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

miranda@utec-bremen.dewww.utec-bremen.de

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

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UTEC y Biogás

• Análisis de laboratorio• Diseño• Planificación• Construcción• Monitoreo

AlemaniaChileIndonesiaotros países

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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

26CORFO 11-2007 HM -

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

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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

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