Combustibles Recuperados de los Residuos (CSR)Servicios Funcionales Energéticos Valor para la Sociedad

BIOENERGIA GENERA 2011

HILO CONDUCTORHILO CONDUCTOR

Conceptos

Objeto Potencialj

Problemas Oportunidades Conclusiones

Aplicación racional de la jerarquía de opciones Aplicación racional de la jerarquía de opciones de gestión de residuos (OTRA MONOFRACCIÓNde gestión de residuos (OTRA MONOFRACCIÓN)de gestión de residuos (OTRA MONOFRACCIÓNde gestión de residuos (OTRA MONOFRACCIÓN)

Coste económico y socio-ambiental (€/t)

Prevención Recogida TMBValoritzación

selectivaValoritzación energética

Vertedero

t/a de RM

23 % 53 % 64 % 87 % 100 %

t/a de RM

Producto de estrategiasProducto de estrategias

Prevención/Frugalidad/Desenergización/Productividad (la Energía Útil –económicamente justificada-)

Eficiencia/optimización

Recuperación/Reutilización

Substitución/ValorizaciónSubstitución/Valorización

Autogeneración

REER comparadoREER comparado

Valor de las importaciones de energías y del déficit comercial y de cuenta corriente vs el nº de desempleados: “que inventen (y trabajen) ellos”

Las primas mal dadas, para destruir valor, competitividad, exportaciones y ocupaciónp p y p

REER vs Renovables

REER Fó il N i lREER vs Fósiles Nacionales

REER vs suma de locales

Insostenibilidad EnergéticaInsostenibilidad EnergéticaInsostenibilidad EnergéticaInsostenibilidad Energética

Insostenibilidad EnergéticaInsostenibilidad Energéticagg

Oportunidades dependientes del espacio,Oportunidades dependientes del espacio,y el tiempo y el tiempo ──a igualdad de condicionesa igualdad de condiciones

•Mercados para las energías:

▫CSR directo en cementeras e indirecto en térmicas:▫CSR directo en cementeras e indirecto en térmicas:

pueden estar sometidos a coyunturas económicas y legales, y debe considerarse la viabilidad de la dependencia intersectorial

exigen una alta calidad –mejor corrientes industriales más adecuadas que ya superen su industriales más adecuadas, que ya superen su capacidad, y en todo caso el rechazo (de TMB) municipal tiene un contenido energético bajo y una contribución biogénica limitada-

suelen ser industrias alejadas, con énfasis productivo, que en todo caso deben prevenir la dilución.dilución.

Oportunidades dependientes del espacio,Oportunidades dependientes del espacio,y el tiempo y el tiempo ──a igualdad de condicionesa igualdad de condiciones

▫Conversiones industriales MTD y en igualdad de condiciones que instalaciones CHP “stand-alone”: emisiones, gestión RP, H&S, etc.

▫El calor útil necesita escalado y proximidad a usos industriales económicamente justificados

▫Combustibles líquidos recuperados (también “feedstock recycling”, pasando o no por el gas de síntesis)

▫Gases (de termo y bio-gasificación): conversión de CSR para Cogeneración útil de calidad, uso en procesos térmicos, gasoductos locales, e incluso flotas cautivas ( l )(BNCC, H2, etanol, GTL)

•Los Eco-Sites vinculados a las AG21Locales y a los Planes Municipales de Mitigación y Adaptación al CC para los residuos urbanos (sólidos, lodos, etc.)

▫TMB+

▫con CHP vía gasificación de CSR del rechazo (CGR)

ki d lá ti i l bl (CLR)▫y cracking de plásticos no reciclables (CLR)

▫y valorización avanzada de la MOR

Posibles destinos de los CSRPosibles destinos de los CSR

Cadena de valor de los CSR Cadena de valor de los CSR Cadena de valor de los CSR Cadena de valor de los CSR en Españaen España

Valor de los CSR Valor de los CSR Valor de los CSR Valor de los CSR en Españaen España

Precio positivo de hasta 30 €/t para CSR de alta calidad en cementera

Incertidumbre de suministro y de calidad (PCI, humedad, inertes, Cloro, impropios) para garantizar proceso e inversiones de usuarios y productores

Ensayos de plantas propias de fabricación de CSR por parte de usuarios, y reconversiones de plantas con otras finalidades

En la presente etapa de desarrollo incipiente desconfianza y falta En la presente etapa de desarrollo incipiente, desconfianza y falta de oferta, se recomienda (ERFO):

Producción de oferta de CSR con calidad elevada

Homologación y Control (PCI, humedad, inertes, granulometría, CL y Hg (mejor en mg/GJ en lugar mg/t)

Indexación de precios y garantías de suministrop y g

Certificación de CFósil, de donde la mitigación de CO2 por GJ

Balance de valor CSR (ERFOBalance de valor CSR (ERFO)

ESPAÑA: potencial de ESPAÑA: potencial de producción y mercadosproducción y mercadosproducción y mercadosproducción y mercados

CR sólidos:Potencial CR España (t/a)

CSR1CSR2NP 1 565 000

Potencial CR España (t/a)

NPPBCS1 y 2

1.565.000

4.663.0006.750.000 CSR1

CSR2Destinos:

CementerasC l

2.336.000

CSR2

RSC-NP

BCS1CalerasTérmicasIncineradoras

10.579.000

BCS2

IncineradorasCHP

Potencial de CSR en Europa

Not every country had the same drivers to develop secondary fuels from wastes:– D: Landfillban(TASI),early2000 undercapacity for disposal in Germany, development of MBT– UK: Political choice,difficulties to obtain a permit for a EfW p– I : Legislation allowing a product status (withdrawn) –B : Demand of cement plantsCommon economical factors:– Price of primary fuels(petroleum coke included)– Availability or lack of alternatives at a certain moment : tyres, meat & bone meal, hazardous waste.....

Market potential EU15Market potential EU15

Cement 15 30% substitution: 3 53 5 7 mio t/a7 mio t/aCement 15-30% substitution: 3,53,5--7 mio t/a7 mio t/a

Power 2-4% substitution: 6,56,5--13 mio t/a13 mio t/a,,

CHP ind.boilers,12% of combustible waste ( ref. Germany Netherlands): 17mio t/a17mio t/aGermany, Netherlands): 17mio t/a17mio t/a

Total potential EU15: 2727--37 mio t/a37 mio t/ap

SRF d i d f HCF f MSW b lk t i d i l t d f SRF derived from HCF of MSW, bulky waste, mixed commercial waste and from production specific wastes

3 CONCEPTOS, 5 NIVELES = 15 CATEGORÍAS CSR

Porqué un destino es mejor que otro Porqué un destino es mejor que otro Porqué un destino es mejor que otro Porqué un destino es mejor que otro para un CSR?para un CSR?

Por ValorPor ValorPor Por PorPorPor % de Por % de

Eficiencia?Eficiencia?

Por Valor Por Valor global para la global para la

sociedad?sociedad?Emisiones Emisiones (incl.GEI) y (incl.GEI) y residuos?residuos?

Por Por Desentropía Desentropía (o calidad)?(o calidad)?1

8

Condiciones para la Condiciones para la 19

viabilidad de los CGRviabilidad de los CGR1. Cobertura legal (tiempos de residencia,

t t d í i temperaturas, excesos de oxígeno sin sentido)

2. Homologados, certificados, SolidSolid RecoveredRecovered. o o ogados, ce cados, desclasificados

3. Precios para asegurar su carácter de producto y su factibilidadproducto y su factibilidad

4. Con créditos de CO2 bajo el brazo

5 Validando conversiones y aplicadores

GaseousGaseous RecoveredRecovered

5. Validando conversiones y aplicadores-usos

6. Asegurando un mercado único geuropeo

1. competencia en las salidas con fósiles no primados

LiquidLiquid RecoveredRecovered

fósiles no primados

2. salidas y validaciones para las tecnologías

Conversiones sucesivas: En busca de la Conversiones sucesivas: En busca de la 20

función energética y del valorfunción energética y del valor

Lo importante son los efectos de la sustitución no el tipo de Lo importante son los efectos de la sustitución no el tipo de 21

Lo importante son los efectos de la sustitución, no el tipo de Lo importante son los efectos de la sustitución, no el tipo de recuperación de los residuosrecuperación de los residuos

22

Eficiencia vs Desentropía vs ValorEficiencia vs Desentropía vs Valor

Eficiencia vs Entropía

0,5

0,6

0,4

fi

0,2

0,3

%E

0,1

00 50 100 150 200 250 300 350 400 450

ºC

C tid d d id d éti d C tid d d id d éti d 23

Cantidad por densidad energética de Cantidad por densidad energética de los vectores energéticos convertidoslos vectores energéticos convertidos

4 500

5.000

Conversiones

3.500

4.000

4.500

2.500

3.000

(kW

h/U

.E.)

CSR(t)

1 000

1.500

2.000PCI (t)

0

500

1.000

CGR (Nm3 GS)ELECTRIC(MWhe)

VAPOR(MWht)

0 1 2 3 4 5 6

Un. Energ.Recuperada

El Valor de la conversión de los CSR en otros El Valor de la conversión de los CSR en otros 24 a o de a co e s ó de os CS e o os a o de a co e s ó de os CS e o os vectores energéticosvectores energéticos

Cuánto y porqué se paga por los CR?Cuánto y porqué se paga por los CR?25

Cuánto y porqué se paga por los CR?Cuánto y porqué se paga por los CR?Depende de ello que sean productos?Depende de ello que sean productos?

Lo que cuesta, vale?• El CSR paga de 17 a 80 €/ta los hornos industriales ena los hornos industriales enEuropa para sucoincineración

• El lodo secado paga 18 €/t• El lodo secado paga 18 €/t• En cambio, el PET‐Coke,que no es CSR –sería RP,pero es subproductopero es subproducto‐,tiene un precio (100 €/t),pese a su peor índice deemisiones/PCIemisiones/PCI.

• El Syntoil (CLR) vale 380€/m3El S (CGR) l 2 2 5• El Syngas (CGR) vale 2‐2,5€cent/kWh

R1 adaptada al ciclo completo de VE de lodos secadosR1 adaptada al ciclo completo de VE de lodos secadosR1 adaptada al ciclo completo de VE de lodos secadosR1 adaptada al ciclo completo de VE de lodos secados

R1 adaptada a la incineración integrada con ciclo R1 adaptada a la incineración integrada con ciclo combinado de GNcombinado de GN

R1 indicador de eficiencia de la Directiva Marco R1 indicador de eficiencia de la Directiva Marco de residuosde residuos 28

29

Ciclo gasificación de CSRCiclo gasificación de CSR--CGRCGR--Caldera/TurboalternadorCaldera/Turboalternador

30

Esquema básico Gasificador 1GEsquema básico Gasificador 1G

Vapor

EP

UR

.G.

V

pIndustrial

4 bar

DE

TUR

BIN

A

mul

ti-et

apa

CALDERAINPUT

GASIFICADOR

Vapor40 bar

R

Vapor Residual• Más flexible en capacidad

Má fl ibl h d d ti l í 0,1 bar• Más flexible en humedad y tipología• Más compacta y ubicable/integrable en plantas

industriales• Comburente estequiométrico• (sin exceso de aire: menor pérdida en humos)• Mejor control de emisiones e inquemados, ya desde

gasificador• Requerimientos granulometría• Calor sensible de GS también va a caldera

Esquema básico Gasificador 2GEsquema básico Gasificador 2G

31

Esquema básico Gasificador 2GEsquema básico Gasificador 2G--Horno industrialHorno industrial

RINPUT

GA

SIF

ICA

DO

R

AC

ON

DIC

.

QUEMADOR

PROCESO INDUSTRIAL TÉRMICO

•Eficiente•Simple

32

Mercados primados y liberalizadosMercados primados y liberalizados

Protegido-incentivado

Commoditycompetitiva

Paquete servicio incentivado

Primas

competitiva

Basada en el

funcionalPrimas

Desg.Fiscales

Input: barato o T.Fee

Eficiencia Ener.

Subvenciones Basada en Tecnología Ecología Indust.

Créditos Bl.

Cred CO2Basada en Integración Aplicadores

Cred.CO2 g

Radar de Ciclos de VE, con metodología e indicadores transparentesRadar de Ciclos de VE, con metodología e indicadores transparentes33

“Thinking globally, …being eco‐efficient locally” (o las cosas bien hechas como sector!)

Valor Socioeconómico

Efi.Energía

Incineración integrada con  ciclo combinado de GN

Secado e incineración de residuos cárnicos

Emisiones CO2

Tóxicos

Conversión de plásticos en CLR mediante cracking: “feedstock recycling”

Gasificación de CSR y CHP distribuido

VE de biomasa forestal mediante gasificación, caldera y turbina

Incineración de fracción Resto o de lodos húmedos, con créditos de CO2

Secado térmico de lodos EDAR di ió b b d

Digestiòn anaerobia, gestión del amonio y secado térmico de purines

mediante cogeneración o bomba de calor + utilización como CSR vs 

valorización físico‐quimica 

C b tió d it d i

Pretratamientos diversos: calidad, discriminación, consumos y costes

Combustión de aceites usados sin  refinar, biocarburantes con su mochila ambiental, etc.

Balance de Energía, CO2 y Económico Balance de Energía, CO2 y Económico 34g , yg , yopciones rechazo TMBopciones rechazo TMB

La termogasificación fiable y ecoeficiente de residuos

El gas de síntesis, un vector energético CGR perseguido energético CGR perseguido

con perseverancia

Vector energético SyngasVector energético Syngas EL MEJOR ALIADOEL MEJOR ALIADOVector energético SyngasVector energético Syngas EL MEJOR ALIADO EL MEJOR ALIADO

DE LOS CSR,DE LOS CSR,

DE LOS QUE PRECISADE LOS QUE PRECISA:

•Por calidad

•Por uniformidad

•Por coste

A LOS QUE APORTAA LOS QUE APORTA:

•Una valorización local, distribuida, ecoeficiente, a la escala adecuada

•Fluidificación, versatilidad, exceso de oxígeno innecesario (eficiencia y concentración del acondicionamiento)

•Homologación industrial de calidad y proceso

P d ió d GS ( CGR)P d ió d GS ( CGR)Producción de GS (un CGR)Producción de GS (un CGR)

T ifi ió é i i l •Termogasificación autotérmica convencional, para compuestos homogéneos y simples, y ciclos de combustión externa del gas de síntesisde combustión externa del gas de síntesis

•O termogasificación con plasma, con aportación energética externa, pera una reacción extrema y controlada de los alquitranes, para CSR más hete ogé eos eq e i ie tos de oto es de heterogéneos y requerimientos de motores de combustión interna

H2 + CO->C + H2O

G d Sí t i CGR t b ifi d l l t G d Sí t i CGR t b ifi d l l t Gas de Síntesis: CGR por un tubo, gasificando localmente Gas de Síntesis: CGR por un tubo, gasificando localmente un CSR de baja calidad producido con el Rechazo del TMB un CSR de baja calidad producido con el Rechazo del TMB de la fracción Restode la fracción Resto

Destinos del gas de síntesisDestinos del gas de síntesis 39Destinos del gas de síntesisDestinos del gas de síntesis

C l iC l i40

ConclusionesConclusiones

Excepto en usos directos de CSR de calidad muy alta en hornosindustriales, su conversión en CGR (gas de síntesis) es la opción máseficiente y flexible, que aporta más valor, con un gran potencial

para usos industriales térmicos,CHP (de combustión interna o externa)y centrales térmicas (vía indirecta)y centrales térmicas (vía indirecta)

La conversión en CGR es casi la única vía para los rechazos de TMBde RU, por dificultad, calidad, escala, dependencias e impactosNo hay problemas de emisiones, residuos y productos, por procesoMuy viejo, suficientemente probado, muy demandadoEs precisa una cobertura legal, validación, retribución de mitigaciónEs precisa una cobertura legal, validación, retribución de mitigacióny valor para la sociedad:

dependencia energética,divisas/PIBdivisas/PIB,externalidades

ConclusionesConclusiones

Dentro de la estrategia de sostenibilidad energética, a nivel (prioritario) de Prevención de los Servicios Funcionales (prioritario) de Prevención de los Servicios Funcionales Energéticos

debe revisarse estrictamente el concepto de Energía Útil –económicamente justificada-

definido e impuesto como condición por la Directiva de definido e impuesto como condición por la Directiva de Cogeneración, especialmente cuando se prima económicamente una dedicación energética (secados con falsas cogeneraciones) impidiendo opciones ecoeficientescogeneraciones) impidiendo opciones ecoeficientes

En la elección de opciones de valorización energética, al igual que para otras soluciones y políticas ambientales, y proyectos de infraestructuras e instalaciones de interés proyectos de infraestructuras e instalaciones de interés público,

el Análisis del Valor aportado a la Sociedad, de un modo Transparente y Riguroso, es esencial. C tit l j t l i l d Constituye la mejor vacuna contra la espiral de errores, maquillajes, corrupciones y perversiones que han estado en el origen de la crisis socioeconómica que atenaza al país, con carácter estructural.

GRACIAS POR SU ATENCIÓNlluis.otero@heraholding.com

12 Mayo 2011