Post on 18-Sep-2018
"Nuevas orientaciones y recursospara la Bioenergía enMéxico”
Valorización Energética de
Residuos Urbanos en México
Alvaro Zurita, GIZ
Morelia
19 de octubre de 2016
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Implementado por
Agenda
1. La GIZ
2. Gestión de residuos sólidos urbanos
3. Tecnologías para el aprovechamiento energético de RSU
4. Experiencias de Biogás (RSU) en México
5. El Programa EnRes
28/10/2016
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Implementado por
La GIZ
28/10/2016
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Implementado por
> 35 años de experiencia en cooperación internacional
empresa del Gobierno Alemán
servicios de cooperación internacional para el desarrollo
sostenible
sin fines de lucro
en 130 países
> 17,000 empleados
2,000 millones de EUR anuales
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Implementado por
Fomento de la economía
y el empleoGobernabilidad y
democracia
Economía agropecuaria,
pesca
y alimentación
Salud, educación,
seguridad social
Medio ambiente e
infraestructura
Ámbitos de Competencia
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Implementado por
Gestión de Residuos
Sólidos Urbanos
28/10/2016
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Implementado porImplementado por
XXX28.10.2016
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Implementado por
Residuos Sólidos Urbanos:
• Jerarquía de manejo
• Directiva de la Unión Europea
2009/98/EC
• Implementada en la legislación
alemana por el Ministerio de Medio
Ambiente a través de la Ley de
Economía Circular (KrWG -
Kreislaufwirtschaftsgesetz)
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Implementado por
Otros Orgánico
Digestión anaerobia
CompostaCo-procesamiento
/ Incineración
+ Papel Empaques+ + +
Reciclaje
Fuente: Fricke (2015)
Vidrio
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Implementado por
28.10.2016
SENER 2016
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Implementado por
Ejemplo: Alemania
• 1970 comienza clausura de tiraderos no controlados
• Reemplazo por rellenos sanitarios con diseño ingenieril
• Constantes fallas en sistemas de control de
lixiviados (No existe tecnología con fiabilidad a largo
plazo)
• Colección y control del biogás no es eficiente (tasas de
recuperación máximas de 50%)
• Costos excesivos de operación
• Operación de rellenos sanitarios insostenible
ambiental y económicamente
• Clausura de último relleno sanitario en 2005
28/10/2016
Rellenos sanitarios, una solución provisoria
Fuente: Schnurer, 2015; Wiemer, 2015
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Gestión integral de residuos reduce las emisiones
Fuente: R.Craizer (2015)
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Implementado por
Hidro12,8%
Geotérmica 0,0%Fotovoltaica
21,8%
Eólica34,9%
Biomasa/ResiduosAgropecuarios[PORCENTAJE]
[NOMBRE DE CATEGORÍA]*[PORCENTAJE]
biogas de PTARs0,9%
biogás de relleno sanitario
0,3%
Incineración[PORCENTAJE]
Residuos Urbanos5,6%
160.6 TWh
Fuente: BMWi (2015) y DBFZ (2010); *Estimación propia
Contribución de los residuos urbanos a la electricidad de fuentes
renovables en Alemania en 2014 (TWh)
8.9TWh
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Implementado por
Tecnologías para el
aprovechamiento
energético de RSU
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Implementado por
Tecnologías para el aprovechamiento energético
de RSU
Digestión anaerobia: Biogás
Procesos Térmicos
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Implementado por
28/10/2016
Co-Procesamiento
Incineración
Otras tecnologías térmicas: Gasificación, Pirolisis
Tecnologías térmicas de aprovechamiento energético de RSU
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Implementado por
28/10/2016
Co-Procesamiento
Incineración
Otras tecnologías térmicas: Gasificación, Pirolisis
Tecnologías térmicas de aprovechamiento energético de RSU
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Implementado por
Recepción
de los residuos de
planta
Parrilla Caldera Purificación de
los gases
Fuente/Imágenes::
Presentación Luis Felipe Colturato
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Implementado por
28/10/2016
Incineración:
• Reducción de residuos en peso y volumen (95%)
• Tecnología probada e fiable (Alemania, 68 plantas)
• ¿Se mitigan emisiones? - sólo parcialmente !
• 1 ton residuos => (en Alemania) reducción de 170 kg CO2eq
• Valorización energética
• Disminución de áreas para rellenos
• Valorización material de cenizas y
escorias
• Sistema de abatimiento de gases
• Elevados costos de inversión
y operación
• Ingresos por valorización material
y energética no cubren ni 10%
del costo del manejo de residuos
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Implementado por
28/10/2016
Co-Procesamiento
Incineración
Otras tecnologías térmicas: Gasificación, Pirolisis
Tecnologías térmicas de aprovechamiento energético de RSU
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Implementado por
28/10/2016
Co-Procesamiento
Incineración
Otras tecnologías térmicas: Gasificación, Pirolisis
Tecnologías térmicas de aprovechamiento energético de RSU
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Implementado por
Co-procesamiento
• 1 ton de cemento -> 100 kg de combustible fósil y
entre 0.5 y 0.9 ton de CO2
• residuos sólidos sustituyen combustibles fósiles
• en procesos industriales (producción de cemento,
fierro, plantas de generación eléctrica)
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Implementado por
28/10/2016
Co-Procesamiento
Incineración
Otras tecnologías térmicas: Gasificación, Pirolisis
Tecnologías térmicas de aprovechamiento energético de RSU
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Implementado por
28/10/2016
Co-Procesamiento
Incineración
Otras tecnologías térmicas: Gasificación, Pirolisis
Tecnologías térmicas de aprovechamiento energético de RSU
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Implementado porImplementado por
Otras tecnologías térmicas (gasificación, pirólisis, etc.)
10/28/2016
• Durante loas últimas décadas se han desarrollado las "tecnologías alternativas"
• Hipótesis: Gasificación, pirolisis, plasma pirolisis como técnica-y económicamente
opción a incineración, y menos contaminante
• Actualmente no hay planta de RSU mezclados (de dimensiones considerables)
en operación en Europa, África, América Latina (problemas técnicos y sobre todo
económicos)
• Sólo algunas plantas (principalmente Japón) y en USA están para ciertos flujos
específicos de residuos
• En países en vías de desarrollo no
existen condiciones para implementar
estas tecnologías
• Los altos costos de inversión y
operación no justifican el experimento
Fuente: Wiemer (2015)
Planta de
Gasificación
Karlsruhe
-cerrada-
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Implementado por
Tecnologías para la obtención de biogás
Biodigestores
Rellenos sanitarios
Plantas de tratamiento de aguas residuales
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Implementado por
Plantas de biogás en Alemania
139 159 186 274 370 450617
8501.050
1.300
1.6001.750
2.050
2.680
3.5003.711
3.891
4.984
5.905
7.175
7.515
7.8507.9448.005
650
1.100
1.2711.377
1.893
2.291
3.097
3.352
3.543
3.859
4.054
0
500
1.000
1.500
2.000
2.500
3.000
3.500
4.000
4.500
0
1.000
2.000
3.000
4.000
5.000
6.000
7.000
8.000
9.000
Ins
talle
d e
lec
tric
ca
pa
cit
y
Nu
mb
er
of
bio
ga
s p
lan
ts
Years
Number of biogas plants in Germany
Installed electric capacity in Megawatt [MW]
© Fachverband Biogas e.V. / German Biogas Association
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Implementado por
Mercado de Biogás en Alemania
• Alemania- mayor productor de biogás en Europa
• Principal instrumento: Ley de Fuentes de Energía
Renovable (EEG, Erneuerbare-Energien-Gesetz, 2012)
• tarifa fija preferencial
• electricidad producida por digestión anaerobia de residuos
orgánicos urbanos recibe mayor subsidio que otro tipo de
sustratos
• 2015: 7,944 plantas de biogás, 3,586 MW
• 85 plantas de biogás utilizan como insumo residuos
urbanos exclusivamente
• Biometano- sustituye al gas natural en automóviles
28
Fuente: BMUB, 2012; Fachverband Biogas, 2015
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Implementado por
EstiércolCultivos
energéticos
Residuos
urbanos
Residuos
industriales y
comerciales
Purines y estiércol
vacuno y porcino,
Guano de ave
Zacate, grama
maíz, ensilado
patatas, mostaza
Hojas o puntas de
la remolacha, pajas,
raíces de achicoria,
residuos de
cosecha
Fracción orgánica de
los residuos urbanos,
residuos de jardines
y parques, lodos de
PTARS,...
Residuos de Catering
, Desechos
comestibles,
alimentos vencidos,
grasas, sangre,
residuos de la
producción de leche,
residuos vegetales,
residuos de cervezas,
etc
Productos
secundarios
agrícolas
Planta de
biogás
Biogás
Fertilizante
agricultura
Digestato
Calor,
electricidad,
combustible
Fuente: Findeisen (2015)
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Implementado por
Fuente: Modificado de Stadtwerke Plauen (2014)
30
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Implementado por
Fuente: Findeisen (2015)
Digestion húmeda
Reactor de mezcla
completa
Digestión continua seca
Reactor de tipo flujo pistón
Digestión extra seca
Sistema de garaje
< 15 % dm 15 – 30 % dm > 30 % dm
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Implementado por
Digestión húmeda:
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Implementado por
Digestión húmeda:
Fuente/Imágenes::
Presentación Luis Felipe Colturato
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Implementado por
Fuente: Rehau.com (2014)
Capacidad: 32,000 t/a
Residuos: orgánicos, material de poda, etc.
Capacidad eléctrica inst.: 1.2 MW
Composta: 15,000 t/a
Digestión húmeda: Reactor de mezcla completa - Rehau
Fuente/Imágenes::
Presentación Luis Felipe Colturato
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Implementado por
Digestión seca:
Fuente/Imágenes::
Presentación Luis Felipe Colturato
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Implementado por
Digestión seca:
Fuente/Imágenes::
Presentación Luis Felipe Colturato
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Implementado por
Capacidad: 55,000 t/a
Sustrato: residuos orgánicos, poda
Fertilizantre: 14,000 t/a para agricultura
Composta:12,000 t/a
Biogas: 5,4000,000 m³/a
Biometano injectado a la red:
28,000,000 kWh/a
equivalente al consumo anual
energético de 3,700 hogares o
demanda de CNG para 3,000
automóviles (15,000 km/a)
Digestión seca: Reactor tipo flujo de pistón - Augsburg
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Implementado por
Capacidad: 6,500 t/a
Sustrato: residuos organicos
Potencia electrica: 190 kW
Digestión extra seca:
Sistema de Garage
München
Fuente/Imágenes::
Presentación Luis Felipe Colturato
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Implementado por
Digestión extra seca:
Fuente/Imágenes::
Presentación Luis Felipe Colturato
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Implementado por
Digestión extra seca:
Fuente/Imágenes::
Presentación Luis Felipe Colturato
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Implementado por
Criterio / Tecnología Húmeda Seca Extra-Seca
Complejidad de los equipos• Pretratamiento• Deshidratación
- --
++
+++
Mantenimiento / Disponibilidad de laplanta
0 0 +
Sedimentación / acumulación + - ++
Productividad de metano + + -
Pérdidas de metano + + -
Costos de Inversión - 0 +
Costos de operación - 0 +
Fuente: Center for Research, Education and Demonstration on Waste Management
(CREED) & Technische Universität Braunschweig
y Luis Felipe Colturato
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Implementado por
Berlín, un caso ejemplar
Seite 43
Implementado por
Berlín, un caso ejemplar …
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Implementado por
Planta Tratamiento Mecánico -Biológico (TMB)
Sistema de clasificación
(pre-tratamiento)
Sistema Metanización(Biodigestor )
Post-Tratamento
(compostaje)
Independientemente de la tecnología de la metanización utilizado
Se refiere a la asociación de procesos para la gestión integrada de "seco" y "mojado"
Fuente/Imágenes::
Presentación Luis Felipe Colturato
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Implementado por
Biogás de rellenos sanitarios
Prohibición para depositar residuos tratamiento previo
entra en vigor en 2005
480 GWh - 2014
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Implementado por
Biogás de Plantas de Tratamiento de Aguas Residuales (PTARs)
Fuente: Veolia (2015), OMAFRA (2015)
46
Autonomía energética total en las Plantas de
Braunschweig y Gera de Veolia - Codigestión de
RSU
1440 GWh en 2014
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Implementado por
Experiencias
en México
28.10.2016
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Implementado por
Experiencias en México
Rellenos sanitarios
PTARS
Biodigestores de RSU
Biodigestores agropecuarios
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Implementado por
Tecnologías para el aprovechamiento
energéticos de residuos urbanos
28/10/2016
Apro
vecham
iento
energ
ético
Digestión anaerobia
Extracción de biogás en rellenos sanitarios
8 plantas operando
Biodigestores2 plantas en desarrollo
Planta de Tratamiento de Aguas Residuales
6 plantas operando
Procesos térmicos
Co-procesamiento 1 caso - CEMEX
Incineración
No convencionales (Gasificacion, pirólisis)
México
144 GWh
11.95 GWh
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Implementado por
Rellenos sanitarios (Capacidad instalada)
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Implementado por
Ejemplo: Ener-G en Aguascalientes
• Relleno sanitario de San Nicolás
• Obtuvo financiamiento a través del MDL
• Electricidad: Modalidad autoabastecimiento
ante la Comisión Reguladora de Energía
• Produjo 12.33 GWh en 2014
• Alimenta al Ayuntamiento, edificios
gubernamentales, y 11 privados
• Nissan: Primer planta automotriz en utilizar
energía renovable a partir de biogás
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Implementado por
Plantas de Tratamiento de Aguas Residuales
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Implementado por
Planta Ecosys III
• León, Guanajuato
• Ecosys III – Compañía privada que
opera la PTAR
• Empresa concesionada por SAPAL
(Sistema de Agua Potable y
Alcantarillado de León)
• En 2011 implementó un sistema de
biodigestión de lodos con
cogeneración
• Generó 1.36 GWh en 2014
• Cubre el 75% de su requerimiento
energético
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Implementado por
Biodigestores de RSU
• Estado de México – Atlacomulco (2015)
• Otros (Aguascalientes, …)
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Implementado por
28/10/2016
El Programa EnRes
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Implementado por
Objetivo El aprovechamiento energético ha sido introducido como
opción para la gestión de residuos en México
Contrapartes
principales
Comitente Ministerio Federal Alemán de Cooperación
Económica y Desarrollo (BMZ)
Duración 2014 - 2018
El Programa EnRes
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Implementado por
Coherencia en
políticas públicasResiduos
Cambio ClimáticoEnergía
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Implementado por
Fracción orgánica RSU
Fracción inorgánica RSU
Mezclas
Lodos PTAR
Digestión anaeróbica (biodigestores, rellenos, lodos)
Co-procesamiento(horno cementero)
Incineración +procesos térmicos
alternativos (pirólisis, plasma,...)
Electricidad
Calor / frio
Combustible alterno
(Sustitución de
combustible fósil)
Input
RESIDUOS URBANOS
Output
ENERGIA
SEMARNAT SENER
Cambio Climático
Reducción de GEI
Gestión sustentable de
residuos
Producción de energías
limpias y/o renovables
Coordinación y colaboración interdisciplinaria
(intra-/ interinstitucional)
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Implementado por
4 líneas de trabajo
4. Sensibilización y multiplicación (proyectos demostrativos)
3. Desarrollo de capacidades
2. Financiamiento e Instrumentos económicos
1. Marco regulatorio y normativo
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Implementado por
Tecnologías para el aprovechamiento energéticos
de residuos urbanos
Apro
vecham
iento
energ
ético
Digestión anaerobia
Extracción de biogás en rellenos sanitarios
Biodigestores
Planta de Tratamiento de Aguas Residuales
Procesos térmicos
Incineración
Co-procesamiento
No convencionales (Gasificacion, pirólisis)
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Implementado por
Programa EnRes:
• Facilitar intercambio entre actores (política pública no se hace entre 4
paredes y/o con lobby de sectores interesados)
• Generar espacio para transferencia de conocimiento
• Elevar nivel de discusión (actualmente emocional y dogmática) con
argumentos técnicos, estratégicos, políticos, de desarrollo, ambientales,
sociales y económicos
• Romper falsos mitos
• Quebrar tabúes, transparentar costos
• Evidenciar problemas de “soluciones mágicas”
• Retroalimentar Programa EnRes
Hipótesis:
Valorización energética sólo es posible si se cuenta con una gestión
integral de residuos (sustentable en lo económico, social y ambiental)
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Implementado por
Algunas actividades destacadas:
• Análisis necesidades de armonización del Marco Jurídico para
la Valorización Energética de RU en México y propuesta de
hoja de ruta
• Anteproyecto de Norma: Especificaciones técnicas y de calidad
del biometano para ser usado como biocombustible en México
• Análisis de instrumentos de política pública para estimular la
valorización energética de residuos urbanos en México
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Implementado por
Matriz de Capacitación y Hoja de Ruta
A. Sector Público (Gobierno Federal, Gobiernos Estatales,
Municipios)
B. Sector Financiero (Bancos e Institutos financieros
C. Sector ONGs
D. Sector Empresarial (operadoras plantas)
E. Otros actores de la sociedad civil
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Implementado por
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Implementado por
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Implementado por
Desarrollo de guías técnicas: Biogás de lodos
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Implementado por
Viaje de Delegación Alemania
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Implementado por
Seite 69
Implementado por
Seite 70
Implementado por
28.10.2016
www.foroenres2015.mx
Seite 71
Implementado por
28/10/2016
¡GRACIAS POR SU ATENCIÓN!
Contacto: Alvaro Zurita, GIZalvaro.zurita@giz.de
https://www.giz.de/en/worldwide/33989.html