Biogas CORFO 11-07 - · PDF file• Purines de vacuno • Guano de aves ¾Escasa...
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Biogássubstratos, desarrollo de la técnica, costos
Ingenieurbüro für Entwicklung und Anwendung umweltfreundlicher Technik GmbH
Dipl.-Ing. Héctor MirandaCuxhavener Straße 10
D - 28 217 BremenAlemania
fon: 0049 - 421 - 38 678 - 34fax: 0049 - 421 - 38 678 - 88
2CORFO 11-2007 HM -
UTEC GmbH
UTEC GmbH es una empresa de Ingeniería
dedicada desde 1980 al planeamiento, construcción, operación y monitoreode proyectos energéticos a base de Fuentes Naturales Renovables.
Los campos específicos desarrollados por UTEC GmbH son:
Gestión energética industrial y comunal
Energía Eólica
Biogás
Biomasa
Plantas de Compostaje
3CORFO 11-2007 HM -
UTEC y Biogás
• Análisis de laboratorio• Diseño• Planificación• Construcción• Monitoreo
AlemaniaChileIndonesiaotros países
4CORFO 11-2007 HM -
El sistema solar de energía
Biomasa Fuerza eólica e hidráulicaTemperatura del aire
Bomba de calor
PirólisisFermentación
Células solares Central eléctricaColector
Compostaje Combustión
Calor / frio Combustible Electricidad
5CORFO 11-2007 HM -
Substratos apropiados
Desechos orgánicos de animales(purines de cerdo, vacunos, guano de ave, etc)
Plantas energéticas(plantas oleaginosas como maíz, cereales, colza, girasol)
Desechos orgánicos domiciliarios y comunales
Desechos orgánicos de la agroindustria
Lodos residuales provenientes de plantas de tratamiento de aguas servidas(Industriales y comunales)
6CORFO 11-2007 HM -
Escremento animal
• Purines de cerdo
• Purines de vacuno
• Guano de aves
Escasa producción de biogás
Buena disponibilidad
Costo cero
No tiene mercado
Desechos orgánicos de animales
7CORFO 11-2007 HM -
Plantas oleaginosas
• Maíz,
• Cereales,
• Colza,
• Girasol,
• Pasto,
Alta producción de biogás
Buena disponibilidad
Precio alto
Plantas energéticas
8CORFO 11-2007 HM -
Desechos orgánicos domiciliarios y comunales
• Desecho orgánico separado en origen,
• Desechos de poda y corte de cesped
Mediana producción de biogás
Buena disponibilidad
Ingresos por eliminación
9CORFO 11-2007 HM -
Origen industrial y comunal
• Lodo primario
• Lodos activados aeróbicos,
• Residuos del filtrado,
• Grasas acumuladas,
Alta producción de biogás
Buena disponibilidad
Ingresos por eliminación
Lodos residuales
10CORFO 11-2007 HM -
Desechos de la elaboración y procesamientode productos agrícolas
• Restos de producción como afrecho, vinaza, melaza, desechos de pescadosetc.
• Productos descompuestos
• Productos fuera de fecha de conservación
• Sobreproducción
Mediana producción de biogás
Buena disponibilidad pero discontinua
Ingresos por eliminación
Desechos orgánicos de la agroindustria
11CORFO 11-2007 HM -
Productos que NO se biodegradan
• Desechos con alto contenido de lignina
• Desechos con substancias tóxicas
No producen biogás
12CORFO 11-2007 HM -
Tamaños de las plantas de biogás
• Plantas pequeñasMillones en India, China.Biodigestor 1 hasta 4 m³; Cocinar y alumbrado
• Plantas industriales agrícolasBiodigestores de 100 hasta 10.000 m³Cogeneración, 20 kWel hasta 2 MWel
• Plantas industriales tratadadora de desechosBiodigestores 1.000 hasta 10.000 m³Cogeneración, 100 kWel hasta 6 MWel
13CORFO 11-2007 HM -
Biogás en Europa
Producción de biogás en Europa (en millones de m³)
14CORFO 11-2007 HM -
Biogás en Europa
Potencia eléctrica instalada (MW)
15CORFO 11-2007 HM -
Biogás en Europa
Potencia eléctrica instalada promedio por planta (kW)
16CORFO 11-2007 HM -
Alemania
Desarrollo de la técnica del biogás en AlemaniaA la fecha de Septiembre del 2007 se han construido 3.711 plantas de biogás, con una potencia eléctricainstalada total de 1.300 MW
17CORFO 11-2007 HM -
Alemania
Fachverband Biogas, 2006: Stand und Prognose 100 Mio. t/a9,6 Mio. t/a4,0 Mio. t/aReducción de emisiones CO2
85.00017.0005.000Puestos de trabajo
30%15%8%Porcentaje de exportación
7.600 Mio. Euro1.880 Mio. Euro490 Mio. EuroVentas
17%2,7%0,5%Participación en la generacióneléctrica
76.000 GWh/a12.300 GWh/a2.900. GWh/aEnergía10.000 MW2.277 MW450 MWPotencia el.
202020102005
Potencial de la técnica del biogás en el tiempo
18CORFO 11-2007 HM -
Tendencias en desarrollo
Utilización de plantas energéticas
Mayor producción de biogás por la Microbiología
Biodigestores de alto rendimiento en el tratamiento de aguas
Inyección del biogás a la red de gas
Uso del biogás como combustible
19CORFO 11-2007 HM -
Uso de plantas energéticas
Tendencias en desarrollo
• Cultivos más eficientes
• Mejoramiento del rendimiento
• Uso de especies mixtas
• Ensayo con nuevas plantas
• Uso de cosechas estacionales intermedias
• Importación de substratos
Trabas:
Competencia con alimentos
Aceptancia
Precios de mercado
20CORFO 11-2007 HM -
Técnica de biodigestores
Tendencias en desarrollo
• Biodigestores de alto rendimiento
• Mejoramiento de la técnica de agitación
• Mejoramiento del proceso de fermentación
Trabas:
Altos costos
21CORFO 11-2007 HM -
Microbiología
Desarrollo de tendencias
• Nuevas técnicas de medición
• Desarrollo de aditivos para majorar producción
• Uso de encimas
• Desarrollo de consorcios de bacterias porsubstrato
Trabas:
Muy intesivo en costos y tiempo
Complejidad del proceso
22CORFO 11-2007 HM -
Utilización de biogás
Tendencias en desarrollo
• Tratamiento del biogás para inyectarlo a la red
• Tratamiento como combústible (CNG)
• Utilización para la producción de frio
• Utilización Microturbinas
• Utilización en celdas de combustible
Trabas:
Rentabilidad
23CORFO 11-2007 HM -
La utilización de biogás
Caldera/CocinaAbsorbción LamparasCogeneración
Biogás
Motores
Electricidad CalorFrío LucesPotencia
mecanica Carburante
Eliminaciónde CO2
24CORFO 11-2007 HM -
Standard actual: Cogeneración
Producción de energía eléctrica y térmica
• Grado de eficiencia de hasta 42 %
• Coeficiente de planta de un 90%
• Técnica madura
• Gran variedad de ofertas
Importante:
Servicio y mantenimiento
Experiencia del fabricante
Supervisión Online
25CORFO 11-2007 HM -
Estructura de costos - INVERSIÓN
Inversión Costos ProporcionalesDesarrollo de proyecto 3% 2,0% hasta 5,0%Infraestructura 5% 2% hasta 8%digestores 50% 40% hasta 80%Conexiòn a la red 5% 0% hasta 5%motor de gas 25% 0% hasta 35%Medidas compensatorias 2% 1% hasta 3%Ingeniería 10% 8% hasta 15%
Sensibilidad económica Riesgo Posibilidades de limiter el riesgoPrecio de substratos alto contratos a largo plazoPrecio de energía bajo aumenta a largo plazoPersonal en sitio alto formacion, selecciónUtilisación e residuos medio contratos a largo plazos
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Estructura de costos - OPERACIÓN
Costos de operación
• Suministro del substrato (incl. Transporte) 0 – 75 %
• Almacenamiento del substrato 1 %
• Reparaciones y mantenimiento 10 - 15 %
• Manejo 5 - 10 %
• Seguros 1 %
• Analítica 1 %
• Aplicación del efluente 0 – 5 %
• Consumo del proceso 7 – 10 %
27CORFO 11-2007 HM -
Análisis de sensibilidad
Ejemplo a base de una planta de biogás con maíz como substrato
0%
5%
10%
15%
20%
25%
-30% -20% -10% 0% 10% 20% 30%diferencia de valor actual
substratosdisponibilidad motorabonoutilización calorInversión
tasa interna de retorno
28CORFO 11-2007 HM -
Potencial en Chile
Potencial económico con substratos diferentes
precio minimo para plantas energéticas = 85,00 USD/MWhel
UTE
C 2
007
29CORFO 11-2007 HM -
Biogás en Chile
Negrete, VIII Región
•Potencia el.: 40 kW
•Substrato: purín de vacunos
•Utilización del biogás en forma energética (electricidady agua caliente)
•Inaguración: comienzos del 2008
30CORFO 11-2007 HM -
Muchas Gracias
Héctor MirandaCuxhavener Straße 10
D - 28 217 BremenAlemania
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Matías ErrazurízLuís Carrera 1796Vitacura - Santiago
Chile
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