Infoenviro nº 56. Julio 2010

BIOGAS-2
14/7/10
16:05
Página 1
BIOGÁS
El ejemplo danés en aprovechamiento
energético del biogás
El biogás se ha posicionado en los últimos años como una fuente de energía renovable con mucho
futuro y más si tenemos en cuenta que se genera al tratar los residuos de nuestras sociedades, tanto
sólidos (basura) como líquidos (aguas residuales). La tecnología más aplicada para ambos casos es
la digestión anaerobia y sin embargo estos residuos no suelen tratarse conjuntamente. Una de las
excepciones es Dinamarca, donde abundan las plantas de co-digestión de residuos urbanos y fangos
de depuradora para producir biogás que se valoriza energéticamente para obtener electricidad y
calor. Aunque el siguiente artículo aboga porque Reino Unido siga la estela de Dinamarca, no es difícil
ver que España también tiene muchas posibilidades para adoptar este modelo y beneficiarse así de
sus numerosos beneficios.
Jon McAterr, Director técnico de Veolia Water Solutions & Technologies en Reino Unido
L
a eliminación de los fangos de depuradora es probablemente uno
de los mayores problemas a los
que se enfrenta con frecuencia la industria del agua y para ello la tecnología más usada es la digestión anaerobia. En Reino Unido, aunque este mismo proceso se emplea para generar
biogás a partir de residuos urbanos de
carácter orgánico, no es frecuente
aplicarlo a ambos tipos de residuos
conjuntamente. Esto se debe fundamentalmente a una falta de acuerdo
entre las organizaciones involucradas
en estas actividades. Por el contrario,
en Dinamarca sí lo han logrado con el
desarrollo de un importante programa
para la producción de biogás usando
la tecnología de digestión anaerobia.
El denominado plan “Energy 21” del
gobierno danés establece una serie
de soluciones integradas para la energía, gestión de residuos y redistribución de nutrientes, y ofrece apoyo al
fomento del biogás como parte de su
objetivo de conseguir que un 35% de
las necesidades energéticas del país
provenga de fuentes renovables.
Actualmente Alemania lidera el ranking de aprovechamiento del biogás
en la Unión Europea, por lo que quizás
sea el momento para que el Reino
Unido aprenda de la experiencia de
Dinamarca y adopte un enfoque de
Vista aérea de la zona de Grindsted Kommune
“unión” para maximizar la energía
procedente de residuos y fangos de
depuradora.
Las cuatro divisiones de negocio de
Veolia Environnment (agua, gestión de
residuos, energía y transporte) sitúan a
esta compañía en una buena posición
para ofrecer soluciones completas.
Krüger A/S es parte de Veolia Water
Solutions & Technology (VWS)-una de
las filiales de la división de agua de
Veolia Environnment- y fue responsable del desarrollo de la mayoría de la
tecnologías de digestión anaerobia
Tabla 1. Residuos tratados en la planta de Grindsted Kommune
Tipo de residuos
FORM
Fangos primario y secundarios de EDAR
Aguas residuales industriales orgánicas
Residuos de alimentos de supermercados y restaurantes
Total
1
JULIO 2010
Diseño de
Diseño de
1997 (t/año) 2006 (t/año)
1.200
40.000
8.700
0
49.900
1.150
39.000
12.200
250
52.600
que se usan actualmente en Dinamarca. La digestión anaerobia requiere un
sustrato digerible y esto incluye normalmente diferenciación en la fuente.
La disponibilidad de flujos de residuos
industriales adecuados puede ser ventajoso, a lo que se suma la capacidad
para generar biogás y que además
ofrece un método rentable para que
las industrias traten sus residuos. También es necesario que exista una ruta
viable de eliminación para los fangos y
para el digesto líquido tratado, y, por
supuesto, la infraestructura necesaria
para distribuir la energía.
Una planta típica de digestión anaerobia posibilita la recogida, almacenamiento y mezcla de los residuos para
proporcionar un sustrato consistente
que se trata antes de someterlo a digestión en condiciones mesófilas
(35 ºC). El fango deshidratado se emplea como abono mientras que el biogás generado por la digestión anaerobia se recoge y aprovecha energética-
1
BIOGAS-2
14/7/10
16:05
Página 2
BIOGÁS
mente en un módulo de cogeneración
para producir electricidad.
Un ejemplo a seguir
La planta de digestión anaerobia de
Grindsted Kommune, diseñada por
Krüger A/S, sigue el esquema descrito. Esta instalación produce casi 7.000
Nm3/día de biogás que se utiliza para
generar electricidad y energía térmica
(“district heating”). Grindsted Kommune es una localidad agrícola con
industrias dedicadas al procesamiento de alimentos. En cuanto a la instalación, fue diseñada en 1996 con el
objetivo de co-digestar la fracción orgánica de los residuos municipales
(FORM), fangos de depuradora, residuos de alimentos de supermercados
y restaurantes, y aguas residuales de
las industrias de alimentación. La tabla 1 resume la composición de los
residuos recibidos y las cantidades
tratadas.
El mayor reto para los ingenieros del
proyecto no fue de carácter técnico,
sino el tener que organizar la separación de los residuos municipales antes
de su recogida. Ellos consideraron
que el consumo de energía requerido
para la clasificación mecánica de los
residuos sería muy alta y por ello iniciaron un importante programa para
concienciar a la población. El resultado fue la introducción de un régimen
de recogida de residuos que permitiese recoger la fracción orgánica de los
residuos municipales y de los restaurantes alterando mínimamente a la
población. A cada hogar se le proporcionó una especie de bolsa biodegradable para el material orgánico susceptible de someterlo a digestión
anaerobia (pero no residuos de jardín)
y una bolsa de plástico para el resto.
Las bolsas se recogen en semanas alternas. El personal encargado de estas tareas está especialmente entrenado para ello y, además, dos veces al
año se recogen muestras de la basura
separada para llevar a cabo controles
de calidad.
Con respecto a los residuos industriales, se recogen en depósitos de 25 toneladas de capacidad antes de ser
mezclados con residuos líquidos en
una tolva de 20 m3. Las bolsas de residuos son añadidas y los sólidos mezclados se acondicionan en un filtroprensa antes de ser transferidos a la
planta de digestión anaerobia.
El pretratamiento consiste en una pasteurización de todo el sustrato para asegurar que el producto final puede utilizarse como abono para el suelo. Para
ello se aplicó la tecnología BioPasteur®
de VWS, la cual consiste en dos depósitos de 20 m3 operando de forma escalonada en un ciclo de pasteurización de
llenado y vaciado, proporcionando así
una alimentación semi-continua al digestor. Una vez llenos, el contenido de
los tanques se calienta hasta una temperatura de 70 ºC y permanece en ellos
durante una hora. En el “corazón” del
proceso BioPasteur se encuentra el intercambiador de calor SWS (del inglés
“sludge-water-sludge”, es decir, fangosagua-fangos), diseñado para recuperar
al máximo posible el calor. El producto
pasteurizado se bombea a través del citado intercambiador de calor SWS, donde se enfría hasta 35 ºC antes de ser alimentado al digestor, en el que permanece por un periodo de 14 días. La
mayor parte del calor recuperado se utiliza para el precalentamiento de los residuos antes de su pasteurización y en la
caldera.
El digestor produce unos 2,5 millones
de m3 de biogás anualmente que se almacenan primero en un gasómetro de
500 m3 y después se envían a un motor
de gas que genera 250 kW de electricidad y 340 kW de calor. Una caldera de
gas produce más de 700 kW de calor,
que se suministra al sistema de calefacción (district heating). Por otra parte, el
fango digerido inodoro se deshidrata
hasta un 22% en una prensa y finalmente se utiliza como compost para agricultura (o se almacena, si es invierno,
hasta la primavera). Con todo esto, la
planta alcanza una tasa de degrada-
Detalle de la planta de digestión anaerobia situada junto a la depuradora
2
JULIO 2010
Tabla 2. Ingresos y costes
operativos anuales
(valores de 2006)
Tipo
Financiación
Mano de obra
Mantenimiento
Productos químicos
Electricidad
Calor
Impuestos
Total
Ingresos
(M€)
Costes
(M€)
0
0
0
0,15
0
0,47
0,62
0,54
0,05
0,09
0,03
0,11
0
0,09
0,91
ción de los residuos del 60% y reduce
su masa en un porcentaje similar.
La planta de digestión anaerobia, junto
con las bolsas para los residuos y los
vehículos de recogida, supuso un coste
de aproximadamente 8,5 M€ en 1996.
La tabla 2 resume los ingresos anuales
y los costes de operación.
El éxito de la instalación de Grindsted
Kommune se debe en parte a la cooperación de los ciudadanos y de las
autoridades locales, promoviendo la
recogida selectiva en origen. Los planes futuros contemplan un incremento
del rendimiento de unas 6.400 t/año,
una eficiencia energética de más del
30% de la potencia eléctrica, y la exportación de calor para district heating
como beneficio para la población.
Conclusiones
El modelo danés claramente funciona y
ha demostrado la capacidad de la tecnología de digestión anaerobia actual
para co-digestar residuos urbanos e industriales con fangos de depuradora
tanto primarios como secundarios.
Existe pues una lección muy valiosa
que aprender por parte de países
como Reino Unido. Éste dispone ya de
una cultura de reciclaje y clasificación
de los residuos, por lo que el esquema
danés podría ser adoptado fácilmente,
si hay voluntad política. La reducción
de la cantidad de residuos que se destinan a vertedero es significativa y además se pueden obtener claros beneficios medioambientales. La tecnología
de digestión anaerobia está en continuo desarrollo y, junto con los cada vez
más eficientes sistemas de cogeneración, es posible maximizar los beneficios económicos de valorizar energéticamente los residuos. Adicionalmente,
con los denominados “Renewables
Obligation Certification (ROCs)”disponibles hoy en día para la producción de
electricidad a partir de biogás con el
objetivo de ayudar a su desarrollo, el
futuro es definitivamente brillante; el
futuro es el biogás.
2