RETEMA

69

DESARROLLO DE UN NUEVO PROCEDIMIENTO PARA LA INYECCIÓN DE BIOMETANO EN LA RED DE DISTRIBUCIÓN DE GAS NATURAL

Desarrollo de un nuevo procedimiento para la inyección de biometano en la red de distribución de gas natural Dr. Ángel M. Gutiérrez1, Dr. Juan Ramón Arraibi1, Juan Ignacio Rey1, Enrique Ipiñazar2, Amaya Arteche2, Jorge Aragón2, Roberto Gutiérrez2, José Antonio Díaz Capilla2, Lucía García Gómez3 y Laura Rodríguez Rodríguez3 1 Nortegas Energía Distribución, S.A I www.nortegas.es • 2Tecnalia R&I I www.tecnalia.com • 3Icube, S.L. I www.icubesl.com

EL RETO DEL BIOMETANO

energía en la UE para 2030.

do el biogás mediante el uso de distin-

Recientemente, el biometano está

tas tecnologías, como membranas, la-

La Unión Europea pretende fomentar

creciendo en importancia como com-

vado con agua o adsorción por oscila-

las energías más limpias para convertir

bustible alternativo y "verde", y puede

ción de presión (conocido por sus

a la UE en un líder mundial en energías

desempeñar un papel importante para

siglas en inglés, PSA -pressure swing

renovables y garantizar que se alcance

que las redes de gas natural sean más

adsorption), entre otras.

el objetivo de al menos el 32% de ener-

ecológicas y más respetuosas con el

El principal motivo que está limitan-

gías renovables en el consumo final de

medio ambiente. Se obtiene depuran-

do el despegue del mercado del bio-

70

RETEMA

Especial BIOENERGÍA 2018

I www.retema.es I

DESARROLLO DE UN NUEVO PROCEDIMIENTO PARA LA INYECCIÓN DE BIOMETANO EN LA RED DE DISTRIBUCIÓN DE GAS NATURAL

metano es la regulación española para su inyección en redes de distribución de gas natural, definida en el protocolo de detalle PD-01 “Medición, Calidad y Odorización de Gas” publicado en el BOE el 7 de enero de 2013.

Los requisitos vigentes en materia de calidad del gas son tan restrictivos que hacen que la inyección del biometano en red en la mayoría de los casos sea económica y técnicamente inviable debido al elevado coste de inversión tecnológica necesaria para purificar el biogás a los niveles de calidad actualmente establecidos.

En busca de una solución al respecto, surge el proyecto Smart Green Gas - un estudio colaborativo de Investigación,

Sistema de inyección de biometano a la ERM compuesto por caudalímetro y válvula neumática de control y regulación del caudal inyectado

Desarrollo e Innovación respaldado por el Centro para el Desarrollo Tecnológico Industrial (CD-

rramienta de simulación que permite

tion, se estructura en una combinación

TI) con fondos FEDER y ejecutado por

realizar una preselección rápida de

de operaciones/etapas de purificación

un consorcio de grandes empresas y

las mejores operaciones unitarias/eta-

de biogás en base a las mejores tec-

pymes compuesto por FCC Aqualia,

pas previamente definidas para purifi-

nologías disponibles para reducir el

Naturgy, Diagnostiqa y Dimasa.

car el biogás de una composición co-

contenido de sus principales contami-

nocida y obtener biometano de baja LA SOLUCIÓN PARA LA

calidad para así hacer rentable la eta-

nantes (CO 2 , SH 2 ). Posteriormente, Nortegas amplía el alcance de la he-

INYECCIÓN DEL BIOMETANO

pa de depuración.

rramienta con la colaboración de la

EN RED

• Fase 2: acondicionamiento de la

empresa Icube para aumentar el rango

composición del biometano a los es-

de gases en estudio (O2, H2O, Siloxa-

En el marco del proyecto Smart Green

tándares vigentes mediante blending

nos, NH3, etc).

Gas, la compañía Nortegas Energía Dis-

con gas natural en Estaciones de Re-

Esta herramienta de preselección rá-

tribución está diseñando un prototipo hí-

gulación y Medida (ERM). Se define la

pida ha sido desarrollada en formato Ex-

brido y flexible para purificar el biogás

etapa de inyección en red como una

cel: cada operación unitaria se define

de diferentes fuentes, con el fin de in-

operación de purificación de biogás

en una pestaña independiente y se ha

yectar biometano de baja calidad en la

adicional.

modelado para que, considerando el contenido de la corriente de biogás en-

red española de distribución de gas naa. Herramienta de preselección

trante, los resultados de purificación se-

rápida para estudiar la

an lo más realistas posible. Las condi-

senta un enfoque novedoso para su-

purificación de biogás a

ciones de operación y rendimientos de

perar el inconveniente mencionado

biometano

cada etapa de tratamiento se han estu-

tural o para usarlo como combustible.

La propuesta de Nortegas repre-

diado a partir de datos teóricos (artícu-

anteriormente, articulado en 2 fases principales: • Fase 1: Desarrollo de una nueva he-

I www.retema.es I

La herramienta desarrollada conjun-

los de investigación, bases de datos de

tamente por Nortegas y el centro tec-

proveedores industriales, etc.) y datos

nológico Tecnalia Research & Innova-

reales (plantas industriales de biogás

Especial BIOENERGÍA 2018

RETEMA

71

DESARROLLO DE UN NUEVO PROCEDIMIENTO PARA LA INYECCIÓN DE BIOMETANO EN LA RED DE DISTRIBUCIÓN DE GAS NATURAL

Figura 1: Operaciones unitarias de upgrading de biogás seleccionadas y resultados Inicial Deshidratación

Carbón activo

Compresión

PSA Zeolitas

Resultado final

Caudal biogás (Nm3/h)

1,00 m3N/h

0,92 m3N/h

0,92 m3N/h

0,91 m3N/h

0,51 m3N/h

CH4 (%vol)

45,00%

49,02%

49,03%

49,39%

87,16%

O2 (%vol)

1,00%

1,09%

1,09%

1,10%

1,97%

N2 (%vol)

5,00%

5,45%

5,45%

5,49%

9,86%

SH2 (ppmv)

200,0 ppm SH2

217,9 ppm SH2

2,2 ppm SH2

2,2 ppm SH2

3,5 ppm SH2

CO2 (%vol)

40,00%

43,57%

43,58%

43,90%

1,00%

H2O (%vol)

9,0000%

0,8726%

0,8728%

0,1454%

0,0050%

Presión de entrada

1,0

1,0

1,0

6,0

6,0

Temperatura de entrada

20,0

5,0

5,0

5,0

5,0

Punto de rocío a presión atmosférica

5,0

5,0

5,0

5,0

5,0

Siloxanos (mg/Nm3)

8,00

8,00

8,00

8,00

8,00

NH3 (mg/Nm3)

3,00

3,00

3,00

3,00

3,00

Presión de trabajo etapa de compresión 1

6,0

6,0

6,0

6,0

6,0

Presión de trabajo etapa de compresión 2

200,0

200,0

200,0

200,0

200,0

Etapa 1

Etapa 2

Etapa 3

Etapa 4

Etapa 5

Deshidratación

Filtro carbón activo

Etapa de compresión 1

PSA Zeolitas

Etapa final

Secuencia: Etapas seleccionadas

operativas y resultados experimentales

con agua y sosa, absorción con ami-

etapas de tratamiento deseadas, se de-

llevados a cabo en fases previas del

nas, filtro de carbón activo, biofiltro,

be seleccionar la opción de "Última eta-

propio proyecto SMART GREEN GAS).

secado con unidad de refrigeración,

pa". El máximo de operaciones unita-

Entre las operaciones/etapas consi-

membranas comerciales y membranas

rias/etapas que se pueden establecer

modificadas.

son diez.

deradas en el simulador están: PSA con zeolitas, lavado con agua, lavado

Sistema de medición de la calidad del gas natural de mezcla

72

RETEMA

Otras etapas auxiliares consideradas

• La visualización del proceso de se-

son: compresión de gas, buffer y la op-

lección de etapas y resultados se

ción de inyección directa en red en caso

muestra en la Figura 1. La pestaña in-

de que el biometano obtenido cumpla

cluye la composición del gas a la sali-

con los estándares de calidad vigentes.

da de cada operación unitaria. Ade-

Las instrucciones de uso de la herra-

más, en la parte inferior del panel de

mienta de preselección se estructuran

selección, están disponibles las si-

en los siguientes hitos:

guientes opciones:

• Se define la composición del biogás

1. Reiniciar las operaciones seleccio-

de entrada a la planta de tratamiento

nadas haciendo clic en "nueva simula-

en la pestaña “Datos de biogás”.

ción",

• A continuación, el usuario puede ele-

2. Cambiar la composición del biogás

gir la secuencia de operaciones unita-

presionando "composición de biogás" y

rias en la pestaña “Simulador PRETRA-

3. Modificar o verificar las restricciones

TAMIENTOS”, mediante un desplegable

consideradas para las condiciones de

de las tecnologías contempladas. Cuan-

operación haciendo clic en "restriccio-

do ya se han seleccionado todas las

nes".

Especial BIOENERGÍA 2018

I www.retema.es I

DESARROLLO DE UN NUEVO PROCEDIMIENTO PARA LA INYECCIÓN DE BIOMETANO EN LA RED DE DISTRIBUCIÓN DE GAS NATURAL

b. Estación de Mezcla y

ti-explosión.

en Gas se han realizado varios ensayos

Regulación (EMR)

• Medidor de punto de rocío de la mez-

para una composición dada. A modo

cla de gases.

de ejemplo, para una composición pro-

Tras obtener un biometano de baja

• Un analizador de gas: CH4, CO2, O2,

medio de gas de vertedero, los estu-

calidad con el sistema optimizado en

dios realizados con la herramienta de

costes y eficiencia gracias a la herra-

H2 y SH2.

• Un Sistema de Monitorización y Ac-

mienta de preselección desarrollada,

tuación (SMA) desarrollado en colabo-

tes tratamientos desde el punto de vista

se diseña un sistema de blending o

ración por Nortegás y TECNALIA Rese-

técnico y económico: deshidratación,

mezcla de gas natural y biometano co-

arch & Innovation para inyección

filtro de carbón activo, compresión a 10

mo última etapa para purificar el gas

inteligente de biometano controlando

bar y PSA con zeolitas.

según los estándares de calidad reque-

los parámetros del gas en la mezcla y

Como la composición de biometano

ridos para ser inyectados en la red de

actuando sobre el volumen total del

no estaría de acuerdo con la normativa

distribución de gas natural de España.

biometano inyectado.

española actual, se utiliza la última eta-

• Un servidor remoto

pa de mezcla con gas natural para

El sistema se ha denominado Esta-

ajustar la composición del gas.

ción de Mezcla y Regulación (EMR) y consta de los siguientes dispositivos:

pre-selección recomiendan los siguien-

Con este novedoso planteamiento, aunque el biometano puede no tener la

• Un sistema de almacenamiento de

calidad requerida, es la mezcla con

biometano con regulador de presión.

gas natural la que debe cumplir con los

• Un medidor de flujo de inyección.

estándares mínimos de calidad fijados

• Una electroválvula de regulación.

en la legislación nacional.

colaboración con Tecnalia R&I e ICUBE, han motivado la publicación y la concesión en el ámbito del

RESULTADOS

World Gas Conference 2018, del IGU Innovation

• Placa de pared con regulador de presión, filtro de condensado y barrera an-

Los trabajos desarrollados por Nortegas Energía Distribución en el proyecto Smart Green Gas en

• Una Estación de Regulación (ERM) en la que se inyecta el biometano.

Agradecimientos

En el marco del proyecto Smart Gre-

Award 2018 en la categoría de “Gas and Renewables”. El premio ha sido entregado a la compañía en Washington el 28 de junio de 2018 (ver fotogra-

Tabla 1: Composición de la mezcla de gas natural + biometano en la salida de gas de la ERM ERM Gas entrada

Biometano inyectado en ERM

ERM Gas salida

Metano (%mol)

96

87.16

95.12

Etano (%mol)

2

0

1.8

Propano (%mol)

0

0

0

N2 (%mol)

0.5

9.86

1.44

CO2 (%mol)

1.5

1

1.45

O2 (%mol)

0

1.97

0.20

SH2 (ppmv)

5

3.5

4.85

H2O (ppmv)

0

50

5

NH3 (mg/m3N)

0

3

0.3

Siloxanos (mg/m3N)

0

5.6

0.56

Total (%mol)

100

99.99

99.999

Relación de volumen (m3N)

9

1

10

HHV (KWh/m3N)

10.44

9.14

10.31

Peso molecular

16.8

17.82

16.84

Densidad relativa

0.581

0.616

0.528

Índice de Wobbe (kWh/m3N)

13.69

11.65

13.48

N.º metano

92.7

76.6

91.1

I www.retema.es I

Especial BIOENERGÍA 2018

fía: De izqda. a dcha. Angel Mª Gutierrez, R&D Manager y Juan Ramón Arraibi, Chief Operating Officer de Nortegas).

RETEMA

73

FERTILIZANTES Y GAS NATURAL RENOVABLE: CERRANDO EL CÍRCULO DE LA ECONOMÍA CIRCULAR

Fertilizantes y gas natural renovable: cerrando el círculo de la economía circular Luis Puchades Rufino1, Jorge Samper Sirvent2 Biovic consulting S.L. I www.biovic-consulting.es • 2Advanced Waste Treatment Solutions S.L.

1

Planta de biometano “Almere”, en Holanda, construida por Ludan Renewable Energy

L

biogás agroindustrial en España.

os proyectos de biogás agroin-

cir la carga orgánica de los residuos,

dustrial se han planteado histó-

olores, patógenos o las emisiones aso-

Es probable que estemos ante una

ricamente, en España, para tra-

ciadas, y sobre todo generar un bio-

tercera “oleada” del biogás agroindus-

tar de resolver problemas

gás con fines energéticos, pero no es

trial en España, siendo la primera la

asociados a la gestión de residuos or-

una solución final al problema del resi-

que se produjo en los años 80, muy

gánicos como los purines porcinos o

duo ya que no se produce la elimina-

centrada en el tratamiento de purines,

los lodos de depuradora.

ción de ciertos componentes proble-

y la segunda en los 2000, asociada

máticos, como pueda ser el nitrógeno

fundamentalmente a los tecnólogos

o la conductividad excesiva.

alemanes que aterrizaron, sin gran éxi-

En determinadas ocasiones, se ha tratado de dar a estos proyectos más capacidades de las que realmente tie-

Este puede ser uno de los motivos,

to, en nuestro país. Este nuevo impulso

nen. La digestión anaeróbica es un

ciertamente no el único, que han las-

parece ser que vendrá determinado

proceso eficiente y probado para redu-

trado hasta la fecha el desarrollo del

por el biometano o gas natural renova-

74

RETEMA

Especial BIOENERGÍA 2018

I www.retema.es I

FERTILIZANTES Y GAS NATURAL RENOVABLE: CERRANDO EL CÍRCULO DE LA ECONOMÍA CIRCULAR

ble, es decir, el biogás refinado hasta

científica sobre sus características. Es

drán comercializarse más fácilmente

tener las mismas características que el

por tanto una materia prima interesan-

en la Unión Europea, gracias a las

gas natural que circula por la red. El

te para la formulación de fertilizantes,

normas aprobadas en octubre de

biogás como “renovable” del gas natu-

y así aparece en el Anejo IV del Real

2017 por el pleno de la Eurocámara.

ral es una interesante propuesta, y en

Decreto 506/2013, de 28 de junio, so-

También sobre materias primas críti-

Europa ya hay más de 600 plantas de

bre productos fertilizantes.

cas (MPC) es una cuestión importante, que son las que combinan una

biometano funcionando a escala comercial.

Hay dos aspectos que están cambiando las reglas del juego:

UE con un alto riesgo asociado a su abastecimiento, y dentro de esta es-

LOS DIGESTATOS, DE PROBLEMA A OPORTUNIDAD

gran importancia económica para la

• Por un lado, estamos asistiendo a

tán los fertilizantes.

numerosos cambios en el Es vital que la implantación de los

sector agrícola, donde la im-

proyectos de biogás vayan asociados

portancia de la fertilización

a una solución completa a la gestión

orgánica va en aumento, y no

del digestato, que será siempre una

solo para sectores específi-

solución específica de cada emplaza-

cos como es la agricultura

miento, ya que:

ecológica, sino en formas de

Maíz con riego por goteo, fertilizado por digestatos microfiltrados

cultivos más tradicionales. La • El digestato, si bien tiene una serie

fertilización exclusivamente a

de características comunes, presenta

base de agroquímicos es el

una variabilidad derivada de las distin-

pasado, la importancia de la

tas materias primas de origen que nu-

materia orgánica en la es-

tren a cada planta.

tructura del suelo es unáni-

• Es fundamental buscar el equilibrio

memente reconocida, y cada

con el ecosistema agroganadero don-

vez más, los planes de fertili-

de se ubique la planta. Habrá zonas

zación lo tienen en cuenta.

con excedentes de nutrientes y satura-

Numerosas empresas de fer-

ción de granjas, y casos donde, aun-

tilizantes españolas se están

que parezca que haya una gran pro-

convirtiendo en referentes

ducción de residuos, la agricultura

mundiales en la formulación

local siga importando enormes canti-

de fertilizantes de base orgá-

dades de fertilizantes. En resumen, di-

nica, siendo un sector de un

fícilmente se aplicará la misma solu-

enorme dinamismo.

ción en los regadíos de Badajoz que

• La Unión Europea está

en la zona de invernaderos de Almería

aprobando una serie de me-

o en las tierras de pastos del Norte de

didas asociadas al paquete

España.

de economía circular poten-

• La agricultura local requerirá diver-

ciando la reutilización de

sos insumos fertilizantes que en su

nuestros residuos y subproductos en

VALORIZACIÓN VS

composición y presentación variarán

la elaboración de fertilizantes. A su

ELIMINACIÓN

mucho según ubicación geográfica, ti-

vez, está la orientación general de la

po de cultivo, tipo de suelo, prácticas

nueva PAC, que pretende hacer de la

A priori la valorización de nutrientes

agrícolas e incluso del estado fenoló-

agricultura europea una agricultura

y materias orgánicas siempre debe de

gico del cultivo.

más sostenible en temas de secuestro

ir por delante de la eliminación, pero

de carbono por los suelos agrícolas,

no son dos conceptos totalmente ex-

El digestato generado en los proce-

biodiversidad, conservación del suelo

cluyentes.

sos de digestión anaerobia está am-

o calidad del agua y del aire. Los nue-

Todas las plantas de producción de

pliamente testado para su aplicación

vos fertilizantes producidos a partir de

fertilizantes a partir de digestatos ten-

agrícola y existe una extensa literatura

materiales orgánicos o reciclados po-

drán fracciones que no serán valoriza-

I www.retema.es I

Especial BIOENERGÍA 2018

RETEMA

75

FERTILIZANTES Y GAS NATURAL RENOVABLE: CERRANDO EL CÍRCULO DE LA ECONOMÍA CIRCULAR

bles, y que por tanto deberán ser gestionadas.

La buena noticia es que la mayor parte de tecnologías están maduras, y el abanico de posibilidades es enorme, siendo prácticamente el único limitante la viabilidad económica de cada proyecto en sí, pero no la oferta de tecnologías ampliamente testadas.

Los sistemas de separación de sólidos, filtración por membranas, sistemas biológicos de eliminación de nutrientes, evaporadores, stripping de amonio, y un largo etcétera están listos y pueden encontrarse muchas aplicaciones viables técnica y económicamente. Todas estas tecnologías tendrán su juego en los sistemas de extracción, concentración y valorización de materia orgánica, macro y micronutrientes de los digestatos, o en el tratamiento de las fracciones no valorizables. Y todo esto debe de integrarse a su vez con la potenciación de la valorización local de estos productos,

Parcelas de cultivo donde se testan los fertilizantes derivados de digestato, ubicadas en Caudete

cuando y donde sea posible.

Las mejores soluciones vendrán siempre de conjugar la realidad del di-

de más de 50 toneladas diarias de

dad (que no evolucione ni produzca

gestato que se tiene con la tecnología

subproductos agroalimentarios (restos

gas una vez está concentrado), ase-

disponible y su adaptación a las con-

de lechugas, brócoli, melón, calabaza,

gurar una riqueza en nutrientes esta-

diciones agrarias locales.

etc.). En 2018 ha implementado una

ble o que no obture los sistemas de

instalación para microfiltrar y concen-

riego localizado.

ALGUNOS EJEMPLOS DE

trar los digestatos, que está actual-

PROYECTOS

mente en funcionamiento.

Proyecto Life-In-Brief

Sobre este proyecto se han desarroPlanta de fertilizantes Kernel

llado las tecnologías de ultrafiltración y

El proyecto LIFE In-BRIEF ha perse-

Export

de evaporación de digestatos, con el

guido el desarrollo y aplicación de un

fin de producir fertilizantes aptos para

modelo integrado de gestión de bio-re-

La empresa Kernel Export es una in-

goteo y con la menor conductividad

siduos y lodos de depuración, para su

dustria agroalimentaria situada en Los

posible, utilizables en agricultura eco-

transformación en energía renovable y

Alcázares (Murcia) cuya actividad es

lógica y convencional.

fertilizantes de alto valor añadido para

la producción, transformación y co-

A su vez, se está realizando una in-

uso agrícola y urbano. El proyecto está

mercialización de verduras y hortali-

tensa campaña de ensayos agrícolas

siendo desarrollado en la planta de

zas, en cultivo ecológico y tradicional.

para validar los fertilizantes produci-

biogás situada en La Vall D’Uixó, Cas-

Gestiona más de 2.000 Ha. de produc-

dos, sobre diversas parcelas agríco-

tellón, y en él participan diversas em-

ción hortícola propia, y entre ellas más

las ubicadas en las provincias de Mur-

presas tecnológicas, de fertilizantes y

de 400 Ha. de producción ecológica.

cia, Almería y Albacete, y sobre

de servicios agrícolas, así como el

La empresa construyó en 2014 una

diversos cultivos hortícolas. Es de vital

centro tecnológico AIDIMME.

planta de biogás de 370 KW de poten-

importancia asegurar varios aspectos

cia eléctrica, y capacidad de gestión

del fertilizante, como son su estabili-

76

RETEMA

Especial BIOENERGÍA 2018

Los objetivos de este proyecto son:

I www.retema.es I

FERTILIZANTES Y GAS NATURAL RENOVABLE: CERRANDO EL CÍRCULO DE LA ECONOMÍA CIRCULAR

• Desarrollo de un nuevo modelo de

suelo y el agua evitando el uso in-

gestión bio-residuos y lodos de aguas

correcto de los residuos de

residuales a través de su tratamiento

fermentación generados

completo en una planta de biogás con

en plantas de biogás.

la producción de subproductos fertili-

• Promover el uso de

zantes y la generación de energía

plantas de biogás

eléctrica-calorífica

para la gestión de re-

• Demostración y validación de varios

siduos biológicos re-

procesos de transformación de bio-re-

duciendo su huella

siduos y lodos de depuración en fertili-

de carbono y las emi-

zantes.

siones de efecto inver-

• Producción y validación de un nuevo

nadero.

fertilizante líquido orgánico basado en

• Fomentar el cumplimiento de

la extracción de sustancias húmicas

la legislación de la UE en el campo

de los biorresiduos.

de la gestión de bio-residuos y lodos

• Reducción de los costes de opera-

de depuración, especialmente en rela-

ción de la planta industrial de biogás

ción con la Directiva Marco sobre resi-

mediante la recuperación de más del

duos (2008/98/CE), Directiva sobre

80% de los excedentes de energía tér-

vertederos (1999/31/CE) y la Directiva

El proyecto también ha desarrollado

mica.

sobre nitratos (91/676/CEE) objetivos

ya varios fertilizantes que están siendo

• Mitigación de la contaminación de

específicos.

testados a nivel agrícola.

Diagrama del proyecto Life-In-Brief

INTEGRACIÓN DEL CULTIVO DE LEMNA EN PLANTAS DE BIOGÁS DE PURINES DE CERDO. EL PROYECTO LIFE LEMNA

Integración del cultivo de lemna en plantas de biogás de purines de cerdo.

El proyecto LIFE LEMNA Andrés Pascual, Alfredo Rodrigo, Jose B. Carbajo AINIA Centro Tecnológico I www.ainia.es

INTRODUCCIÓN

cedentarios. El proyecto LIFE LEMNA

LEMNA

aborda la demostración de esta alternativa prometedora para la recupera-

nativa a través de un sistema de cultivo piloto de 250 m2 que ya se ha em-

ción de nutrientes de los efluentes de

pezado a operar junto a una planta

La lenteja de agua, también llamada

las plantas de biogás o digeridos. Su

de biogás ubicada en la localidad de

lemna, es una pequeña planta macrófi-

elevada capacidad de absorción de

Vila-sana (Lleida), y que trata princi-

ta que crece libremente sobre la su-

nutrientes y la calidad de su compo-

palmente purines de cerdo. El pre-

perficie de aguas estancadas o con

sición a nivel nutricional, permiten di-

sente artículo tiene por objeto pre-

poca corriente, especialmente en

señar soluciones circulares que me-

sentar la planta acuática lemna,

aguas ricas en nutrientes. Pertenece a

j o ren la sostenibilidad de las

tipos, características y aplicaciones,

la familia Lemnaceae, que engloba a 5

actividades ganaderas en lo que res-

así como explicar los objetivos y al-

géneros: Spirodela, Landoltia, Lemna,

pecta a la gestión de los purines ex-

cance del proyecto.

Wolffia y Wolffiella. En Europa, las prin-

El cultivo de la lemna es una alter-

Origen y variedades de lemna

Imagen 1. Aspecto de la lenteja de agua también llamada Lemna

78

RETEMA

Especial BIOENERGÍA 2018

I www.retema.es I

INTEGRACIÓN DEL CULTIVO DE LEMNA EN PLANTAS DE BIOGÁS DE PURINES DE CERDO. EL PROYECTO LIFE LEMNA

cipales especies son Lemna minor,

climas extremos, se puede encontrar

dos por Timmerman y Hoving (2017).

Lemna gibba y Spirodela polyrriza.

en aguas de prácticamente cualquier

También es importante encontrar el

Son plantas de estructura muy simple,

lugar del mundo. Se caracteriza por te-

punto de equilibrio respecto a la fre-

constituidas por entre uno y cuatro

ner una velocidad de crecimiento muy

cuencia de cosechado. Un cosechado

frondes (hoja-tallo) de pequeño tama-

elevada, lo que unido a sus largos pe-

del 20% de volumen de biomasa del

ño (0,1-1,5 cm), forma redondeada y

riodos de crecimiento anual en zonas

cultivo, realizado con una frecuencia

color verde, y una o varias raíces ad-

templadas hace de que este cultivo

de 2 veces por la semana, dio buenos

venticias que flotan libremente en el

presente unas tasas de producción de

resultados según el mismo estudio.

agua. Aunque la lemna puede produ-

biomasa por unidad de superficie al-

Este cultivo presente unas tasas de

cir flores, la reproducción es general-

tas. A mayor concentración de nitróge-

producción de biomasa por unidad de

mente asexual. Cada fronde tiene dos

no en el medio de crecimiento, mayor

super ficie muy elevadas (20-40 t

zonas meristemáticas en las que se

es la concentración de proteína en la

MS/ha·año) según estudios previos.

desarrollan de forma alternativa los

biomasa, lo que puede aprovecharse

Las principales experiencias de cultivo

nuevos frondes.

en ciertas aplicaciones. Sin embargo,

a gran escala suelen emplear sistemas

es importante tener en cuenta que las

en abierto como balsas, lagunas o ca-

Crecimiento y sistemas de

altas concentraciones de amonio en el

nales tipo race-way. En Estados Uni-

cultivo

medio de cultivo pueden resultar tóxi-

dos, Chile o Argentina existen ya plan-

cas. Así pues, una concentración de

tas de producción a gran escala con

La lemna crece en un amplio rango

nitrógeno favorable para su crecimien-

los que han logrado mejoras en la efi-

de temperatura (5-30ºC) y pH (4,5 y

to suele estar en el rango 30-50 mg

ciencia, aunque la información publi-

7,5) por lo que, excepto en zonas con

N/L según estudios previos recopila-

cada es escasa.

I www.retema.es I

Especial BIOENERGÍA 2018

RETEMA

79

Imagen 2. Sistema de producción de lemna. Parabel, EEUU.

Lo que parece claro es que todavía

nes de cultivo (intensidad lumínica,

materiales o productos químicos. El se-

existe un gran margen de mejora para el

concentración de nutrientes en el agua,

gundo grupo, incluiría las aplicaciones

desarrollo y optimización de sistemas

características del agua, climatología,

de mayor valor añadido con sistemas

de producción especializados. Eviden-

etc.). Un estudio reciente (Appenroth et

de cultivo en el que los nutrientes serí-

temente, a mayor valor añadido de la

al. 2017) comparó la composición hasta

an aportados a la medida de la espe-

aplicación final de la biomasa de lemna,

5 especies de lemna diferentes, varian-

cie de lemna y/o composición busca-

en especial para alimentación humana

do 4-8% en peso seco, entre 20-35%

da, con un mayor control y condiciones

o animal, cosmética, farmacia, etc., ma-

en proteína, 4-10% en almidón, 4-7% en

higiénicas. En este caso, hablamos de

yor cuidado en la selección de la espe-

lípidos, y con presencia en menor pro-

productos para alimentación humana o

cie, origen de los nutrientes, condicio-

porción de fibra, pigmentos, micronu-

animal, pero también productos cos-

nes higiénicas y en general, control de

trientes y vitaminas.

méticos, farmacéuticos, entre otros.

Aplicaciones

alternativos que promueve la bioeco-

El apoyo a los recursos biológicos

variables de cultivo, cabe aplicar.

Conviene tener presente la técnica

nomía unido al empuje de los plantea-

de cosechado sobre todo cuando se pudiera requerir una calidad de bioma-

Las aplicaciones de la lemna podrí-

mientos basados en economía circular

sa específica. En Holanda, empresas

an clasificarse en 2 grupos en función

hace vislumbrar un creciente interés

del sector del agua han desarrollado

de si el medio de cultivo empleado es

por la lemna en los próximos años. El

sistemas de cosechado automático me-

residual o ad-hoc. En el primer grupo,

proyecto LIFE Lemna se enmarcaría

diante filtros fijos o móviles puesto que

quedarían enmarcadas los usos de la

en el primero de los dos grupos y se

prolifera en sus canales, y que podrían

biomasa de lemna resultantes de un

expone a continuación.

ser aprovechados en producciones ad-

crecimiento a gran escala en un medio

hoc. En cualquier caso, frente a otras

donde los nutrientes son aportados por

biomasas acuáticas como las microal-

corrientes residuales tales como

gas, la lemna se cosecha de manera

efluentes de granjas o explotaciones

El proyecto LIFE LEMNA tiene por ob-

mucho más fácil.

agrarias, aguas residuales, etc. La apli-

jetivo demostrar la viabilidad de un sis-

cación más típica en este caso sería la

tema combinado de digestión anaero-

de recuperación de nutrientes, combi-

bia y cultivo de lemna para mejorar la

nada con aprovechamiento de la bio-

gestión de los nutrientes de los purines

La composición de la lenteja de agua

masa para fertilizantes, piensos (según

de las granjas de porcino. Aprovechan-

depende de la especie y las condicio-

condiciones higiénicas), bioenergía,

do los excedentes de nutrientes, la tec-

Composición

80

RETEMA

Especial BIOENERGÍA 2018

EL PROYECTO LIFE LEMNA

I www.retema.es I

INTEGRACIÓN DEL CULTIVO DE LEMNA EN PLANTAS DE BIOGÁS DE PURINES DE CERDO. EL PROYECTO LIFE LEMNA

Imagen 3. Sistema de producción de lemna a escala de laboratorio en AINIA

Problemática medioambiental Tabla 1. Aplicaciones de la lemna según el origen del medio de cultivo

La contaminación por nitratos es Crecimiento a partir nutrientes cuyo origen son corrientes residuales

Crecimiento en medio de cultivo ad-hoc para producción de una biomasa de lemna específica de alta calidad

uno de los principales problemas medioambientales asociados a las explo-

• Recuperación de nutrientes (N y P).

• Fitodepuración de contaminantes.

• Biocombustibles (biogás, bioetanol, etc.).

• Biofertilizantes.

• Biomateriales.

• Fuente de carbono para la obtención de intermedios químicos biobasados.

• Piensos (según condiciones cultivo).

• Productos alimentarios a base de lemna (zumos, barritas, etc.).

• Proteína u otros ingredientes o aditivos para alimentación humana • Alimentación animal.

• Cosmética.

• Farmacia.

• Otros.

taciones ganaderas, y es causada por una inadecuada gestión de los estiércoles y purines. Cuando se aplican al suelo dosis de nitrógeno superiores a las que pueden absorber los cultivos se generan excedentes de nitrógeno en el suelo, que pueden ser arrastrados en forma de nitrato hasta los acuí-

nología permite producir una biomasa

de fósforo y los elevados impactos am-

feros o las masas de agua superficial

de lemna con alto contenido en proteína

bientales asociados a la producción de

provocando un aumento de la concen-

y carbohidratos, que posteriormente es

fertilizantes inorgánicos y proteína vege-

tración de nitrato cercano o por enci-

procesada in situ para producir biofertili-

tal.LIFE LEMNA es un proyecto co-finan-

ma de los 50 mg/l, límite legal estable-

zantes y alimento para el ganado (Figu-

ciado al 60% por la Comisión Europea

cido en el agua de consumo humano y

ra 1). Se trata, por tanto, de un modelo

en el marco del programa LIFE+ (ref. LI-

la eutrofización de las aguas. De forma

de economía circular para hacer más

FE15 ENV/ES/000382), con presupuesto

similar a lo que ocurre con el nitróge-

sostenible los sistemas de producción

total de 1,298,994.00 €. El consorcio del

no, las aplicaciones excesivas de puri-

ganaderos. El desarrollo del proyecto

proyecto está liderado por AINIA centro

nes al suelo también producen exce-

contribuirá a alcanzar los objetivos de

tecnológico, y como socios forman par-

dentes de otros nutrientes, como es el

varias políticas ambientales en la UE,

te el Centro Nacional de Biotecnología

caso del fósforo. El enorme volumen y

como la directiva de nitratos, cambio cli-

(CNB) del Consejo Superior de Investi-

altísimo contenido en agua de los puri-

mático y calidad del aire y el suelo. Asi-

gaciones Científicas (CSIC), y la empre-

nes limita por un factor económico y

mismo, se encuadra dentro de las políti-

sa de Vilasana ECOBIOGAS-Porga-

ambiental su transporte y aplicación a

cas de eficiencia de recursos, escasez

porcs.

largas distancias caso de no haber

I www.retema.es I

Especial BIOENERGÍA 2018

RETEMA

81

INTEGRACIÓN DEL CULTIVO DE LEMNA EN PLANTAS DE BIOGÁS DE PURINES DE CERDO. EL PROYECTO LIFE LEMNA

disponible terreno agrícola disponible

vo de lemna a partir de la fracción lí-

pleada. Las especies de lemna de es-

para aplicarlo. El RD 261/1996 esta-

quida de los digeridos (fracción líqui-

ta colección están siendo caracteriza-

blece unos máximos de aplicación de

da) de una planta de biogás de puri-

das con técnicas de biología molecu-

estiércol de 210 Kg N/ha/año, que en

nes de cerdo. Para ello se llevarán a

lar y conservadas bajo condiciones

el caso de zonas vulnerables se redu-

cabo ensayos con un prototipo instala-

óptimas. La colección constituirá un

ce a 170 kg N/ha/año. Además, en ca-

do junto a una planta de biogás de pu-

elemento clave en la implementación

da comunidad autónoma se han desa-

rines de cerdo existente y que permiti-

de la aplicación al garantizar un uso controlado de la lemna.

rrollado códigos de buenas prácticas agrí-

La biomasa de lemna ob-

colas que establecen las

tenida bajo el modelo LIFE

pautas de aplicación pa-

LEMNA puede suponer una

ra cada tipo de cultivo y

fuente alternativa de proteína

la exigencia por una

alternativa, ecológica y de

adecuada gestión está

bajo impacto ambiental. Con

creciendo de manera rá-

un porcentaje estimado en

pida en los últimos años.

proteína entre 20-45%, de

Existen estrategias de

hecho, la producción poten-

prevención relacionadas

cial sería de entre 5 y 9 tpro-

con la alimentación de

teína/ha y año. La calidad nu-

los animales y diferentes

tricional de la lemna debería

tecnologías que permi-

ser equiparable a otras em-

ten la reducción o con-

pleadas para piensos. En el

centración del nitrógeno

marco del proyecto se reali-

de los purines o digeri-

zarán ensayos controlados

dos, entre los que se en-

con animales vivos de ali-

cuentra la nitrificación-

mentación con piensos a ba-

desnitrificación, secado,

se de lemna. Por otro lado,

evaporación, el stripping

está previsto producir un bio-

de amonio, precipitación

fertilizante líquido rico en aminoácidos que también

de estruvita, etc. La digestión anaerobia no re-

Fig. 1. Modelo LIFE LEMNA de gestión de purines que incluye el cultivo y aprovechamiento de lemna a partir de digeridos líquidos de plantas de biogás de purines de cerdo

será validado en cultivos agrí-

duce el contenido en nu-

colas. Por último, destacar

trientes pero mejora el

que para dar a conocer el mo-

rendimiento de estas tecnologías al mi-

rá evaluar los rendimientos de

delo LIFE LEMNA y que sea posible

neralizar los nutrientes. Algunas de es-

recuperación de nutrientes y producir

evaluar preliminarmente su viabilidad

tas tecnologías pueden resultar com-

suficiente biomasa de lemna para vali-

en condiciones específicas en España

plejas de operar para muchos

darla en la elaboración y aplicación de

o la UE está previsto el desarrollo de

ganaderos, necesitar de mucha ener-

biofertilizantes y piensos. En el marco

una herramienta on-line (LemnaTool)

gía, y pueden llegar a alcanzar eleva-

del proyecto, se desarrollarán recur-

que estará disponible próximamente

dos costes de inversión y operación.

sos, metodologías y procedimientos

en la página web del proyecto (www.li-

Por estos u otros motivos su implanta-

específicos relacionados con el cultivo

fe-lemna.eu) .

ción real es todavía escasa en España.

y aprovechamiento de la lemna. El

El problema medioambiental no pare-

CNB-CSIC está desarrollando una co-

ce que esté todavía ni mucho menos

lección de más 25 cepas autóctonas

resuelto de una manera sostenible.

de lemna en la península ibérica aso-

K-J. Appenroth et al., 2017. Nutritional value of

ciadas a las principales zonas biocli-

duckweeds (Lemnaceae) as human food Food

máticas. Estudios previos han eviden-

Chemistry, 217, 266-273.

ciado diferencias en los rendimientos

M. Timmerman and I.E. Hoving, 2017. Purifying

El objetivo principal es demostrar la

de biomasa y de absorción de N y P en

manure effluents with duckweed. Wageningen UR.

viabilidad de la tecnología de un culti-

función de la variedad de lemna em-

Livestock Research Report 942.

Objetivos y alcance

82

RETEMA

Especial BIOENERGÍA 2018

REFERENCIAS

I www.retema.es I

La biorrefinería de I+D+i CLAMBER: La herramienta de Castilla-La Mancha para potenciar la bioeconomía Javier Mena Sanz Coordinador Científico-Biorrefinería de I+D+i CLAMBER Gestión Ambiental de Castilla-La Mancha S.A. (Geacam) I www.geacam.com

a Biorrefinería de I+D+i CLAM-

demostrativa y que está al servicio de

la Bioeconomía. Por lo tanto, en la ac-

BER es un centro público de in-

las empresas para desarrollar experi-

tualidad, estamos asistiendo a los co-

vestigación que forma parte del

mentos de escalado de procesos, de-

mienzos de una transición entre una

Instituto Regional de Investiga-

sarrollo de nuevos bioproductos, opti-

economía basada en los materiales fó-

ción y Desarrollo Agroalimentario y Fo-

mización de parámetros, cálculo y

siles, cuyo precio está aumentando

restal (IRIAF) de Castilla-La Mancha

reducción de costes, etc.

cada vez más, cuyo uso genera una

L

serie de problemas medioambienta-

(CLM), que, a su vez, depende de la Consejería de Agricultura, Medioam-

MARCO CONTEXTUAL

les, cuyas reservas son cada vez menores y que, a nivel nacional, carece-

biente y Desarrollo Rural de la Junta de Comunidades de CLM (JCCM).

Desde hace unos años, como res-

mos de una fuente y tenemos que

Fue construida gracias al Proyecto

puesta a los problemas que se plante-

importarlos; y una Bioeconomía basa-

Castilla-La Mancha Bioeconomy Re-

an a nivel mundial: el crecimiento de la

da en la biomasa, cuyo precio es más

gion (CLAMBER) y en ella se alberga

población mundial y el cambio climáti-

bajo al considerarse en muchas oca-

una Biorrefinería con procesos emi-

co, está surgiendo una nueva econo-

siones un residuo, que es más soste-

nentemente biotecnológicos, a escala

mía basada en el uso de la biomasa,

nible y más respetuosa con el medio-

84

RETEMA

Especial BIOENERGÍA 2018

I www.retema.es I

ambiente y cuyo lugar de generación

sarrollado una Estrategia de Bioecono-

es muy cercano.

mía para impulsar la actividad econó-

PROYECTO CLAMBER

La biomasa es tanto una fuente de

mica y mejorar la competitividad y sos-

El Proyecto CLAMBER sentó las ba-

energía renovable como de materiales.

tenibilidad de los sectores productivos

ses para convertir a CLM en el referente

Otros sustitutos del petróleo, del car-

que están ligados al empleo de los re-

del sur de Europa dentro de la investiga-

bón, del gas natural solo cubren el uso

cursos de base biológica.

ción relacionada con el aprovechamien-

como fuente de energía, como pueden

El Informe Anual ASEBIO 2016, des-

to de la biomasa, teniendo en cuenta

ser la energía solar, la eólica, la hidráu-

taca el impacto en la economía de las

que es un gran productor de la misma.

lica, etc. pero la única que cubre tam-

empresas biotecnológicas en 2015,

Fue gestionado y desarrollado por el

bién el aspecto de suministrador de

que han contribuido a la generación

IRIAF entre el 2013 y el 2015 y supuso

materiales es la biomasa. Por lo tanto,

del 8,6% del PIB total. De esta manera,

una inversión total de 16,1 millones de

la valorización material de la misma de-

la aportación del sector al empleo na-

euros aportados por la JCCM y por el

be ser potenciada.

cional fue de más de 930.000 empleos

Ministerio de Economía y Competitivi-

La utilización de la biomasa no es al-

(5,4% del total) en 2015. Además, se

dad, ya que estaba cofinanciado con

go novedoso. Previo al uso de los com-

prevé unas posibilidades de financia-

Fondos FEDER. Los objetivos específi-

bustibles fósiles, ya se utilizaba la bio-

ción de la Bioeconomía en España

cos del proyecto fueron los siguientes:

masa como fuente de energía pero de

dentro del periodo 2016-2020 de 1.100

una manera rudimentaria y no eficiente.

M€ en subvenciones y 670 M€ en cré-

• Construir una biorrefinería tecnológi-

Para aumentar esa eficiencia y obtener

ditos. Según estos datos la Bioecono-

camente avanzada a escala de demos-

no solo una fuente de energía sino tam-

mía está en pleno auge y basar el cre-

tración para la investigación en la pro-

bién productos de alto valor añadido,

cimiento económico en ella supone

ducción de bioproductos innovadores

se requiere un esfuerzo en investiga-

una apuesta segura.

de alto valor añadido y biocombusti-

ción e innovación.

En el 2013, existían varios centros

bles a partir de biomasa.

La Unión Europea publicó su Estra-

de investigación en Europa que dispo-

• Crear un polo tecnológico en la re-

tegia de Bioeconomía en 2012. Poste-

nían de equipos biotecnológicos a es-

gión para activar sinergias con las em-

riormente, también la han ido implan-

cala demostrativa, pero ninguno situa-

presas tanto productoras de la bioma-

tando otros estados miembros y otras

do al sur de Europa, hecho que

sa como usuarias de los bioproductos

potencias mundiales, como Estados

demandaba el sector biotecnológico

y fomentar la creación y la explotación

Unidos o Rusia. España, para no que-

de esta región. En base a ello, Castilla-

de nuevos nichos de mercados.

darse al margen en el desarrollo de es-

La Mancha desarrolló el Proyecto

• Revitalizar la economía local y revertir

te sector estratégico, también ha de-

CLAMBER.

la demografía negativa que caracteriza

I www.retema.es I

Especial BIOENERGÍA 2018

RETEMA

85

LA BIORREFINERÍA DE I+D+I CLAMBER: LA HERRAMIENTA DE CASTILLA-LA MANCHA PARA POTENCIAR LA BIOECONOMÍA

las áreas rurales, donde se genera la

PUBLICIDAD

biomasa.

APISA PARTICIPA EN LA BIORREFINERÍA CLAMBER

• Crear un sistema de cooperación público-privado eficiente, orientado al avance científico-tecnológico y motor de iniciativas de alcance europeo e internacional.

Para cumplir con dichos objetivos se realizó: • Una adquisición de conocimiento me-

Ayerbe plantas industriales de secado S.L. (APISA) ha participado como suministrador del sistema de acondicionamiento de biomasa de la planta piloto de I +D en Biorrefinería del proyecto CLAMBER. Este sistema tiene como objeto recepcionar y transformar la biomasa para obtener un producto con la granulometría adecuada para el proceso de Biorrefinería, de la siguiente manera: Para esta transformación, se ha instalado una picadora rotativa y una astilladora para el procesamiento de la biomasa leñosa y herbácea hasta una granulometría de 50 mm.

Una vez pretriturada la biomasa se pasa a un molino de martillos de afino, con filtro antipolución, para la reducción a un grano inferior a 10 mm.

Posteriormente, se criba el producto para la selección del calibre entre 5 y 10 mm y se lleva a un silo de fondo móvil “pesante” para la dosificación al tanque cocedor que ya forma parte del proceso de Biorrefinería.

diante Compra Pública Precomercial por valor de 8,6 millones de euros para la realización de proyectos de I+D con el objetivo de aprovechar los residuos orgáni-

tiva en España, diseñada y construida

NECO, se buscó la complementariedad

cos agroalimentarios, ganaderos,

para llevar a cabo la investigación de

antes que la competencia. Por ello, la

municipales, etc., generados en CLM y

los procesos físicos, químicos y bioló-

Biorrefinería de I+D+i dispone de dos lí-

que son un problema, para convertirlos

gicos llevados a cabo en una biorrefi-

neas de investigación principal: de valo-

en una oportunidad y producir com-

nería a una escala muy cercana a la in-

rización de residuos lignocelulósicos

puestos de alto valor añadido, minimi-

dustrial, con el fin de poder determinar

(sarmientos de la vid, ramón de olivo,

zando así los costes de producción y

si los procesos de transformación de

restos de poda, paja residual, etc.) y de

abriendo una nueva línea de negocio. Se

la biomasa en bioproductos de interés

biomasa húmeda fermentable (purines,

emitieron 4 licitaciones que englobaban

es técnica y económicamente viable,

lactosuero, fangos de EDAR, harinas

los servicios de investigación, desarrollo

así como establecer los parámetros de

cárnicas, etc.).

e innovación para la utilización integral

operación óptimos de dichos biopro-

Las diferencias fundamentales con

de diferentes residuos que suponen un

cesos para el posterior diseño y cons-

respecto al resto de plantas en Europa

reto en CLM: 1) Biomasa lignocelulósica

trucción de la planta a escala indus-

son principalmente las siguientes:

(residuos leñosos, residuos herbáceos,

trial. Por lo tanto, la Biorrefinería de

cultivos lignocelulósicos y lignina), 2)

I+D+i CLAMBER está especialmente

• Mientras que otras instalaciones ob-

Biomasa oleaginosa (cultivos y residuos

destinada y a disposición de todas

tienen bioproductos a partir de fuentes

oleaginosos), 3) Biomasa residual agroa-

aquellas empresas, organismos o de-

de carbono comerciales (glucosa, fruc-

limentaria (residuos vinícolas, alperujo,

pendencias que tengan desarrollado

tosa, etc.), que suponen un coste muy

lactosuero, residuos cárnicos y aguas

un bioproceso novedoso a escala de

elevado, o cultivadas (caña de azúcar,

residuales de alta carga) y 4) Biomasa

laboratorio y deseen realizar las prue-

maíz, remolacha, etc.), que pueden

residual ganadera y no agroalimentaria

bas y experimentos necesarios para la

plantear problemas (o amenazas) tales

(estiércoles, FORSU, lodos de depura-

optimización del mismo a distintos es-

como el consumo de cultivos para ali-

dora, glicerina y valorización no energé-

calados intermedios, y de este modo,

mentos, deterioro del suelo y conse-

tica del biogás). Finalmente se ejecuta-

determinar su viabilidad antes de reali-

cuente uso de fertilizantes y problemas

ron 19 proyectos.

zar una gran inversión a escala indus-

derivados de monocultivos extensos, la

• Y la construcción de la Biorrefinería

trial. En definitiva, se minimizan enor-

Biorrefinería de I+D+i CLAMBER dis-

de I+D+i CLAMBER, una Biorrefinería a

memente los costes necesarios para

pone de un sistema de pretratamiento

escala demostrativa, modular, versátil y

desarrollar industrialmente una idea.

basado en un sistema de Explosión a

La biorrefinería se diseñó para desa-

Vapor (Steam Explosion), que trabaja

rrollar e investigar procesos eminente-

en continuo, que es capaz de tratar 1

BIORREFINERÍA DE I+D+I

mente biológicos, dejando a un lado los

tonelada al día (con posibilidad de tri-

CLAMBER

tratamientos termoquímicos de la bio-

plicar su producción si trabaja a 3 tur-

masa puesto que ya existía en España

nos) y que permite la obtención de bio-

Es la primera biorrefinería tecnológi-

otra instalación pública, el CENER, don-

productos de elevado valor añadido a

camente avanzada a escala demostra-

de desarrollarlos y, a instancias del MI-

partir de residuos lignocelulósicos le-

con procesos innovadores.

86

RETEMA

Especial BIOENERGÍA 2018

I www.retema.es I

LA BIORREFINERÍA DE I+D+I CLAMBER: LA HERRAMIENTA DE CASTILLA-LA MANCHA PARA POTENCIAR LA BIOECONOMÍA

ñosos y herbáceos, mucho más bara-

dor que se pueda encontrar en otras

ja de cereal…) para poder ser utilizados

tos, abundantes y que no entran en

instalaciones europeas parecidas.

en unidades posteriores. Este tipo de

competencia con la producción de ali-

La Biorrefinería de I+D+i CLAMBER

biomasa contiene mayoritariamente lig-

mentos. Por ejemplo, de estos residuos

está concebida como una planta flexi-

nocelulosa, que es el componente es-

podría obtenerse bioetanol, plásticos

ble y modular, por lo que podrá ser

tructural de las plantas. De la lignocelu-

biodegradables o productos químicos

susceptible de futuras ampliaciones y

losa se desean obtener los azúcares

de base, a partir de los que se produci-

así seguir albergando gran diversidad

que serán transformados por diferentes

rían otros más complejos.

de bioprocesos.

tipos de microorganismos en diversos

• Otra característica es el tamaño rele-

Las distintas unidades de proceso

bioproductos. Sin embargo, estos azú-

vante de sus instalaciones, en la cual

que conforman actualmente la planta

cares forman parte de complejas es-

se realizarán los procesos de investiga-

CLAMBER son las siguientes:

tructuras inaccesibles, por lo que el objetivo de esta unidad es realizar los

ción a un escalado casi industrial. La Biorrefinería de I+D+i CLAMBER cuen-

Unidad de acondicionamiento y

tratamientos necesarios para liberar los

ta, por lo tanto, con un gran potencial

pretratamiento de biomasa

azúcares y así poder ser transformados

de impacto socio-económico y de posi-

lignocelulósica (UPSTREAM)

en bioproductos.

cionamiento de CLM en el campo de la biotecnología a nivel internacional. Por

En esta unidad se acondicionan los

ejemplo, dispone de un fermentador de

residuos o cultivos tanto leñosos como

20 metros cúbicos, que supera en un

herbáceos, procedentes de la industria

25 % el volumen del mayor fermenta-

agroalimentaria y forestal (vid, olivo, pa-

Unidad de Fermentación (MIDSTREAM) Se dispone de un tren de fermenta-

LA BIORREFINERÍA DE I+D+I CLAMBER: LA HERRAMIENTA DE CASTILLA-LA MANCHA PARA POTENCIAR LA BIOECONOMÍA

ción donde se pueden realizar experi-

Unidad de Purificación

mentos de producción de bioproductos

(DOWNSTREAM)

de interés a partir de la transformación microbiana (fermentación) de los azúca-

Esta unidad está destinada a la puri-

res procedentes de la anterior unidad a

ficación y concentración de los pro-

diferentes escalas: 2 de 3 litros,2 de 30

ductos obtenidos en la unidad de fer-

litros, 1 de 300 litros, 1 de 3.000 litros y 1

mentación. Dispone de cuatro tanques

de 20.000 litros de capacidad, siendo

de cosecha y dos sistemas de separa-

este último equipo, como ya se ha co-

ción sólido-líquido: centrifugación y mi-

mentado anteriormente, un factor que

crofiltración. De los cuales, la centrifu-

diferencia a la Biorrefinería de I+D+i

gación y dos de los tanques están

CLAMBER con respecto a otras plantas

preparados para trabajar con com-

piloto existentes en Europa, al tratarse

puestos que pueden provocar atmos-

de volúmenes de escala casi industrial.

feras explosivas (ATEX).

A su vez, también dispone de una serie de equipamiento necesario para el pro-

Planta de digestión anaerobia

ceso fermentativo: sistema de preparación del medio, sistema de adición de estériles y sistema de limpieza.

88

RETEMA

Se dispone de una unidad de digestión anaerobia modular, autónoma y

Especial BIOENERGÍA 2018

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LA BIORREFINERÍA DE I+D+I CLAMBER: LA HERRAMIENTA DE CASTILLA-LA MANCHA PARA POTENCIAR LA BIOECONOMÍA

transportable donde los residuos orgá-

se desarrollan determinados procesos

consejería de Medioambiente de la

nicos húmedos fermentables, como

biológicos, físicos y químicos capaces

JCCM y se basa en compartir con otras

los purines, lactosueros, FORSU, sub-

de depurar el agua ya que eliminan

regiones europeas las políticas de ges-

productos alimentarios no destinados

grandes cantidades de materia orgá-

tión y las buenas prácticas en materia

a consumo humano regulados por la

nica, sólidos en suspensión, nitróge-

de valorización de la biomasa.

Normativa Sandach, etc. sufran una

no, fósforo e incluso productos tóxi-

• El Proyecto URBIOFIN de la convoca-

descomposición de la materia orgáni-

cos, generando, en los momentos de

toria JTI-BBI-2016, con un presupuesto

ca que contienen por medio de micro-

poda de las plantas acuáticas, una

total de 15 millones de euros y que tie-

organismos en ausencia de oxígeno,

nueva biomasa que puede volverse a

ne un periodo de ejecución desde junio

obteniendo dos productos: biogás,

alimentar a la biorrefinería y que de

del 2017 hasta junio del 2021. CLAM-

que puede utilizarse para producir

otra manera se vertería al cauce públi-

BER tiene un presupuesto de 1,3 millo-

energía eléctrica o para otros usos no

co, potenciado así la circularidad del

nes de euros, trabaja con socios como

energéticos y digestato de materia or-

proceso.

Urbaser, Ciemat, Imecal, Ainia, Biomasa Peninsular, Universidad de Wage-

gánica, para la obtención de abonos y biofertilizantes. Además está prepara-

ACTUALIDAD DE CLAMBER

ción oscura y obtención de ácidos grasos volátiles e hidrógeno.

Depuradora

ningen, Novozymes, etc. y se basa en la valorización de la FORSU para ob-

da para realizar procesos de fermentaEn la Biorrefinería de I+D+i CLAM-

tención de productos de alto valor aña-

BER se están desarrollando dos pro-

dido, en concreto, dentro de CLAM-

yectos europeos con financiación com-

BER, para la producción de PHAs de

petitiva:

cadena corta y de cadena media, ambos precursores de diferentes tipos de bioplásticos.

La depuradora está basada en hu-

• El Proyecto BIOREGIO, de la convo-

medales artificiales. En los humedales

catoria INTERREG EUROPE del 2016,

crecen y se desarrollan diferentes ti-

con un presupuesto total de 1,3 millo-

Adicionalmente, se están llevando a

pos de vegetales, animales y microor-

nes de euros y que tiene un periodo de

cabo varios trabajos contratados por

ganismos adaptados a condiciones

ejecución desde enero de 2017 hasta

empresas para la investigación y esca-

de inundaciones temporales y/o per-

diciembre del 2021. Es un proyecto

lado de procesos fermentativos de di-

manentes. En este tipo de ecosistema

donde CLAMBER colabora con la Vice-

ferentes residuos.

I www.retema.es I

Especial BIOENERGÍA 2018

RETEMA

89

EN PRIMERA PERSONA I JORDI AGUILÓ, APPA

urante las últimas sema-

D

nas, una vez pasado el agobiante calor del verano, hemos sido testigos de un repunte en los precios de la electricidad que

están llenando todos los titulares. Es difícil entender las razones que, en un sistema con clara sobrecapacidad de potencia instalada – 104.122 MW para un pico histórico de 45.450 MW –, en el que los precios deberían ir a la baja por esa misma competencia, y con unas reservas hidráulicas que no se parecen en nada a la sequía que sufrimos el pasado año, se marquen récords en los precios de la electricidad.

Como viene siendo habitual, a lo largo de los últimos años, no han faltado voces que han acusado a las energías renovables del encarecimiento de la factura. Estas acusaciones no se sostienen. Si la baja producción eólica de los últimos meses fuera responsable del aumento del precio del mercado – algo totalmente falso – también lo sería del precio bajo en otros meses porque la eólica, como la fotovoltaica, son tecnologías que no siempre están disponibles en un determinado momento pero cuya producción, año tras año, es constante. Adicionalmente, cuando otras plantas de generación no renovables se ven obligadas a parar, por

JORDI AGUILÓ PRESIDENTE DE APPA BIOMASA

mantenimiento, recarga o fallo, no observamos el mismo nivel de crítica. En mayo pararon tres de las siete centrales que conforman el parque nuclear

Biomasa: indispensable para cumplir los objetivos renovables

español y no se relacionó esta parada con subidas de precios.

Más allá de que las renovables sean inocentes de las acusaciones, sí es cierto que debemos conformar un mix eléctrico equilibrado para que, cuando algunas tecnologías renovables con menos capacidad de gestión no estén disponibles, podamos seguir disfrutando de un suministro eléctrico ininterrumpido. El viejo mantra, repetido una

90

RETEMA

Especial BIOENERGÍA 2018

I www.retema.es I

EN PRIMERA PERSONA I JORDI AGUILÓ, APPA y otra vez, de que es necesario un me-

termoeléctrica con almacenamiento

gavatio fósil por cada megavatio reno-

tiene mayor capacidad de gestión que

vable es totalmente absurdo. En pri-

la fotovoltaica; algunos tipos de hidráu-

mer lugar, porque hay renovables

lica no son solo perfectamente gestio-

perfectamente gestionables y, en se-

nables sino que serían responsables –

gundo lugar, porque aquellas que no

en caso de fallo crítico del sistema – de

lo son, suelen ser complementarias.

reiniciarlo; y la biomasa es una tecnolo-

Justo en esos meses en los que ha ha-

gía perfectamente gestionable que

bido menos eólica, hemos contado

puede funcionar 24 horas al día los 365

con récords de producción en las tec-

días del año, tanto regulando la pro-

nologías solares.

ducción como aportando carga base, como la nuclear. Superando las 8.000

RENOVABLES GESTIONABLES Y DE CARGA BASE PARA UN MIX EQUILIBRADO

horas anuales de funcionamiento.

Por lo tanto, cuando ponemos sobre la mesa objetivos ambiciosos de energías renovables no debemos limitar-

Es habitual sentir aversión al cambio,

nos a incorporar, sin ton ni son, aque-

más aún en un sector tradicional en el

llas tecnologías que sean más

que ha cambiado sustancialmente poco

económicas en un determinado mo-

en la última mitad del siglo XX. El sector

mento. Debe existir un plan definido

energético, y también el eléctrico, ha si-

para abordar la Transición Energética.

do un sector de grandes actores con re-

Saber que si quitamos algunas centra-

glas muy claras. Sin embargo, la irrup-

les debemos sustituirlas por otras que

ción de las energías renovables como

nos permitan, entre todas, asegurar la

alternativa competitiva a las fósiles y nu-

seguridad de suministro y la gestiona-

clear, ha cambiado mucho el panorama

bilidad con precios controlados.

“Aquello de que las renovables son caras, ha pasado ya de moda. Tanto porque algunas tecnologías son competitivas en precio de forma directa como por el hecho real de que otras como la biomasa son tremendamente rentables para nuestro país”

energético. Pero sentir aversión al cambio no debería valer para todo. Aquello

UNA TECNOLOGÍA

de que las renovables son caras, ha pa-

CONDICIONADA POR LA

sado ya de moda. Tanto porque algunas

REGULACIÓN

tecnologías son competitivas en precio de forma directa como por el hecho real

España cuenta con un potencial de,

de que, analizadas externalidades posi-

al menos, 8.000 megavatios adiciona-

tivas y negativas, otras como la biomasa

les de potencia renovable totalmente

son tremendamente rentables para

gestionable. En la actualidad, única-

nuestro país. En el caso de la gestiona-

mente existen 1.038 megavatios de po-

bilidad de las energías renovables esto

tencia eléctrica instalada de biomasa,

aún es peor.

incluyendo biomasa eléctrica, biogás y

Cuando se han puesto sobre la mesa

residuos renovables e incluso estos, si

objetivos de energías renovables,

tuvieran una regulación no restrictiva,

siempre se ha mencionado la imposibi-

podrían aportar más electricidad verde

lidad de gestión de un mix eléctrico

a nuestra red. Existe, por la regulación,

con altos porcentajes de generación

una limitación a esta tecnología: más

limpia. Es cierto que la fotovoltaica solo

allá de las 6.500 horas esta tecnología

genera cuando hay sol y que la eólica

no percibe compensación por las nu-

solo lo hace cuando hay viento pero

merosas externalidades positivas que

esto es solo una parte de la generación

aporta a nuestro sistema. Esto significa

renovable. Dentro de las energías lim-

que, solo con quitar este límite, podría-

pias hay diversas tecnologías que son

mos aumentar la producción eléctrica

perfectamente gestionables. La solar

de la biomasa en un 23%.

I www.retema.es I

Especial BIOENERGÍA 2018

“España cuenta con un potencial de, al menos, 8.000 megavatios adicionales de potencia renovable totalmente gestionable”

RETEMA

91

EN PRIMERA PERSONA I JORDI AGUILÓ, APPA

Adicionalmente, las subastas

Cuando se habla de Transi-

del año 2017 dieron completa-

ción Energética muchas veces

mente de lado a la biomasa. Se trató de unas subastas que, en teoría, eran “tecnológicamente neutras” pero que, en la práctica, se atribuyeron casi exclusivamente a eólica y fotovoltaica.

Estas tecnologías tenían casos “tipo” en los que podían competir los proyectos y la biomasa carecía de ellos.

Por lo tanto, hemos visto que desde el año 2016 no se ha realizado ninguna subasta de po-

“Los usos térmicos y el transporte son el verdadero campo de batalla en nuestro afán por sustituir energías fósiles por su contrapartida renovable”

tencia específica para biomasa.

nos limitamos al análisis del mix eléctrico y esto es una grave equivocación. La electricidad, a pesar de ser indispensable para nuestro día a día, no supone más que el 25% del total de la energía que consumimos. Los usos térmicos (calefacción, refrigeración, cocinas, agua caliente sanitaria…) y el transporte son el verdadero campo de batalla en nuestro afán por sustituir energías fósiles por su contrapartida renovable.

¿Cómo afecta esto a nuestro

Debemos entender que la

mix de generación? Sin una

comparativa entre estas dos

contribución clara de una tec-

fuentes de energía no es algo

nología perfectamente gestionable nos

tros objetivos medioambientales,

que podamos reducir o simplificar. Es

alejaremos de un mix renovable equili-

cuando se cierren las centrales de car-

algo que nos atañe a todos como so-

brado. Hoy, que asistimos al gran de-

bón debemos suplirlas con centrales

ciedad. Nuestra balanza comercial

bate de qué ocurrirá cuando las cen-

renovables gestionables que cumplan

arrojó en 2017 un déficit de 22.694 mi-

trales de carbón desaparezcan de

la misma función sin las emisiones

llones de euros. De ese total, el sector

nuestro mix, la biomasa tiene mucho

contaminantes.

energético representó 19.269 millones

que decir. En nuestro país hay 10.000

de euros por las importaciones de

MW de centrales de carbón y la bio-

LOS USOS TÉRMICOS EL GRAN

masa tiene un potencial superior a los

RETO DE LA TRANSICIÓN

8.000 MW. Si debemos cumplir nues-

ENERGÉTICA

92

RETEMA

Especial BIOENERGÍA 2018

combustibles fósiles.

Nuestra dependencia energética, ya sea en electricidad o usos térmicos, de

I www.retema.es I

EN PRIMERA PERSONA I JORDI AGUILÓ, APPA estos combustibles lastra de forma real

bemos aumentar la biomasa para al-

El Balance Socieconómico de las

nuestra economía. Cuando, a primeros

canzar estas cifras. ¿Cuánto nos va a

biomasas en España 2017-2021, que

de año, comenzó a subir el barril de

costar? Para dar respuesta a este inte-

puede consultarse en la página web

petróleo, Bruselas bajó la previsión de

rrogante, Unión por la Biomasa encar-

de nuestra Asociación, realiza un diag-

crecimiento del PIB español por la ex-

gó a Analistas Financieros Internacio-

nóstico del actual uso que se realiza

posición al precio de los combustibles

nales-Afi, estudiar los distintos

en España de la biomasa, tanto para

fósiles. Si dependemos tanto de un

escenarios y como impactarían a nivel

generación térmica como eléctrica

producto que no tenemos – el 99,9%

socieconómico en nuestro país.

(biomasa sólida, biogás y fracción or-

del petróleo y el gas deben ser impor-

APPA Renovables forma parte de

gánica de residuos municipales), y

tados – ponemos a nuestra economía

Unión por la Biomasa, así como las or-

cuantifica el valor económico, social y

en una clara posición de debilidad.

ganizaciones profesionales agrarias

medioambiental de este sector. Tam-

(ASAJA, COAG y UPA), propietarios fo-

bién diseña un escenario de evolución

¿CUÁNTO NOS CUESTA LA

restales (COSE) y una treintena de enti-

de la biomasa en nuestro país, basado

TRANSICIÓN A LA BIOMASA?

dades más. No hablamos, por lo tanto,

en los objetivos del Plan de Acción de

de algo que afecta únicamente al sec-

Energías Renovables (PANER 2011-

Si, tal y como acordaron los gobier-

tor energético. Entidades agrarias, fo-

2020), que implicaría incrementar 550

nos de la Unión Europea y el Parlamen-

restales, ganaderas, residuos… el

MW de biomasa eléctrica (biomasa só-

to Europeo, debemos cumplir un por-

aprovechamiento de la biomasa – en

lida, biogás y fracción orgánica de los

centaje de renovables del 32% para el

todas sus formas – tiene un impacto

residuos municipales – FORM) y 800

año 2030, y si, como hemos visto, de-

muy alto en nuestra sociedad.

ktep de biomasa térmica.

EN PRIMERA PERSONA I JORDI AGUILÓ, APPA

“La infrautilización de la biomasa en nuestro país contrasta con el gran potencial que tenemos”

Las conclusiones del estudio son demoledoras, al poner de manifiesto

recursos autóctonos, los combustibles

biogás/biometano y valorización de la

fósiles son ampliamente utilizados tan-

fracción orgánica de los residuos mu-

to en edificaciones como en industrias,

nicipales (FORM).

en detrimento de otras fuentes de ge-

La valorización energética de la bio-

neración sostenibles y autóctonas co-

masa es una alternativa eficiente y

mo la biomasa.

sostenible a la urgente necesidad de

El análisis del valor económico, so-

reorientar el modelo productivo hacia

cial y medioambiental de las biomasas

un modelo circular basado en la bioe-

concluye que esta forma de energía

conomía. El tratamiento de todo tipo

genera un balance positivo de 1.323

de residuos permite mitigar emisiones

millones de euros, como diferencia en-

de gases contaminantes, evitar el de-

tre la aportación a las arcas públicas y

terioro de ecosistemas y reducir el

ahorros medioambientales (emisiones

riesgo de incendios. La biomasa

de CO2 y prevención de incendios) y

anualmente contribuye al medioam-

la retribución específica percibida por

biente en 334 millones de euros, como

la actividad.

mínimo, por el CO2 evitado (por sustitución y vertido), así como en 150 mi-

ESPAÑA CUENTA CON UN

llones de euros por el ahorro en pre-

POTENCIAL BIOMÁSICO

vención y extinción de incendios.

ENVIDIABLE

las externalidades positivas que tiene

TRES AÑOS PARA

esta tecnología: con un incremento de

La infrautilización de la biomasa en

173 millones de euros en el marco re-

nuestro país contrasta con el gran po-

tributivo, la biomasa aumentaría su ba-

tencial que tenemos. España es el ter-

lance positivo en 824 millones en el

cer país europeo por recursos absolu-

El informen analiza un escenario

período 2016-2021 y crearía 12.600

tos de biomasa forestal (sólo por detrás

posibilista, basado en los objetivos

puestos de trabajo. Está claro que se

de Suecia y Finlandia) y el séptimo en

vinculantes de participación de la

trata de una inversión muy rentable.

términos per cápita. Cuenta con una

biomasa para la generación energéti-

superficie forestal de 27.664.674 hec-

ca y en un rediseño del sistema de in-

CONCLUSIONES SOBRE LA

táreas (57 % del total), y es el país de

centivos para el sector, que permitiría

SITUACIÓN ACTUAL DE LAS

Europa con mayor incremento de bos-

incrementar 550 MW de biomasa

BIOMASAS

ques, con un ritmo de crecimiento

eléctrica (biomasa sólida, biogás y

Con apenas 1.038 megavatios en

anual del 2,2%, muy superior a la me-

fracción orgánica de los residuos mu-

España, la biomasa representa un por-

dia de la UE (0,51 %). España es, a pe-

nicipales – FORM) y 800 ktep de bio-

centaje muy modesto en el mix de ge-

sar del tópico, un país forestal y debe-

masa térmica, lo cual traería consigo

neración eléctrica. Del total de la pro-

mos valorizar el gran stock de biomasa

un incremento de la aportación eco-

ducción nacional de energía eléctrica

que encierran nuestros bosques.

nómica de las biomasas, así como

AUMENTAR UN 62% LOS BENEFICIOS PARA LA SOCIEDAD

en 2016, la biomasa, el biogás y la

Por otra parte, España es el princi-

una contribución a otros objetivos de-

FORM solo supusieron el 2,1% del to-

pal productor de aceite de oliva del

cisivos de equilibrio medioambiental,

tal. El crecimiento entre 2010 y 2017

mundo (1.401.600 t en la campaña

con un incremento del ahorro de 824

ha sido prácticamente nulo.

2015-2016, muy por delante de Italia

millones de euros (+62%) en 2021 so-

En lo referente a la generación térmi-

con 474.000 t) y ha alcanzado el pri-

bre el balance actual positivo de

ca, España consume significativamen-

mer puesto en la producción de gana-

1.323 millones de euros

te menos biomasa que la media UE-

do porcino en Europa, generando más

Los beneficios no se limitan única-

28. De acuerdo con el infor me

de 50 millones de toneladas anuales

mente al impacto económico del aho-

EurObserv'ER de diciembre de 2017,

de purines. Sin embargo, se encuentra

rro. También se aumentaría el valor

España ocupa la posición 22 de la UE-

a la cola en el ranking europeo por

agregado bruto de las biomasas de

28 en consumo de energía procedente

aprovechamiento de los recursos fo-

1.623 millones a 4.355 millones en

de biomasa sólida per cápita (0,114

restales y agroganaderos en la gene-

2021, pasando a ser el 0,4% del PIB,

tep/hab). A pesar de la abundancia de

ración de energía eléctrica, térmica,

y se superarían los 45.500 puestos

94

RETEMA

Especial BIOENERGÍA 2018

I www.retema.es I

de trabajo, creándose 12.596 emple-

dos: energético, agrícola, forestal, ga-

vechado. Adicionalmente, la inversión

os nuevos. El aumento de recauda-

nadero, industrial, residuos municipa-

que realicemos en estas tecnologías

ción fiscal, al ahorro de prestaciones

les, desarrollo rural y medioambiental.

biomásicas nos será devuelta con cre-

de desempleo y las emisiones evita-

Al igual que el resto de tecnologías

ces por lo que, si queremos realmente

das – en un entorno de precio del

renovables, la biomasa es muy inten-

alcanzar nuestros objetivos futuros de

CO2 creciente – serían también muy

siva en capital y requiere fuerte finan-

descarbonización y de renovables, la

importantes.

ciación por lo que es imprescindible

biomasa será indispensable.

contar con un marco normativo espe-

Desde APPA Renovables y desde

¿CUÁLES SON LOS

cífico que, adicionalmente a la consi-

Unión por la Biomasa trabajamos para

SIGUIENTES PASOS?

deración de energía renovable, reco-

coordinar los esfuerzos por una apues-

nozca las singulares aportaciones

ta energética limpia, gestionable y que

Una inversión tan rentable para

sociales, económicas y medioambien-

nos permite valorizar unos residuos

nuestro país y con una repercusión tan

tales que esta energía limpia genera

que, de un modo u otro, han de ser

positiva para nuestra sociedad debe

en los sectores agrícola, ganadero y

gestionados. Utilicémoslos para redu-

articularse de forma ordenada entre

forestal.

cir nuestra sangrante dependencia energética y crear empleo y riqueza

los distintos actores, con la creación de una Comisión Interministerial per-

UN GRAN POTENCIAL

autóctonos. Si trabajamos juntos, ad-

manente que implique de forma perió-

PARA CUMPLIR LOS

ministraciones públicas, organismos

dica a las Comunidades Autónomas y

OBJETIVOS

oficiales, asociaciones y empresas, es posible.

los representantes del sector. Esta Comisión debería tratar el desarrollo de la

La biomasa, como hemos visto,

biomasa española de forma conjunta

cuenta con un magnífico potencial en

pues son muchos los ámbitos implica-

nuestro país que no está siendo apro-

I www.retema.es I

Especial BIOENERGÍA 2018

RETEMA

95

TECNOLOGÍA I EMSA

Siro Profesional adquiere a EMSA TECNICA dos trituradores de alta velocidad JENZ BA725D, dos palas cargadoras LIEBHERR 546P y un trommel EDGE TRT622

S

IRO / LEAL Y SOARES ES-

JENZ modelo BA725D, dos palas car-

les) incluso en las condiciones más di-

PAÑA, S.L., empresa fundada

gadoras LIEBHERR modelo 546P y

fíciles. La certificación COC facilita el

en 1990, con una destacada

trommel EDGE TRT622.

registro y los costes del servicio se re-

posición en el mercado y un se-

Las dos unidades de JENZ modelo

ducen al mínimo gracias al diagnósti-

rio compromiso con el medio ambiente,

BA725D se caracterizan por ser un

co en línea. Las versátiles cargadoras

busca cada vez mas lograr mejores re-

equipo de trituración y astillado en una

de ruedas LIEBHERR modelo 546P

sultados de producción con bajos con-

sola máquina. Cuenta con dos veloci-

demuestran su valía en todas las áre-

sumos y sobretodo respetando al medio

dades del motor: la baja velocidad del

as de aplicación, alcanzando una pro-

ambiente. Recientemente la compañía

motor para un procesamiento grueso y

ductividad excelente. Los brazos de

ha adquirido tres equipos a EMSA TEC-

una mayor velocidad del motor para

elevación optimizados para su uso y

NICA, filial portuguesa de EMSA MA-

un procesamiento fino. La máquina es-

los equipamientos de gran alcance las

QUINARIA Y PROYECTOS. S.L. Se trata

tá protegida con el sistema de detec-

hace extremadamente versátiles y uni-

de dos trituradores de alta velocidad

ción de cuerpos extraños IPS (meta-

versalmente aplicables.

96

RETEMA

Especial BIOENERGÍA 2018

I www.retema.es I

EMSA I TECNOLOGÍA El innovador accionamiento de tras-

un tambor de control de velocidad va-

• Sustratos;

lación LIEBHERR aumenta considera-

riable hidráulico con funcionalidad de

• Corteza de pino decorativa;

blemente la eficacia en el trabajo. Los

avance / retroceso y un transportador

• Aserradero y transformación de la

ciclos de trabajo rápidos, las grandes

alimentador con controles de detec-

madera;

cargas de vuelco y una gran disponibi-

ción de carga que evitan la sobrecar-

• Gestión de residuos orgánicos;

lidad de la máquina permiten alcanzar

ga, el daño de los materiales y la fun-

• Fertilizantes minerales y ecológicos;

una gran capacidad de manipulación.

cionalidad de ahorro de energía. Los

• Piedras ornamentales;

La criba de trommel EDGE TRT622

lados de la tolva inclinada combinados

• Productos para lagos.

ha sido diseñada para una productivi-

con una abertura más grande del tam-

• Concepción de sustratos ecológicos.

dad máxima y una eficiencia de cribado

bor y un transportador de recolección

superior. Con un diseño de alta resis-

extremadamente ancho evitan la for-

tencia y una gran maniobrabilidad, el

mación de puentes y derrames.

La razón del éxito de LEAL & SOARES/SIRO consiste en una continua me-

trommel con orugas EDGE TRT622

En Leal & Soares, S.A. son espe-

jora del Know-How, alta calidad de los

puede adaptarse a una amplia gama

cialistas en nutrición y protección ve-

productos, gran rotación de los produc-

de aplicaciones. Los resultados mejora-

getal, bajo la marca SIRO. Producen

tos, amplia gama de productos, alta ca-

dos de cribado del trommel se logran al

una completa gama de sustratos

pacidad de stock y una gestión logística

pasar más tiempo en el tambor de trom-

ecológicos. Separan sus productos

con flota propia y maquinaria adecuada,

mel de 6.9 m combinado con la acción

en dos líneas diferenciadas, sustra-

razón por la cual se ha decantado por

de cribado agresivo opcional de tiro al-

tos HOBBY y PROFESIONAL, éstos

los productos de EMSA TECNICA.

to para producir materiales finos de alta

últimos serían los sustratos a medida,

calidad como compost, grava, arena y

respondiendo a las necesidades de

EMSA, EL ALIADO PARA LA

suelo superficial con facilidad.

los distintos cultivos, así como, a las

INDUSTRIA DEL RECICLAJE Y

exigencias del cliente.

BIOMASA

La pantalla trommel con seguimiento TRT622 cuenta con un sistema de tracción directa en las cuatro ruedas,

En la actualidad LEAL & SOARES, S.A se dedica a fabricación de:

EMSA TECNICA, inició su actividad en Portugal en julio de 2015, con representación exclusiva de las marcas LIEBHERR, JENZ, ROCKSTER Y EDGE. EMSA ofrece una amplia gama de equipos móviles y fijos del fabricante alemán JENZ, para aplicaciones tanto de producción de biomasa o mediante pretrituradores de alta velocidad para aplicaciones de compostaje, como tratamiento de rafia de invernaderos o reciclaje de madera / pallets.

Además ofrece a través del fabricante alemán LIEBHERR sus palas cargadoras especiales para apilaje de madera.

EMSA cuenta con una amplia gama de equipos de los fabricantes punteros del sector, asegurando los estándares de calidad y eficiencia más altos.

EMSA

www.emsamaquinaria.es

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RETEMA

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DISEÑO Y OPTIMIZACIÓN DE UNA BIORREFINERÍA SOSTENIBLE BASADA EN BIOMASA DEL OLIVAR Y DE LA INDUSTRIA DEL ACEITE DE OLIVA

Diseño y optimización de una biorrefinería sostenible basada en biomasa del olivar y de la industria del aceite de oliva Análisis tecno-económico y ambiental Paloma Manzanares1 y Encarnación Ruiz2 Científico Titular de la Unidad de Biocarburantes. 2Profesora Titular de Universidad. Dpto. Ingeniería Química, Ambiental y de los Materiales 1 CIEMAT I www.ciemat.es • 2Universidad de Jaén I www.uja.es

1

IOROLSOS es un proyecto de

B

yecto de colaboración que llevan a ca-

la Universidad de Jaén (UJA), con el

investigación financiado por el

bo la Unidad de Biocarburantes del

objetivo principal de integrar los resi-

Ministerio de Economía y Com-

Departamento de Energías Renovables

duos generados alrededor del cultivo

petitividad (MINECO), dentro

del Centro de Investigaciones Energéti-

del olivar y la industria del aceite de oli-

del Programa Estatal de I+D+I Orienta-

cas, Medioambientales y Tecnológicas

va en una biorrefinería flexible y multi-

da a los Retos de la Sociedad, en su

(CIEMAT ) y el grupo de investigación

producto, con un biocombustible como

convocatoria del año 2014. Es un pro-

de Ingeniería Química y Ambiental de

el bioetanol como producto principal.

98

RETEMA

Especial BIOENERGÍA 2018

I www.retema.es I

DISEÑO Y OPTIMIZACIÓN DE UNA BIORREFINERÍA SOSTENIBLE BASADA EN BIOMASA DEL OLIVAR Y DE LA INDUSTRIA DEL ACEITE DE OLIVA

Figura 2. Hojas de limpieza de aceituna en almazara

de las aceitunas en las almazaras, se Figura 1. Poda de olivo en el campo

separan por densidad los restos de hojas y pequeñas ramitas procedentes de la recolección (Figura 2). Estos residuos tampoco tienen aplicación industrial, solo un empleo limitado para alimentación animal en áreas rurales.

El principal residuo del sistema de dos fases para la obtención del aceite de oliva virgen (el que se aplica en la práctica totalidad de las almazaras de España) es el denominado alpeorujo, que contiene aproximadamente un 80%

RESIDUOS GENERADOS EN

de este residuo cada año. Actualmen-

de la aceituna, es decir, todo lo que no

EL CULTIVO DE OLIVAR Y LA

te, esta biomasa carece de aplicación

es aceite: la piel, pulpa, semilla y frag-

INDUSTRIA DEL ACEITE DE

industrial y queda dispersa en los cam-

mentos de hueso y suele llevar también

OLIVA

pos, en dónde suele triturarse y espar-

una cantidad residual de aceite que no

cirse en el terreno o bien eliminarse en

se consigue extraer (entre el 1 y 3 %,

En los distintos ámbitos productivos

pequeños fuegos, con los consiguien-

dependiendo de las condiciones de

que comprende el sector de la produc-

tes impactos ambientales negativos

operación y de las características del

ción de aceite de oliva se producen di-

asociados (emisiones de CO2 y partículas, riesgo de incendios, etc.).

fruto). La práctica más extendida en la

una parte, en las labores agrícolas de

Por otra parte, en estas mismas zo-

tractoras de aceite de orujo, en donde

poda del olivar se genera una cantidad

nas de olivar existe un importante desa-

se seca y se extrae con hexano el acei-

importante de biomasa, formada por

rrollo de industria aceitera. Actualmente

te residual, que tras un refinado químico

hojas, ramas finas y ramas gruesas o

hay alrededor de unas 2.000 almazaras

se comercializa como aceite de orujo

madera (Figura 1). España es el país

operativas en España, que procesan

de oliva. El orujo seco extractado es lo

con mayor superficie de cultivo de oli-

habitualmente en su conjunto más de 3

que suele denominarse como “orujillo”

var en el mundo (2.573.473 has, según

millones de toneladas anuales de acei-

(Figura 3), suele quedar con una hume-

datos de la FAO, 2016), y por ello se

tunas para obtener aceite de oliva vir-

dad de alrededor del 10% y contiene

genera una cantidad muy significativa

gen. En el proceso de limpieza previa

los restos de pulpa de aceituna, piel,

versos residuos o subproductos. Por

I www.retema.es I

Especial BIOENERGÍA 2018

actualidad es llevarlo a industrias ex-

RETEMA

99

DISEÑO Y OPTIMIZACIÓN DE UNA BIORREFINERÍA SOSTENIBLE BASADA EN BIOMASA DEL OLIVAR Y DE LA INDUSTRIA DEL ACEITE DE OLIVA

Figura 3. Pilas de orujillo en extractora de aceite de orujo

semillas y fragmentos de hueso. Este

Según la Plataforma Tecnológica de

biocarburantes, el bioetanol se emplea

subproducto se ha venido utilizando en

Biomasa (BIOPLAT), las biorrefinerías de

como sustituto de la gasolina y se pro-

los últimos años para la generación de

definen como industrias integradas que,

duce actualmente a nivel mundial a

calor en la propia industria y la produc-

usando biomasa como materia prima y

partir de materias primas azucaradas

ción de electricidad en plantas de co-

una variedad de tecnologías diferentes,

(como la caña de azúcar en Brasil) o

generación. Sin embargo, los últimos

producen energía y/o biocombustibles,

amiláceas (maíz en EEUU o cereales

cambios en las regulaciones medioam-

a la par que productos químicos, mate-

en Europa). En los últimos años, nume-

bientales y energéticas han afectado

riales, alimentos y piensos. Entre los dis-

rosas investigaciones han ido encami-

de alguna forma a esta utilización, pro-

tintos tipos de biomasa que se pueden

nadas a la obtención de bioetanol a

vocando que se esté produciendo un

utilizar como materia prima en una bio-

partir de diversas fuentes de biomasa

excedente del mismo.

rrefinería (procedente de cultivos oleagi-

lignocelulósica (compuesta fundamen-

Así, con vistas al desarrollo de bio-

nosos, alcoholígenos, algas, residuos

talmente por celulosa, hemicelulosa y

rrefinerías en zonas oleícolas, los resi-

ganaderos o urbanos, etc.), la biomasa

lignina), entre las que se encuentran

duos con más perspectivas de poder

lignocelulósica originada en los cultivos

los residuos agrícolas y agro-industria-

emplearse como materias primas serí-

agrícolas y las agroindustrias se perfila

les objeto de estudio en este proyecto.

an la poda del olivar, las hojas separa-

como una de las opciones más promete-

das en las almazaras y el orujillo resi-

doras debido a su carácter residual y

ETAPAS PARA EL DESARROLLO

dual de las extractoras. En el caso de

elevada producción.

DE UNA BIORREFINERÍA

hojas y orujillo, tienen la ventaja de es-

En muchos de los esquemas de bio-

tar localizados y disponibles en canti-

rrefinerías que utilizan biomasa ligno-

dades apreciables en las propias in-

celulósica que se están proponiendo

dustrias en las que se generan. En

actualmente, el vector productivo es el

El proyecto BIOROLSOS contem-

cambio, para la poda del olivar es fun-

energético, orientado a la producción

pla cuatro tareas diferenciadas, que

damental abordar el estudio de la lo-

de biocarburantes, calor y/o electrici-

corresponden a lo que serían las eta-

gística de suministro a la biorrefinería,

dad. Un creciente empleo de los bio-

pas imprescindibles del desarrollo de

ya que se produce de forma muy dis-

carburantes como energía alternativa

una biorrefinería alrededor de estos

persa en los campos de cultivo.

renovable puede ayudar a un desarro-

residuos, y que serían extrapolables

ASOCIADA A LA INDUSTRIA OLEÍCOLA

llo sostenible por su contribución a la

a cualquier otro tipo de materia pri-

LAS BIORREFINERÍAS

reducción de los gases de efecto in-

ma. Un breve resumen de la metodo-

COMO “FÁBRICAS DE

vernadero y de la dependencia de los

logía empleada y de los resultados

BIOCOMBUSTIBLES Y

combustibles fósiles en el sector del

más relevantes obtenidos se muestra

BIOPRODUCTOS”

transporte. Entre los distintos tipos de

a continuación:

100

RETEMA

Especial BIOENERGÍA 2018

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DISEÑO Y OPTIMIZACIÓN DE UNA BIORREFINERÍA SOSTENIBLE BASADA EN BIOMASA DEL OLIVAR Y DE LA INDUSTRIA DEL ACEITE DE OLIVA

1. Evaluación de la cantidad y localización geográfica de los distintos residuos Esta es una etapa fundamental para el diseño de la planta, ya que permite identificar las zonas en las que podrá ser implantada, lo que a su vez estará íntimamente ligado a la definición del tamaño de la misma, mediante un estudio de la logística a planta y a la vista de los resultados de la evaluación tecno-económica.

Con el fin de cuantificar el volumen de producción del orujillo y las hojas de almazara, se diseñó una metodología para el cálculo de índices de producción, en base a datos proporcionados por el Ministerio de Agricultura, Pesca y Alimentación (MAGRAMA) y a encuestas realizadas a las industrias extractoras y a una muestra representativa de almazaras de toda España.

En el caso de la poda de olivar, se estimó el volumen de generación en base a los datos actualizados del Sistema de Información Geográfica de Parcelas Agrícolas, SIGPAC (MAGRAMA), y la aplicación de filtros e índices de producción. La localización geográfica de los residuos se llevó a cabo mediante Sistemas de Información Geográfica (SIG), utilizando el software ArcGIS (Esri, España) (Figuras 4 y 5).

El residuo mayoritario es la poda con algo más de 3 millones de toneladas al año, de los cuales casi el 57% se genera en Andalucía, seguido en cantidad por Castilla la Mancha, Extremadura y Cataluña. En cuanto a las hojas, se ha estimado un volumen de 330.000 toneladas/campaña, con un 87.8% del total en Andalucía. Igualmente, Andalucía genera cerca del 90% del orujillo a nivel nacional, que se estima en 1.200.000 toneladas/campaña. En conjunto, los resultados muestran que en España se generan alrededor de 4,5 millones de toneladas/año de poda de olivo,

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Especial BIOENERGÍA 2018

RETEMA

101

DISEÑO Y OPTIMIZACIÓN DE UNA BIORREFINERÍA SOSTENIBLE BASADA EN BIOMASA DEL OLIVAR Y DE LA INDUSTRIA DEL ACEITE DE OLIVA

Figura 4 (izquierda). Distribución geográfica en España de las zonas de cultivo del olivar potencialmente disponibles para la producción de biomasa de poda de olivo. Fuente: Manzanares, P., Ruiz, E. y col. (2017). Spanish Journal of Agricultural Research 15(3), 12 p.

Figura 5 (derecha). Mapa de la distribución regional del orujillo en España. Fuente: Manzanares, P., Ruiz, E. y col. (2017). Spanish Journal of Agricultural Research 15(3), 12 p.

orujillo y hojas alrededor de la agroin-

tes, en condiciones suaves de tempe-

fermentación, a la vez que una mayor

dustria del olivar, que estarían dispo-

ratura, previa al pretratamiento, para la

recuperación de azúcares solubles y

nibles para su utilización en una bio-

retirada de azúcares solubles y com-

otros compuestos en las corrientes lí-

rrefinería multiproducto.

puestos con actividad antioxidante, ta-

quidas generadas en los tratamientos

les como la oleuropeína, el hidroxitiro-

hidrotérmicos. En la etapa de fermenta-

2. Definición de los procesos

sol y los flavonoides y otros productos

ción de los azúcares liberados/solubili-

de conversión más adecuados

de valor añadido, como el manitol. Pos-

zados se han empleado levaduras fer-

para la revalorización del

teriormente, la etapa de pretratamiento

mentadoras a etanol tales como

orujillo y las hojas

se dirige al fraccionamiento de la es-

Saccharomyces cerevisiae, bacterias

tructura lignocelulósica de los residuos

recombinantes capaces de fermentar

El objetivo de esta etapa consiste en

para poder llevar a cabo la liberación

tanto hexosas como pentosas a etanol

definir las tecnologías de transforma-

de los azúcares fermentables a etanol,

(Escherichia coli MM160) y levaduras

ción que permitan revalorizar los resi-

mediante la utilización de enzimas es-

productoras de xilitol como Candida

duos orujillo y hojas, integrándolos en la

pecíficas que actúan sobre los car-

biorrefinería de poda de olivo, investi-

bohidratos tipo glucano y hemicelulosa

gada en proyectos anteriores. Es una

contenidos en los residuos. En el traba-

etapa fundamental y de intenso desa-

jo desarrollado por los dos grupos a lo

rrollo tecnológico, que tiene su primera

largo del proyecto se han ensayo diver-

aproximación en el análisis de la com-

sos tipos de pretratamiento, tales como

posición química de los nuevos resi-

la explosión por vapor, el tratamiento

boidinii. A partir de este trabajo se han calculado los rendimientos y balances de materia de las etapas intermedias del proceso y el potencial de obtención de etanol y xilitol a partir de los diferentes residuos, así como de compuestos con capacidad antioxidante.

duos, proporcionando una información

con agua caliente líquida (Figura 6) y/o

esencial para la selección y el diseño

la deslignificación previa del material

3. Evaluación tecno-económica

de las distintas etapas de conversión

mediante tratamiento alcalino con pe-

de los procesos con un

de los mismos a productos de elevado

róxido de hidrógeno o disolventes or-

software de simulación para la

valor añadido.

gánicos. Todo ello dirigido a conocer

obtención de los balances de

La investigación realizada en poda,

las condiciones de proceso que con-

materia y energía e integración

hojas y orujillo ha permitido determinar

ducen a una mayor liberación de azú-

energética.

la idoneidad de llevar a cabo una etapa

cares de los residuos sólidos pretrata-

de extracción acuosa o con disolven-

dos para la posterior etapa de

102

RETEMA

Especial BIOENERGÍA 2018

Los resultados de rendimientos y con-

I www.retema.es I

DISEÑO Y OPTIMIZACIÓN DE UNA BIORREFINERÍA SOSTENIBLE BASADA EN BIOMASA DEL OLIVAR Y DE LA INDUSTRIA DEL ACEITE DE OLIVA

de flujos de entrada y salida de materias Figura 6. Reactor de pretratamiento por agua caliente líquida

primas y productos, que sirven de base para el cálculo de las emisiones totales y específicas de la biorrefinería, en comparación con un sistema de referencia. En el caso concreto de la poda de olivo, los resultados muestran que la biorrefinería presenta un ahorro de emisiones gases de efecto invernadero del 88%, cuando se compara con el sistema agrícola convencional de quema en campo, y unos ahorros del 55% cuando se compara con el uso de la poda en campo como cubierta vegetal inerte. El análisis del resto de los impactos muestra en todos los casos (acidificación, eutrofización, toxicidad, agotamiento capa ozono, agua y minerales, radiaciones ionizantes, etc.) un comportamiento am-

centraciones de productos obtenidos a

de otros productos como el xilitol a partir

biental más sostenible que la obtención

nivel de laboratorio se utilizaron para si-

de la corriente de azúcares generada en

de estos mismos productos producidos

mular la planta de procesado mediante

el tratamiento hidrotérmico, con rendi-

de manera convencional.

un software comercial de simulación. En

mientos de alrededor de 30 kg por tone-

todos los residuos se definió un escena-

lada de residuo, resulta esencial para la

rio base de producción de etanol, que

definición de escenarios alternativos al

constituye inicialmente el proceso princi-

de la producción de etanol como pro-

Como conclusiones generales del

pal de su aprovechamiento, que com-

ducto principal, como es el caso del oru-

proyecto, se puede constatar el enorme

prende las siguientes fases: extracción

jillo y las hojas. En todos los escenarios

potencial de la biomasa residual proce-

acuosa, pretratamiento, hidrólisis enzi-

estudiados, la integración energética de

dente del sector oleícola, en cuanto a

mática, detoxificación de hidrolizados,

las diferentes corrientes generadas a lo

volumen generado se refiere, así como

fermentación y destilación. En este es-

largo del proceso de conversión permite

la factibilidad técnica de obtener bio-

cenario se ha estudiado la eficiencia

satisfacer la demanda energética de la

productos y biocombustibles a partir de

energética global y la factibilidad econó-

planta, evitando el uso de combustibles

estas biomasas mediante procesos

mica del sistema de biorrefinería. Los re-

fósiles y favoreciendo de esta forma la

avanzados de conversión biológica. Es-

sultados de la simulación muestran la

sostenibilidad del proceso.

tos nuevos desarrollos creemos que

factibilidad técnica y económica de la

CONCLUSIONES

pueden generar un importante impacto

obtención de etanol a partir de la poda,

4. Análisis de Ciclo de Vida

en la mejora tecnológica, la diversifica-

si bien en el caso del orujillo y hojas exis-

(ACV) en diferentes escenarios

ción productiva y la generación de em-

ten limitaciones debido a la relativamen-

analizados en la biorrefinería

pleo en la zona, así como en la reduc-

te baja concentración de etanol obteni-

ción del impacto ambiental de las

da. A partir de poda se podrían obtener

La sostenibilidad ambiental de la bio-

industrias. Es importante destacar que

161 l/tonelada, mientras en orujillo y ho-

rrefinería se analiza usando la metodo-

se ha identificado la necesidad de pro-

jas estos valores descenderían a aproxi-

logía de Análisis de Ciclo de Vida (ACV).

mover políticas a nivel regional que fa-

madamente una tercera parte. En el pro-

Esta metodología describe y analiza to-

vorezcan la integración de los distintos

ceso de conversión de todos los

das las corrientes que entran desde la

sectores implicados (agrícola, indus-

subproductos se pueden obtener canti-

naturaleza, al sistema estudiado y aque-

trial, energético, etc.), para hacer posi-

dades muy significativas de compuestos

llas que salen del sistema a la naturale-

ble el desarrollo de biorrefinerías en zo-

fenólicos en la primera etapa de extrac-

za en todas las etapas de su ciclo de vi-

nas con alta densidad de biomasa

ción acuosa, con rendimientos variables

da. Para ello, a partir de los datos de la

residual, y contribuir así a la estrategia

entre 40 y 100 kg/tonelada. La obtención

simulación se obtienen los inventarios

global de bioeconomía.

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Especial BIOENERGÍA 2018

RETEMA

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Laguna de Duero, un ejemplo de eficiencia energética Javier Martín Responsable de Estudios Veolia I www.veolia.es

a biomasa se está convirtiendo,

L

nas superaba las 9.500 instalaciones1.

cada vez más, en una alternativa

Una de las razones que pueden justi-

energética en España. En los úl-

ficar este gran auge de las instalacio-

A pesar de los beneficios que sin du-

timos diez años, la evolución de

nes de biomasa es la necesidad de

da ofrece la biomasa y de su mayor po-

este tipo de combustible ha experi-

buscar fuentes alternativas a los com-

pularización, sigue siendo una energía

mentado un crecimiento más que des-

bustibles fósiles gracias, en gran medi-

alternativa que genera desconocimien-

tacable. Según el Observatorio de la

da, a la mayor concienciación existente

to entre los usuarios finales de nuestro

Biomasa, impulsado por la Asociación

no solo entre la población, sino también

país. Su fácil obtención, producción y

Española de Valorización Energética

entre organizaciones y la Administra-

su precio estable a lo largo del año la

de la Biomasa (AVEBIOM), las instala-

ción. En este sentido, la biomasa es

convierten en una buena opción para

ciones que utilizaban biomasa como

una energía limpia cuyo precio final en

proyectos de eficiencia energética a

fuente de energía en 2017 ascendían a

el mercado ha ido disminuyendo con el

largo plazo y estas ventajas son las

casi 245.000. En 2008, esta cifra ape-

paso de los años, de acuerdo al infor-

que deben darse a conocer para conti-

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RETEMA

Especial BIOENERGÍA 2018

me de precios de la biomasa para usos térmicos del IDAE a fecha de 20172.

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LAGUNA DE DUERO, UN EJEMPLO DE EFICIENCIA ENERGÉTICA

nuar fomentando su uso frente a otras

Un caso que pone de manifiesto la

residenciales de Lund (Suecia) y Soma

fuentes. Estas nuevas formas de con-

eficiencia de la biomasa como fuente

(Turquía). Con todas ellas, se pretende

sumo son las que permiten favorecer el

de energía alternativa es el proyecto de

poner en valor la creación de solucio-

desarrollo de ciudades más eficaces y

rehabilitación energética realizado por

nes innovadoras y replicables a gran

sostenibles, operando tanto en sus nú-

diversos actores, entre ellos Veolia, en

escala en otras ciudades europeas pa-

cleos industriales como urbanos.

Laguna de Duero (Valladolid), donde la

ra el desarrollo de distritos y núcleos

Según el último Censo de Redes de

compañía participó en el desarrollo de

urbanos más eficientes y respetuosos

Calor y Frío que elabora cada año la

una red de calor mixta para 4.500 veci-

con el medio ambiente.

Asociación de Empresas de Redes de

nos que permitió reducir en un 40% la

En concreto, el proyecto de Torrela-

Calor y Frío (ADHAC), a finales de 2017

demanda energética de 31 edificios de

go tuvo como objetivo principal satisfa-

existían un total de 352 redes censa-

este municipio al sur de la capital.

cer las necesidades energéticas de las comunidades de propietarios de Torre-

das, un 15% más que el año anterior3.

La existencia de estas redes ha su-

LA RED DE CALOR Y FRÍO

lago Fase 1 y Torrelago Fase 2, situa-

puesto, además, un ahorro de 224.000

DE LA URBANIZACIÓN

das en el municipio vallisoletano de La-

toneladas de CO2 al año y un ahorro

TORRELAGO, LAGUNA DE

guna de Duero. Este conjunto estaba

medio del 82% en el consumo de com-

DUERO (VALLADOLID)

formado por 31 edificios de 12 alturas y 4 viviendas de 100m2 por planta, cons-

bustibles fósiles. En este sentido, el principal combustible utilizado por es-

El proyecto de eficiencia energética

truidos entre 1978 y 1981. Las necesi-

tos sistemas de suministro es la bioma-

de Torrelago se encuentra enmarcado

dades térmicas de ambas comunida-

sa: tres de cada cuatro redes de calor

dentro de la iniciativa europea CITy-

des eran muy elevadas, puesto que las

y frío utilizan esta fuente de energía,

FiED, coordinado por el Centro Tecno-

instalaciones gestionaban la calefac-

bien de forma única o combinada con

lógico CARTIF -del que es socio Veolia-

ción y el agua caliente para dar servi-

otros combustibles.

y financiado por el VII Programa Marco

cio a más de 4.500 vecinos. Sin embar-

Como demuestran los datos del cen-

de la Unión Europea, puesto en mar-

go, existía una disconformidad térmica

so, la existencia de este tipo de redes

cha en 2014. CITyFiED, también inclu-

de los usuarios finales, que reclama-

crece cada año y, de acuerdo a las es-

ye acciones en materia de rehabilita-

ban un mayor confort en las viviendas

timaciones que se comentaron durante

ción

al mismo tiempo que se redujera la de-

energética

en

las

zonas

la última edición de Expobiomasa, celebrada en Valladolid en septiembre del pasado año, es previsible que España cuente con más de 700 redes de calor en el año 2020, es decir, un 95% más4. Estas perspectivas tan favorables no hacen sino demostrar la multitud de ventajas de la energía generada por biomasa. Ventajas tanto medioambientales -al evitar la emisión de CO2 o eliminar residuos que son fuente de contaminación del subsuelo y de las aguas subterráneas-, como sociales ya que contribuye al desarrollo rural- y económicas -debido a la reducción de los costes-.

1 Número total de instalaciones de biomasa en España Observatorio de la Biomasa 2 Informe de precios de la biomasa para usos térmicos (4º trimestre 2017) - IDAE 3 Censo de Redes de Calor y Frío 2017 - ADHAC 4 Expobiomasa 2017

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Especial BIOENERGÍA 2018

RETEMA

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LAGUNA DE DUERO, UN EJEMPLO DE EFICIENCIA ENERGÉTICA

manda energética y, con ello, el cos-

controlar los precios del mercado y

to del servicio.

adaptarlos a las necesidades de los

La acción de Veolia tuvo como

usuarios puesto que, mientras que

principal objetivo la reducción del

la biomasa es un combustible vincu-

coste energético de las viviendas,

lado al IPC y, por lo tanto, al merca-

cuyos edificios eran antiguos, no es-

do nacional, el gas está vinculado a

taban aislados correctamente y, por

un índice homónimo ligado a los

extensión, presentaban un consumo

precios internacionales. La apuesta

energético elevado. Por ello, se plan-

por este mix también tiene como ob-

teó un mix energético que combina-

jetivo atender a una mayor deman-

ba la combustión de biomasa y una

da energética durante los meses de

instalación alternativa de gas, con un

mayor frío, quedando cubiertas las

consumo aproximado de 80% de

necesidades de los usuarios duran-

biomasa y 20% de gas. En concreto,

te los 365 días del año.

el proyecto consistió en la instala-

Siguiendo la máxima de la efi-

ción de una única red dividida en

ciencia energética, los trabajos del

tres subredes y dos centrales de pro-

ellas, se ha conseguido reducir las

equipo de Veolia también se enfocaron

ducción. La central de biomasa cuenta

emisiones de CO 2 a la atmósfera al

en reducir la demanda energética de

con tres calderas con una potencia to-

tiempo en que se mantiene la seguri-

las viviendas, renovando los sistemas

tal de 3.450kW, mientras que la central

dad del suministro.

de distribución y la gestión de la ener-

de gas natural está formada por tres

Se trata de dos producciones inde-

gía. Por otro lado, la Ingeniería 3iA fue

calderas que generan 8.715 kW. Con

pendientes, que sirven también para

la encargada de desarrollar una nueva

106

RETEMA

Especial BIOENERGÍA 2018

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LAGUNA DE DUERO, UN EJEMPLO DE EFICIENCIA ENERGÉTICA

envolvente SATE de 80mm para los

mejoras e implementaciones sobre las

vas y respetuosas con el medio am-

edificios, que mejora su aislamiento y

instalaciones de sus clientes en toda

biente que se adapten a sus necesida-

sus condiciones de confort, con una in-

España en tiempo real. Actualmente,

des energéticas. Con este ejemplo, se

versión de 14 millones de euros. Ade-

cuenta con sedes en Vizcaya y Madrid,

hace patente que las energías limpias

más, también se llevó a cabo la sustitu-

donde los expertos de Veolia analizan

y la eficiencia energética pueden ir de

ción parcial de las ventanas.

los datos arrojados por los sistemas de

la mano en el desarrollo de las ciuda-

Por otro lado, una de las grandes me-

control instalados en los edificios de los

des inteligentes.

tas del proyecto de Torrelago era la de

clientes y toman decisiones inmediatas

brindar a más de 4.500 vecinos la posi-

con respecto a su consumo energéti-

¿QUÉ BENEFICIOS HAN

bilidad de que la demanda energética

co. Así, se consigue que las condicio-

OBTENIDO LOS VECINOS DE

pudiera individualizarse a nivel de edifi-

nes de confort sean las adecuadas los

TORRELAGO?

cio y a nivel de vivienda, adaptándola al

365 días del año teniendo en cuenta

confort de todos. Con esta finalidad, se

las variables atmosféricas y las previ-

Todas estas acciones han supuesto

instalaron sistemas de control y medi-

siones de gasto y consumo. Este siste-

la reducción en un 40% de la deman-

ción del consumo con contaje indivi-

ma de control telemático es capaz de

da total de energía que, al ser perso-

dual. Estos sistemas de control y medi-

analizar más de 2.000 instalaciones en

nalizable, atiende a las necesidades

ción también permiten conocer el

todo el territorio nacional, por lo que es

de todos los vecinos de manera inde-

consumo a tiempo real y los datos de

un elemento clave en la constitución de

pendiente. Además, se ha evitado la

ahorro energético de las comunidades.

las Smart Cities.

disconformidad térmica de los usua-

Gracias a ellos, los usuarios pueden ac-

Este es un ejemplo de las soluciones

rios, que a través de las herramientas

ceder a su plataforma de control tele-

que se desarrollan desde Veolia para

de control telemático pueden verificar

mática y observar de primera mano y a

todo tipo de clientes, ya sean institu-

en todo momento su consumo indivi-

tiempo real las implementaciones de

cionales, grandes industrias o particu-

dual según los niveles de calor desea-

eficiencia que se realizan desde el

lares agrupados en comunidades de

dos. Este consumo se optimiza si-

Hubgrade, el centro de eficiencia y

vecinos. La misión de la compañía no

guiendo las máximas de eficiencia

control telemático de Veolia.

es solo ofrecerles una mejora energéti-

energética de Veolia, que regula el

Esta herramienta de optimización

ca y un ahorro tangible sino, además,

gasto manteniendo el nivel de confort

energética, que trabaja de forma tele-

como es el caso de los vecinos de To-

adecuado para todos los vecinos.

mática, permite a Veolia llevar a cabo

rrelago, mostrarles energías alternati-

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El caso de Torrelago pone de mani-

RETEMA

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LAGUNA DE DUERO, UN EJEMPLO DE EFICIENCIA ENERGÉTICA

fiesto que otra forma de consumo

sidades de los proyectos para dar

de las energías hará posible un gasto

energético es posible y beneficioso,

siempre la solución óptima, sostenible

más controlado, un mayor aprovecha-

no solo en términos medioambienta-

y eficaz posible. De esta manera, las

miento de las materias primas y una

les, sino también económicos, y nos

obras realizadas en Torrelago repre-

disminución del impacto de la activi-

permite divisar un horizonte cercano

sentan el esfuerzo de la compañía por

dad humana en el medio ambiente.

en el que las ciudades inteligentes se-

ofrecer la mejor solución y dar res-

La biomasa, al igual que otras ener-

an una realidad. Con ellas, se busca

puesta al compromiso adquirido con

gías limpias, están facilitando el cam-

no solo la reducción de la demanda

la sociedad y con el medio ambiente.

bio definitivo de un modelo de consu-

energética, sino disponer de edificios

Gracias a este compromiso se ha con-

mo desmesurado de los recursos y

e instalaciones más eficaces y más

seguido ofrecer un modelo sostenible,

basado en combustibles fósiles, hacia

responsables con el medio ambiente.

además de reducir el coste energético

un modelo basado en la aplicación de

El uso de la biomasa como fuente de

de las viviendas y dotar a los usuarios

energías renovables y soluciones tec-

energía principal también ayudará a

de herramientas de control del gasto y

nológicas beneficiosas para todos los

aumentar el conocimiento sobre las

gestión del confort energético en sus

usuarios. Esta orientación hacia un uso

energías alternativas, un factor clave

viviendas.

más eficiente de la energía nos permiti-

para concienciar a la población de

La utilización de energías limpias co-

rá seguir disfrutando y haciendo uso

que ya existen energías limpias via-

mo la biomasa, combinadas con el uso

de nuestro entorno sin degradarlo. Por

bles para reducir, en un futuro próxi-

de tecnologías de la información, nos

esta razón, nuestra responsabilidad

mo, nuestra dependencia a los com-

permiten dar un paso más hacia mode-

colectiva es economizar y proteger los

bustibles fósiles y contaminantes.

los racionales de consumo energético

recursos, reducir su consumo y su de-

En Veolia se analizan de manera

en grandes ciudades, donde el control

terioro, para garantizar su mayor dispo-

pormenorizada cada una de las nece-

a tiempo real del precio y la demanda

nibilidad en el futuro.

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