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Uso energético de biomasa:
Una forma inteligente de reutilizar
desechos industriales.
Construyendo Eficiencia Energética desde la Región del Maule.
Martes 29 de mayo de 2012.
Roger Walther
Director Regional Sudamérica
Ernst Basler + Partner
www.ebp.ch/en
Energías Renovables No Convencionales
(ERNC)
Eólica
Solar
Hídrica
Geotérmica
Biomasa
Electricidad Energía
térmica
Bio-
combustible
Origen de Biomasa
5
Producto
secundario
Uso energético
Biomasa
seca
Biomasa
húmeda
Uso con valor
agregado
Fracciones de biomasa
Residuos
Forestales
Residuos
Industriales
Residuos
de madera
usada
Residuos
Urbanos
Residuos orgánicos y
biosólidos en la
industria
Residuos
Agrícolas:
Ganaderos
y cosecha
Cultivos
energéticos
6
Tubería de gas
Electricidad
Residuos líquidos
Calor de escape
Cogeneración
Substrato de fermentación
Residuos rurales
Residuos urbanos
Residuos industriales
Cultivos energéticos
Biogás
Fermentación
Estanque
Batidora
Compost Residuos solidos
Separación del digestado
Agua
Fertilizante (Nitrógeno, Kalium)
Fertilizante (fósforo)
Osmosis Filtración
Separación de nutrientes
Producción energética
Producción de biogás
Separación del material sólido
Energía termica
Tecnología Biodigestor
Biogás industrial
Capacidad: 10.000 - 40.000 Toneladas/año
Residuos industriales y residuos urbanos
Cultivos no energéticos
150 – 1.000 kW potencia
Biogás agrícola
Capacidad: 1.000 - 20.000 Toneladas/año
Residuos rurales
50 - 500 kW potencia
Estación depuradora de aguas residuales
Fermentación
Líquida continua
Materia seca < 12-15%
Fermentación
Sólida continua
Materia seca > 20-30%
Fermentación
Sólida batch
Materia seca > 25-40%
• Co-fermentación:
líquido con residuos
orgánicos sólidos o semi-
líquidos
• Sustratos agropecuarios
(excrementos), efluentes
industriales, restos de
comida, de frutas,
grasas, lodos de PTAR
• Tanque con
agitación
• Temperatura: 35-38C
• Residuos orgánicos sólidos
• Sustratos urbanos e
industriales
• Reactor tipo pistón
• Agitador longitudinal
“plug flow”
• Temperatura: 53C
• Fermentación discontinua
• Residuos orgánicos sólidos
• Reactores secuenciales
por lotes (SBR Secuencial
Batch Reactor)
Tecnologías / tipos de biodigestores
Desarrollo de biodigestores en Suiza y Alemania
Biodigestor industrial en Suiza
Biodigestor en Alemania
Costos de inversión y costo de operación (10’000 t/a)
Costo de inversión USD Participación Construcción (biodigestor etc.) 1.165.000 49% Planificación y trámites 110.000 5% Terreno 5.000 0% Tuberías, bomba 15.500 1%
Red de calefacción: Conexión y cableado 21.800 1% Tecnología para la fermentación 565.000 24% Planta de cogeneración 383.000 16% Reserva 113.000 5% Total 2.378.300 100%
Costo de operación USD/a Cuota Gestión de la planta / Costo de mano de obra 78.900 45% Administracion 4.500 3% Mantenimiento y servicio: Material 11.300 6% Mantenimiento de planta de cogeneración 43.600 25% Logística, biomasa 21.600 12% Análisis y control 5.000 3% Seguros 11.900 7% Total 176.800 100%
Modelos de negocio
Opción 1: UNA EMPRESA es el
propietario
Empresa
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Electricidad
Energía térmica
Certificaciones
Feldschlösschen Biodigestor
• Tratamiento de aguas residuales
• Biomasa: Aguas residuales con mucha materia orgánica,
oruja de malta, levadura, alcohol concentrado
• 920’000 m3 Biogás para la producción de 20% de la
demanda energética térmica
• Reducción de 1’500 Toneladas de CO2
• Reducción de costos de 550’000 USD/año
Modelos de negocio
Opción 2: Colaboración entre varios
actores
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Electricidad
Energía térmica
Certificaciones
Empresa 2 Empresa 1
Ejemplo Colaboración entre varios actores (Wyss – sol-E)
Productor agrícola
51%
Generador de Energía
49%
Proveedores
de biomasa
1
Proveedores
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Electricidad
Energía térmica
Certificaciones
Ejemplo Colaboración entre varios actores (Wyss – sol-E Suisse)
Beneficios:
• Productor Agrícola • Diversificación de su ingreso económico
• Venta de productos con valor agregado
• Disminución de gases de efecto invernadero
• Alta presencia en los medios de comunicación
• Disminución de riesgos
• Generador de
Energía
• Abastecimiento de biomasa está garantizado,
seguro y económico
• Alta aceptación del proyecto por la
involucración de otros actores
• Diversificación de la matriz energética
Aplicación en
Chile:
• Colaboración entre actores de Chilealimentos
y/o con proveedores de recursos primarios
Ciclo de vida de un biodigestor
Concepto y
Planificación Realización
Puesta en
marcha
En
funcionamiento
Upgrade o
cierre
• Factibilidad
• Contratos
• Diseño y
planificación
• Trámites
ambientales
• Proveedores de
tecnología
• Construcción
• Control de
calidad
• Biología
• Seguridad
• Proceso
piloto
• Producción
de biogás
• Costos
• Biogás
• Emisiones
• Mantenimiento
• Moderni-
zación
• Reciclaje
Beneficios de un biodigestor
• Establecimiento de sistemas de suministro de energía
independiente y descentralizado
• Disminución de la cantidad de desechos orgánicos a
disponer, gestión integral de residuos
• Recuperación valiosa de nutrientes para las plantas
• Reducción de las emisiones de gases de efecto
invernadero / generación de certificaciones de CO2
• Posicionar el sector o la empresa como pionera en este
tema
