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LAYMAN REPORT
Programa: LIFE+ Environment Policy and Governance
2009
Referencia del proyecto: LIFE+ 09 ENV/ES/000451
VALUVOIL ha demostrado que es posible digerir los
productos generados en la producción de biodiésel a
partir de aceites vegetales usados (WVO), y además
valorizar los digestatos generados en el proceso de
digestión anaerobio, como enmiendas orgánicas para
suelos y plantas y/o como una fuente de energía,
cuando gasificado con otro materias primas vegetales
relacionadas, alcanzando un ciclo cero de residuos.
OBJETIVOS Y ALCANCE DEL PROYECTO
Los altos precios y las bajas
reservas
de
fuentes
de
combustibles hacen necesario
buscar combustibles nuevos y
sostenibles como el biodiésel,
cuya producción y
empleo
aumentan
cada año (la
producción mundial aumenta
2,9 millones de toneladas por
año, alcanzando 22,92 millones
en 2012 y 9 millones en
Europa).
Sin embargo, actualmente, casi el 80 %
del biodiésel consumido en España es
importado de Argentina, Indonesia y
Malasia, donde es producido de la
palma y el aceite de soja, cuyas
cosechas intensivas reducen la
diversidad biológica en hábitats y
ecosistemas realmente valiosos . Estos
problemas ambientales, unidos al
impacto económico negativo sobre el
sector de biodiésel nacional, hacen
necesario buscar fuentes sostenibles
para la producción de biodiésel.
Con este objetivo, las nuevas regulaciones de la Directiva 2009/28/CE y el Decreto 1957/2011 Real, que animan el
empleo de materia prima sostenible en la producción de biodiésel, han abierto una oportunidad para el empleo de
barato que el aceite vegetal y más respetuoso con el medioambiente que el
WVO, que ya es mucho más
biodiésel que viene de cosechas intensivas, ya que esto contribuye a reciclar
los residuo generados en hogares y en la hosteleria, cuya eliminación indebida
puede contaminar 1000 L de agua por litro de WVO vertido y suponer un coste
de 2,4 € en las plantas de tratamiento de aguas residuales.
Sin embargo, el refinado de WVO en la producción de biodiésel genera nuevos
desechos que también deben ser tratados correctamente para evitar
problemas ambientales, por lo que es necesario buscar procesos de
producción, técnica, económica y ambientalmente viables.
Buscando la creación de un ciclo de residuos cero en la producción de biosiesel, el consorcio VALUVOIL estableció los
objetivos siguientes para demostrar la valorización completa de residuos del refinado de WVO:
1. Construcción de un prototipo
técnicamente viable, para demostrar
la viabilidad económica y ambiental
de un procedimiento mejorado
basado en la digestión anaerobia de
residuos generados en el tratamiento
de aceites vegetales usados (WVO)
2. Demostración de los efectos
estimulantes en el crecimiento de las
plantas y como fertilizante en los
suelos.
3. Demostración del valor añadido
en la producción de gas sintético que
usa los digestatos como una fuente
de cogeneración de electricidad.
METODOLOGIA EMPLEADA Y RESULTADOS ALCANZADOS
DIGESTIÓN ANAEROBIA DE LOS WVO
Durante la 1 mitad del proyecto, los
residuos y subproductos del aceite
vegetal fueron recogidos, caracterizados
y luego sometidos a diferentes ensayos
de digestión anaerobios (RPP y BRP
solos o mezclados con otro tipo de
residuos como co-sustratos) en pequeña
escala, para seleccionar el protocolo de
digestión anaerobio más óptimo que
alcanza la producción de metano más
alta.
Las condiciones más prometedoras obtenidas a escala de
laboratorio fueron sometidas en una fase (5 Li) y dos fases (6
L) reactores de biogás, demostrando que mediante la
utilización de las combinaciones apropiadas de muestras era
posible incrementar el contenido de metano alrededor del 64
% usando el sistema bifásico, manteniendo el 85 % de la
producción alcanzada a más pequeña escala.
ESCALA DE LABORAROTY
1 ª FASE DE
REACTOR
2ª FASE DE
REACTOR
Después de la determinación de la estrategia de digestión anaerobia a seguir, el consorcio
del VALUVOIL diseñó e instaló un prototipo de 1,000 de capacidad y el sistema de digestión
bifásico con el objetivo de realizar diferentes ensayos a nivel industrial y optimizar su
funcionamiento, manteniendo similares las producciones de residuos y subproductos del
aceite vegetal usado y producciones de metano , similares a las que procesa la industria
pero obtenido a nivel de laboratorio.
Las condiciones más óptimas
mostraron la generación de 2234
L/día de biogás con una
concentración de metano del 65
%, que mejoró los resultados
obtenidos a nivel de laboratorio, y
además produce menos lodo
orgánico que sistemas de
tratamiento
convencionales,
demostrando ser un proceso
ECOLÓGICO donde ningún lodo
peligroso fue generado.
METODOLOGIA EMPLEADA Y RESULTADOS ALCANZADOS
Valorización
Como cualquier proceso industrial, la digestión anaerobia de WVO también generará un
resto orgánico (digestato) que puede ser valorizado como biostimulante y biofertilizante con
usos directos en plantas y suelos, y en gas sintético como fuente de energía termoeléctrica
adicional.
USO AGRICOLA
Después de la determinación de la calidad agronómica del digestato obtenido a pequeña escala,
con reactores a semiescala y ensayos industriales fue demostrado que no eran tóxicos y que el
contenido de microsustancias nutritivas (siendo el N el más abundante) les confirió un cierto
carácter fertilizante y una calidad agrícola óptima.
.La 2 º prueba de germinación con diferentes semillas y suelos
fue realizada para determinar el efecto de los digestatos,
concluyendo que altas dosificaciones tenían efectos
inhibitorios, pero diluido en dosis apropiadas, se obtenía un
efecto estimulante sobre el crecimiento de la raíz y la
germinación de la semilla.
Los ensayos de crecimiento de las plantas realizados con diferentes
especies y suelos, solo confirma el resultado obtenido en las pruebas
de germinación, donde se trataron los suelos, se mostró un mayor
crecimiento de la plantas y una mayor producción (80 y 120m3/ha).
Atendiendo al efecto de los digestatos sobre
suelos, se demostró que tendieron a aumentar la
biomasa microbiana y su actividad, en particular
cuando fueron aplicados en dosis altas, aunque la
intensidad de este efecto dependa del suelo y las
características del digestato.
PRODUCCIÓN DE GAS SINTETICO
El alto contenido en agua del digestato (el 90 %) no hace posible técnica ni económicamente viable
su gasificación , por ello fue necesario usar la materia prima de otros aceites y biodiésel obtenido
en procesos industriales como el co-sustrato para realzar el proceso.
Después
de la evaluación de las propiedades enérgicas de
.
los digestatos WVO, individuales o mezcladas, con
glicerina, aceite de girasol, el lodo de aguas residuales
fue gasificado a escala laboratorio para determinar las
condiciones de funcionamiento y la combinación más
óptima de materias primas, que más tarde que serán
centrifugadas y gasificadas en el reactor de la planta
piloto .
Se demostró que, secando los digestatos y mezclándolos con otros desechos generados en
el proceso para reducir el contenido de humedad, para una fábrica de biodiésel de 20.000
t/año, es posible producir 484 kWe usando toda la basura generada por la gasificación.
BENEFICIOS E IMPACTO
Si la tecnología del VALUVOIL fuera aplicada, potencialmente podrían ser obtenidos los siguientes
impactos ambientales, económicos, sociales y legales:
•Reducción considerable de la contaminación del agua y del suelo, 1 billón y 255.000
toneladas de WVO cada año en Europa y España, respectivamente, mediante el tratamiento
apropiado de los residuos y subproductos generados en su refinación para producir el
biodiésel (1 l. de WVO incorrectamente vertido podría contaminar 1.000 l. del agua).
•Empuje de la producción de biodiésel de aceites comestibles contra la producción de materia
vegetal (mantenimiento de diversidad biológica).
•Disminución de emisiones de gas invernadero (el 45 % CO2 reducción de biodiésel frente a
combustibles de la gasolina) y eliminación de compuestos volátiles y emisiones de amoníaco
•Producción de producto respetuoso con el medioambiente con ventajas agrícolas. La
reducción de electricidad y consumo de energía agradece a la generación potencial de 484
kWe/año obtenidos de desechos del aceite y otras materias primas (la energía limpia).
•Generación de residuos cero y promoción de reciclaje del aceite
•.
•Con los WVO, los residuos y subproductos generados en la producción de biodiésel podrían ser
valorizados de un modo conveniente, los proyectos de biodiésel no dependerán al mercado sumamente
fluctuante relacionado con estos productos, asegurando su dirección apropiada con una ventaja
económica (el ahorro de 484 kWe/año mediante la cogeneración de electricidad).
•Reducción de 2,4 € en plantas de tratamiento de aguas residuales para agua contaminada por el aceite.
•La disminución de la dependencia de gasolina y su aumento constante de precios y animando el
empleo de WVO en la producción de biocarburantes,
Aumento de empleo mediante la recogida y refinado de WVO y nuevas líneas de negocio en el mercado
agrícola.
Mejora la situación de sector de biodiésel nacional y mantenimiento de empleados en estas plantas.
Reducción de riesgos de enfermedad humanos y animales: la toxicidad se reduce por ejemplo respecto a
la de los trabajadores que manejan productos agroquímicos o reducción de los flujos de agua
contaminada por aceites para los animales.
•
.
•Aumento de empleo en la recogida y refinado de WVO y nuevas líneas de negocio en el mercado agrícola.
•Mejora la situación de sector de biodiésel nacional y mantenimiento de empleados en estas plantas.
•Reducción de riesgos de enfermedad humanos y animales: la toxicidad se reduce por ejemplo respecto a la
de los trabajadores que manejan productos agroquímicos o reducción de los flujos de agua contaminada por
aceites para los animales.
•·
Alcanzar una legislación con los criterios sostenibles para producciones de biocarburante ,
tanto a nivel europeo (la Directiva 2009/28/EC) como Nacional (el Decreto 1597/2011).
•·
Flexibilidad con la Directiva 1999/31/EC europea y en línea con la regulación europea
fitosanitaria (200/60/EC, COM/2002/179, 91/414/EEC)
•·
Adaptación al Protocolo de Kyoto, cuyos objetivos han sido ampliados después de 2012 y
con las 2as, 5as y 6as estrategias temáticas del 6EAP.
IMPACTO SOBRE LOS COSTES Y BENEFICIOS
Aparte de las ventajas catalogadas en la sección anterior, el empleo de tecnología VALUVOIL implicará un
impacto económico positivo que hace su puesta en práctica sumamente viable:
En pequeñas plantas de tratamiento WVO una planta de tratamiento procesa digestatos como una enmienda
orgánica y convertir el biogás en la energía termal para el proceso de digestión anaerobio, sin embargo
basando en un argumento más alto donde recomiendan a 21.740 toneladas de aceite contaminado y genera
1.739 toneladas de basura para el aceite, la alternativa más óptima sería el empleo el 60 % de estos
desechos en la co-digestión con el abono de cerdo y el 40 % restante va al proceso de gasificación juntos con
digestatos de la digestión anaerobia y el glicerol, estimando que la digestión anaerobia produce 385.305
Nm3 de biogás para la producción de electricidad, mientras el gas sintético de la producción de gasificación
es 899 Nm3/h.
Teniendo en cuenta el coste del proceso, p.
ej. la inversión inicial para la digestión
anaerobia y el plan de gasificación, y los
gastos anuales sacados del funcionamiento
y el mantenimiento, el consumo de calor,
transporte de la materia prima y el coste
de subproductos, parece claro que las
ventajas obtenidas de la generación de
energía eléctrica y en general el ingreso
para la venta limpia del aceite, no sólo
permitiría recuperar la inversión inicial
durante el primer año de puesta en
práctica, sino también, obtener un
beneficio neto anual de casi 15 millones
de euros.
Además 7 nuevos trabajadores serían
contratados como consecuencia de la puesta
en práctica de proyecto, con lo que también
mejoraría el aspecto social del sector de
biodiésel.
.
TRANSFERIBILIDAD
Aunque el nuevo Decreto Real 2/2013 implique una amenaza para el sector de energías renovables y el mercado de
producción de de WVO de aceite haya cambiado desde el principio del proyecto (ahora las empresas de reciclaje
cobran los WVO), hoy día solamente el 5 % de la producción de biodiésel en España viene de WVO, por lo que parece
claro que hay un enorme mercado potencial para esta alternativa, aunque el coste e ingresos obtenidos sean
sumamente dependientes de la futura legislación que concierne el mercado enérgico de España y Unión Europea.
Por lo tanto, un billón y 255.000 toneladas de WVO generados cada año en Europa y España, respectivamente,
ofrecen un amplio mercado para la puesta en práctica de esta tecnología donde las plantas de biodiésel exigen poner
en práctica alternativas económicamente viables para tratar los desechos generados en la producción biodesel de
WVO. En este sentido, la alternativa de VALUVOIL ofrece la ventaja que no sólo los residuos y los subproductos de
WVO son procesados correctamente independientemente de las fluctuaciones del mercado, sino también una
ventaja económica mediante ahorro del consumo de electricidad.
La viabilidad de plantas de biodiésel tiene una enorme influencia en la mejora de su sostenibilidad económica y, en
particular, es necesario mejorar la eficiencia energética y los ingresos obtenidos de la glicerina (el subproducto
principal) y la valorización de otros residuos del proceso. Parece claro que los resultados obtenidos tienen el alto
potencial de transferencia, ya que ofrecen una alternativa factible a aquellos residuos y subproductos obtenidos en
el proceso (incluyendo la glicerina) y además, tiene un alto potencial para obtener ingresos mediante la producción
de electricidad en la producción de gas sintético y el biogás.
VALUVOIL SE DESARROLLA EN…
EQUIPO VALUVOIL
Periodo: 1 Septiembre 2010 – 28 Febrero 2013
Presupuesto total: 1.041.463 €
Aportación financiera de la CE: 520.732 € (50%).
www.valuvoil.com