Gestión de purines

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Estos procesos son llevados a cabo por comunidades bacterianas que conviven en el digestor.

 

A diferencia de la digestión clásica en reactores de agitación completa (CSTR), nuestro dispositivo produce más biogás por unidad de volumen útil. De esta manera se pueden reducir los costes de inversión al construir un digestor de menor volumen para el tratamiento de una misma cantidad de residuo. Asimismo, al no ser necesaria una agitación intensa, el consumo energético es inferior. Este digestor no se ha implantado todavía en Europa. Nuestro equipo técnico colaborador (UNIOVI) ha incorporado mejoras. A ellas se suma la destreza en el manejo del proceso en función del tipo de residuo disponible (sustrato). Nuestro equipo colaborador acumula veinte años de experiencia en procesos de digestión anaerobia.

 

Como innovaciones tecnológicas principales introducimos la aplicación de ultrasonidos para una mejor descomposición de la materia orgánica, la introducción de glicerina para mayor eficiencia del sistema y la recirculación del digestato y de CO2 para mejorar la estabilización del propio digestato.

 

Las ventajas de este sistema de tratamiento están contenidas en la posibilidad de realizar pequeñas unidades así como en que se pueden adaptar a las necesidades y/o posibilidades de los ganaderos y granjeros. Esto tanto en lo referente a los imputs disponibles como a las posibilidades financieras.

 

Todo ello se logra precisamente gracias a la tecnología que se utiliza ya que esta permite realizar el proceso en un tercio del tiempo de la CSTR y, en consecuencia, todos los componentes son menores en tamaño y coste.

 

José Antonio Fuertes Collar

CEO & Founder.

Tel.+34 661124699

Email:info@dafoecoenergy.com

 

 

El objetivo es realizar multitud de pequeñas plantas localizadas en las propias granjas o a muy poca distancia de las mismas.

 

Esto evitará costes y emisiones de CO2 en concepto de transporte de los desechos así como que permitirá el aprovechamiento in situ de los productos resultantes; fertilizantes, calor, electricidad, carburantes, etc.

¿Qué es el Biogas?

 

Así se forma el biogas.

 

El biogas se forma en las plantas de biogas a través de la desintegración biológica de biomasa. Se trata principalmente de sustratos agrícolas (restos de cosechas) y vegetales bioenergéticos (maíz, centeno, remolacha azucarera, etc.) y de sustratos ganaderos (purines, estiércol). Además de las materias anteriormente mencionadas, se puede producir biogas también a partir de restos orgánicos producidos en las comunidades, ciudades o poblaciones como por ejemplo basuras, los restos de la poda, restos de alimentos, productos secundarios de la industria alimentaria, etc.

 

En contenedores de fermentación, herméticamente cerrados (anaeróbicos) nace el biogás gracias a la fermentación que se produce con ayuda de algunas bacterias. Todo ello en diversos pasos de desintegración de los productos aplicados. Las bacterias utilizadas se asemejan a aquellas que se encuentran el sistema digestivo de las vacas.

 

Actualmente se está desarrollando una nueva tecnología que consiste en la introducción de algas en el proceso de digestión. Con es nuevo proceso se incrementará significativamente el rendimiento de las inversiones pues el gas resultante es mucho mas rico en metano a la vez que se obtiene mucha mas materia solida, la cual tendrá aplicación como combustible solido.

 

Componentes del biogas.

El componente básico del biogas es, al igual que en el gas natural, el metano (CH4). Dependiendo del sustrato de fermentación utilizado en una planta de biogas, el porcentaje de metano ronda entre los 50 y 65 %. El segundo componente más importante del biogas es el dióxido de carbono (CO2) con un porcentaje de entre el 35 y el 50 %.

 

Dicho dióxido de carbono es neutro para el clima, ya que las plantas energéticas en cuestión lo han absorbido anteriormente de la atmósfera.

 

Otros componentes del biogas son el agua, el oxígeno y, en menor medida, trazos de sulfuro así como trazos de ácido sulfúrico.

 

En el caso que el biogás sea convertido en metano al 98 % en una planta de procesamiento de biogás, sus cualidades son idénticas a las del gas natural.

 

Circuitos cerrados.

A través de la fermentación de purines y biomasa en plantas de biogas, los nutrientes que contienen los sustratos, se transforman para ser aprovechados por los pastos y por las plantas a las que se le aplica como riego y como abono. Por otro lado, se reduce la emisión de olores de los productos en proceso de fermentación. Esto es importante si comparamos con la emisión de olor de los purines sin fermentar.

 

Con ayuda de las plantas de biogas se pueden cerrar múltiples circuitos. El producto de fermentación obtenido en las plantas de biogas suple abonos industriales caros y contaminantes. El abono natural así obtenido vuelve a los terrenos agrícolas. De esta manera se cierra el circuito natural de las sustancias nutritivas de la región.

 

Calor y electricidad (Cogeneración). 

Actualmente se utiliza el biogas sobre todo en los bloques de producción de electricidad y calor para su uso industrial y/o domestico. Con ayuda de un sistema innovador de adaptación como es el Organic-Rankine-Cycle (ORC) se puede convertir parte de dicho calor en electricidad. Una planta de biogas de 500 kw/h de potencia produce electricidad para unas 1.200 viviendas y calor para unas 250 viviendas.

 

El calor producido en el proceso es utilizado para calentar centros comerciales, fabricas, establos, para el secado de madera, y también es suministrado, a través de conductos de calor, a las viviendas del entorno de la planta.

 

Si en la cercanía de la planta de biogas no hay consumidores potenciales el suministro de calor no resulta rentable. Dicho biogás se puede introducir en una micro red de gas varios kilómetros hasta llegar al próximo bloque de generación de electricidad y calor. Este se puede alojar, por ejemplo, en el sótano de un polideportivo, como por ej. en Braunschweig, donde más de 1.000 viviendas son abastecidas a mediante un bloque de generación de calor y electricidad (BHKW). La red de micro gas de Braunschweig, con sus 20 km, es una de las redes más largas de Alemania.

 

A diferencia con la introducción del biogas en la red de gas natural, en las micro redes no es preciso un tratamiento previo del biogas para su uso.

 

Las posibilidades de uso de este “calor de escape” son múltiples y reflejan la potencial riqueza del sector. Dicho calor puede ser utilizado en una piscina igual que en un invernadero, en una cuadra o una vivienda, en un pabellón de deportes o en una piscifactoría.

 

Calor, frio y electricidad (Trigeneración). 

La tecnología de trigeneración consiste en, a partir de una energía primaria producir tres efectos útiles: electricidad, calor y frío. Este concepto deriva de los ya conocidos sistemas de cogeneración o producción conjunta de calor y electricidad, una tecnología de sobra probada y fiable utilizada principalmente en grandes centrales y entornos industriales.

 

El principio de funcionamiento; de una forma sencilla, podríamos explicar el funcionamiento del sistema de la siguiente forma:

 

La caldera produce energía térmica. Parte de esta energía térmica se emplea para generar vapor de agua. Este vapor generado se introduce en una turbina para generar electricidad. Posteriormente este vapor de agua pasa a un condensador. El calor generado en la condensación se utiliza como fuente de energía para una sistema de generación de frío como podría ser un sistema de absorción.

 

Como podemos observar, a través del aprovechamiento del calor del frio y de la electricidad, se aumenta la eficiencia de una planta de biogás.

 

En Alemania (nuestro país de referencia), el año 2011, las aproximadamente 7.000 plantas de biogas suministraron electricidad a más de 5.000.000 de hogares lo cual equivale a cerca de 18.000 millones de kilovatios.

 

El biogAs como combustible para vehículos.

El biometano tratado se puede utilizar como combustible altamente eficaz y neutro para el medioambiente en los vehículos concebidos para combustible de gas natural o biometano. La distribución se realiza, por ejemplo, a través de las gasolineras para gas natural. Los consumidores se abastecen allí con una mezcla de gas natural y biometano, o bien reciben directamente biometano de un punto de suministro acoplado directamente a una planta de biogas.

 

Con el biogas conseguido de una hectárea de maíz un vehículo a gas puede andar unos 70.000 km aproximadamente.

 

Por ello, el biogas es el combustible más eficaz con un balance de CO2 neutro. En comparación con los vehículos que utilizan gasolina o gasóleo, el biometano reduce hasta un 80 % la emisión contaminante, al a vez que abarata el coste de combustible.

 

Otras aplicaciones. 

Biometano para reemplazar al gas natural.

En vez de suministrar el biogás como electricidad en su entorno más prójimo

 

Se puede optar por suministrarlo a la red pública de gas natural tras previamente haberlo liberado de CO2 y filtrado.

 

Tras la separación del metano y del dióxido de carbono del biogás en bruto, sendas fracciones de gas pueden ser utilizadas para fabricar otros productos. El metano por ejemplo se puede transformar a través de una síntesis química en metanol, hidrógeno o hidrocarburo. El CO2 puede ser utilizado como valioso abono, materia prima para la producción de hielo seco o como base para la metanización de hidrógeno en corriente de viento o de PV.

 

El biogás como reserva y columna del cambio del modelo energético

 

Del biogás se puede obtener energía (biometano, electricidad y calor) de forma continua ya que el biogas se almacena sin problemas y, por ello, puede ser liberado en menor o mayor cantidad. Sirve tanto para el consumo básico como para consumos puntualmente elevados.

 

Como componente importante de las energías renovables, el biogas es una magnitud definitiva que completa la oferta de energías renovables. El biogas puede compensar la inestabilidad de la producción de electricidad a partir de energía solar o eólica y por lo tanto contribuir a un abastecimiento completo regenerativo importantemente. Gracias a ello, el biogás disminuye de forma definitiva la dependencia de las energías fósiles.

 

El Biogás en harmonía con la agricultura y con la ganadería.

En las múltiples empresas familiares del sector agrícola a menudo no alcanza la capacidad para tener una planta de biogas como sostén o como actividad añadida: la mano de obra sobre todo en el sector ganadero de leche está aprovechada al límite. Por esta razón la explotación colectiva de una planta de biogás es una alternativa interesante. Las explotaciones ganaderas participantes obtienen, gracias a la fermentación de sus purines, una revalorización, así, en caso de una gran producción de purines, la planta de biogas sirve para transformar en energía aquella materia que de otra manera supondría un problema.

  

Una imagen vale más que mil palabras… 

Desde el cultivo de col a las energías renovables pasando por la energía atómica.

 

Un buen ejemplo es el pueblo alemán Merkendorf. Merkendorf consiguió su despedida de la energía nuclear sin esfuerzo. A finales de 2009 había 10 plantas de biogás produciendo ecoenergía alrededor de este pueblo de 3.000 habitantes. Hoy en día ni precisan de otras energías fósiles procedentes de carbón, petróleo gas natural, etc. Las energías renovables cubren el 190 % del consumo. Además de las plantas de biogás cuentan con 105 plantas fotovoltaicas. Las plantas de biogas producen alrededor de 3 megavatios, aproximadamente el 90 % del total de la energía regenerativa producida.

 

El biogás facilitó el cambio estructural. Merkendorf era tierra de cultivos de col. Sus 150 hectáreas dedicadas antaño al cultivo de col fue posteriormente sustituido por la ganadería, pero después también la ganadería disminuyó de 149.000 para 129.000 cabezas de ganado. El cambio estructural en el sector agrícola se vio amortiguado por la implantación del sector del biogas. La producción de energía regenerativa vive un impulso importante, al día de hoy la región cuenta con mas de 150 plantas de biogas. Aquello influyó positivamente en el incremento y mantenimiento de empleo en toda la zona rural.

 

El Biogas en cifras.

La Asociación Alemana para el Biogás (Fachverband Biogas E.V.) proporciona los siguientes datos.

  

“El biogas contribuye al suministro de electricidad. 

En el año 2011 se produjeron con biogás cerca de 18.000 millones de kwh (kilovatios hora). Esto corresponde el 18% de la electricidad producida mediante energías renovables y ronda el 3,5% del total del consumo de electricidad en Alemania. Aproximadamente mas de 530.000 viviendas se suministraron de electricidad producida con biogas.

 

El Biogas suministra calor.

En la producción de electricidad en un generador se produce calor como producto asociado. En el años 2011 se produjeron cerca de 18.000 millones de kwhq. Con ello ya hoy en día mas de 90.000 hogares son calentadas con emisiones de CO2 neutras.

 

El biogas proporciona movilidad.

Con biogas procesado se obtiene biometano el cual puede ser utilizado como combustible similar al gas natural. La aplicación de biometano en los vehículos a gas es posible sin adaptación alguna de los motores. A principios de 2011 mas de 90.000 camiones habían tramitado sus permisos para usar biogas. Cerca de 200 gasolineras, de alrededor de 900 gasolineras que expenden gas, ofrecen biometano.

 

El Biogas como sustituto del gas natural.

El biogas procesado puede ser inyectado en la red de gas natural sin problemas. Con ello, por un lado, se deja lugar a la producción del gas con aprovechamiento energético y, por otro lado se aprovecha la red de gas como gigantesco deposito a la vez que medio de transporte. A finales de 2.011 unas 60 plantas de gas almacenan cerca de 260 millones de metros cúbicos de biometano en la red alemana de gas natural.

 

El biogas es bueno para el clima.

Con la sustitución de los combustibles fósiles por biogas en la producción de electricidad y calor en el año 2011 se ahorran casi 12 millones de toneladas de CO2. Además mediante el empleo de purines para la producción de biogas evitamos las enormes emisiones de metano de los depósitos de purines, tan dañinas para el clima así como también se evita el extenso esparcido de los mismos.

 

Los productos de la fermentación sustituyen los abonos minerales industriales.

 

En el proceso de fermentación de las plantas de biogás se obtienen los nutrientes minerales que quedan y serán utilizados nuevamente como abonos de alto valor en los campos. De este modo se cierra el circulo para los materias primas en la zona. (o sea, “todo queda en casa”)

 

Mediante la sustitución de un kilogramo de abono mineral nitrogenado podemos ahorrar mas de seis kilogramos de CO2 los cuales resultan de la producción de los abonos minerales.

 

El biogas es rentable para la región.

Dos terceras partes de la inversión fluye directamente en la región y mejoran el valor de la región. El importe de la construcción, el mantenimiento, la gestión y la producción en el año 2011 ascendió en Alemania a casi 6.000 millones de euros.

 

Puestos de trabajo seguros con el biogas.

En el año 2011 están activas mas de 40.000 personas trabajando en la plantas en construcción, en la producción, en el mantenimiento, en la gestión, en los cultivos, etc. Estos puestos de trabajo se crean todos en la industria y en la agricultura de la región. Una planta de biogás significa para la agricultura tener una calculable perspectiva de seguridad a largo plazo. Con una planta de biogás, gracias a la ley de Energías Renovables (en Alemania EEG), queda garantizada la remuneración establecida mas allá de 20 años, por lo cual quedan equilibrados los oscilantes precios de los productos agrícolas de la agricultura convencional.

 

Las empresas alemanas de biogás son lideres en el mundo.

El biogas “made in Germany” es incontestable. Como lideres del mercado mundial, en este futuro señaladamente tecnológico, están activas las empresas alemanas en muchos países del mundo. En el año 2011 generaron alrededor del 10% de la cifra de negocio (500 millones de euros) en países extranjeros.”

 

Algo similar sucede en Italia. Gran Bretaña, Francia y otros países de Europa. Esto nos da una idea de la rentabilidad de una planta de biogás.

 

Además aún no están exploradas todas las posibilidades en cuanto al rendimiento de un planta de biogas. Actualmente se encuentran en desarrollo nuevas técnicas con cultivo de algas asociado a las plantas de biogás. Cuando esto se consolide la concentración de metano en el biogas será muy superior a la vez que las propias algas constituirán un aporte biomásico añadido como combustible solido.

 

DAFO ECOENERGY planifica y construye y realiza el mantenimiento de pantas de producción de biogas en las que se utiliza como materia prima lo siguiente:

 

• Desechos biológicos (purines y estiércol de granjas, desechos cárnicos, etc).
• Desechos agrícolas.
• Cultivos de especies vegetales con alto contenido energético (maíz, remolacha, colza, miscantus, malva, etc.)

 

Para ello contamos con la colaboración de la empresa alemana MT-ENERGIE AG, la cual es líder mundial en la realización de plantas de biogas con residuos de orígen agrícola y ganadero.

 

Para tener una idea más concreta de lo que produce una planta de biogas de 500 Kw disponemos de los siguientes datos:

 

1 planta de 500 kw suministra:

 

• Electricidad a 1.200.viviendas.
• Calor a 250 viviendas.
• 111.000 kg de abonos solidos por año.
• Evita 1.700 Tm de emisiones de CO2 al año.
• Cientos de puestos de trabajo durante la construcción.
• Al menos 12 puestos de trabajo indefinidamente (sumados directos e indirectos en el suministro de materias).
• Consume 9.000 toneladas de maíz (u otros vegetales) y otras 9.000 toneladas de purines al año. 

En conclusión, invertir en una planta de biogás es una inversión segura y rentable a corto, medio y largo plazo tanto para quien realice la inversión como para la comunidad.

 

 

 

Existen múltiples campos de aplicación para el calor obtenido, p.ej.:

 

Calefacción de:

• Viviendas

• Escuelas

• Centros comerciales

• Piscinas

• Pabellones deportivos

• Invernaderos

• Piscifactorías.

 

Utilización en procesos industriales

• Electricidad.

• Vapor;

• Secado;

• Refrigeración

• Mataderos

• Industrias lácteas

• Tostaderos

• Fabricación de abonos.