Ainia y el biogás agroindustrial.

1. Ainia y el biogás agroindustrial. Andrés Pascual  apascual@ainia.es  +34 961366090

2. Introducción. Actividades de ainia. Recursos y equipamiento piloto. Experiencia. Anexos

3. bioenergía BIOENERGÍA Energías Renovables

4. definición El biogás agroindustrial es un gas combustible compuesto principalmente de metano (CH4) y dióxido de carbono (CO2), que se obtiene como resultado de la fermentación anaerobia (en ausencia de oxigeno) de materiales orgánicos biodegradables, principalmente residuos. Suele ser empleado en motores de co-generación para la producción de calor y/o electricidad. Composición media: 50-80% CH4 20-50% CO2 1-5% otros (H2, agua, NH3) <4.000 ppm H2S

5. materias primas residuos orgánicos agroindustriales Agrícolas • Excedentes de cultivo (retirada). • Descartes baja calidad. Industria alimentaria • Restos de materia prima (vegetal o animal). • Productos intermedios o finales desechados. • Lodos de depuración. Distribución alimentaria • Caducados, retirados. Ganaderos • Estiércol de vaca. • Purín de cerdo. Otros • Residuos orgánicos domésticos. • Glicerina.

6. Pre-tratamiento Mecánico Térmico Biológico residuo1 residuo2 residuo3 Co-digestión Anaerobia En Digestores (vertical u horizontal) Digerido Almacenamiento Tanques residuoN Acondicionado MEZCLA EQUILIBRADA!!! Biogás Aplicación como Fertilizante (€) Sólido o Líquido Depuración H2O y H2S Combustión En motor co-generación venta a la red eléctrica Calor (€) Electricidad (€) Real Decreto 661/2007 Calefacción, secado, … proceso (€?)

7. perspectivas BIOGAS AGROINDUSTRIAL Situación actual. • 3000 plantas en Alemania. Rápido desarrollo en otros países (Suecia, Austria, Dinamarca o Italia) en los últimos años. • Incipiente desarrollo en España. Razones para su futuro crecimiento en España: • NUEVA TARIFA a la producción de biogás desde mayo 2007 (RD 661/2007) que duplica la tarifa anterior. • Ayudas e incentivos disponibles. Renovado apoyo de la administración al biogás. • Mejora medioambiental exigida a las actividades agroalimentarias (gestión de residuos, emisiones de CO2, etc.). • Crecientes costes medioambientales. • Disponibilidad y fiabilidad de la tecnología de co-digestión anaerobia. • Nuevos usos del biogás previa depuración y concentración del CH4.

8. Introducción. Actividades de ainia. Recursos y equipamiento piloto. Experiencia. Anexos

9. actividades de ainia en materia de biogás agroindustrial Asistencia Técnica • Evaluación de sustratos. • Viabilidad de nuevas plantas de biogás. • Explotación. • Planificación estratégica. I+D+i • Producción biogas (co-digestión anaerobia). • Aprovechamiento de digestados. • Nuevos usos del biogás. Formación • Curso de biogás agroindustrial.

10. Asistencia Tecnológica Evaluación de sustratos para la producción de biogás.

11. Asistencia tecnológica. Evaluación de sustratos para la producción de biogás. Objetivo Conocer la composición, biodegradabilidad y rendimiento máximo en biogás de un residuo o material orgánico de interés para su posible uso en plantas industriales de biogás. Alcance • Composición del sustrato: humedad, relación C/N, tóxicos … • Tasa de biodegradabilidad. • Rendimiento en biogás según norma VDI4630. • Informe de resultados. Aplicación • Diseño de procesos de co-digestión. • Estudios de viabilidad económica.

12. Asistencia Tecnológica Estudio de viabilidad de nuevas plantas de biogás agroindustrial.

13. Asistencia tecnológica. Estudio de viabilidad de nuevas plantas de biogas. Objetivo Determinar la viabilidad técnica, medioambiental y económica de una planta de digestión anaerobia para el tratamiento conjunto de residuos orgánicos agroalimentarios. Alcance • Diagnóstico inicial: volumen y disponibilidad de sustratos en el entorno, demanda energética, superficie agrícola próxima, aspectos legales, etc. • Evaluación de sustrato/s (composición, biodegradabilidad, rendimiento en biogás según norma VDI4635). • Diseño básico del sistema de producción de biogás: volumen diario y anual, mezcla de sustratos, carga orgánica, estimación del rendimiento energético, potencia instalada, rendimiento eléctrico y térmico, posibles usos del calor, posibles usos de los digestados, etc. • Determinación de balances técnicos, económicos y medioambientales. • Gestión de ofertas comerciales con proveedores adecuados para el tipo de planta requerido: documento de especificaciones, petición de ofertas, interlocución técnica, revisión y comparación técnica de ofertas,… • Colaboración técnica en la fase de contratación.

14. Asistencia Tecnológica Explotación de plantas de biogás.

15. Asistencia tecnológica. Explotación de plantas de biogás. Objetivo Optimizar el rendimiento de una planta de biogás agroindustrial mediante una adecuada explotación y control del proceso. Alcance • Diagnóstico del proceso: toma de muestras, mediciones, revisión de registros de planta, etc. • Identificación de puntos débiles. • Propuesta de mejoras. • Diseño de un plan de actuación.

16. Asistencia Tecnológica Planificación estratégica.

17. Asistencia tecnológica. Planificación estratégica. Objetivo Desarrollar planes estratégicos de desarrollo de plantas de biogás en zonas geográficas determinadas. Alcance • Inventario de residuos y sustratos para biogás. • Determinación del potencial de biogás de sustratos críticos. • Determinación de las necesidades energéticas. • Evaluación de los cultivos de la zona para la recepción de los digestados. • Estudio de viabilidad económica. • Balances medioambientales. • Elaboración de un plan de desarrollo del biogás en la zona.

18. I+D+i Optimización de procesos de producción de biogás.

19. I+D+i Producción de biogás (co-digestión anaerobia). Objetivo Desarrollo de nuevas técnicas de co-digestión anaerobia a partir de residuos orgánicos de diversa procedencia maximizando la producción de biogás así como su calidad. Alcance • Diseño de procesos de co-digestión con nuevos sustratos (glicerina, cultivos energéticos, etc.). • Desarrollo de nuevos pre-tratamientos (biológicos, físicos, etc.) para mejorar la digestabilidad de sustratos. • Optimización de variables de proceso (carga orgánica, agitación, tipo de alimentación vertical u horizontal, etc.). • Caracterización y mejora de la fermentación mediante microorganismos seleccionados.

20. I+D+i Aprovechamiento de digestados.

21. I+D+i Aprovechamiento de digestados. Objetivo Diseñar técnicas de acondicionado, mejora y normalización de digestados para incrementar su valor comercial como fertilizante, incluyendo su validación en cultivos piloto. Alcance • Estudios de separación por filtración, centrifugación, etc. • Caracterización de la composición de las fracciones. • Ensayo de procesos de acondicionado y/o enriquecimiento de los digestados. • Pruebas de campo en parcelas piloto (cultivos tradicionales o energéticos). • Caracterización y normalización. • Viabilidad técnico-económica.

22. I+D+i Nuevos usos del biogás.

23. I+D+i Nuevos usos del biogás. Objetivo Desarrollar proyectos integrados de producción, valorización y uso del biogás en vehículos, redes de gas natural o pilas de combustible. Alcance • Desarrollo del subsistema de producción de biogás. • Pruebas de depuración y enriquecimiento del CH4 presente en el biogás hasta calidad de gas natural o similar. • Pruebas de uso del biogás enriquecido en vehículos con motores de gas natural. • Ensayos de validación para otros usos (redes de gas o pilas de combustible). • Viabilidad técnico-económica.

24. Formación Curso de biogás agroindustrial.

25. I+D+i Nuevos usos del biogás. Objetivo Obtener la formación necesaria para abordar un proyecto industrial de producción y uso de biogás agroindustrial. Alcance • Marco normativo y económico para un proyecto de biogás agroindustrial. • Fundamentos de la co-digestión anaerobia. • Descripción de una planta industrial: pre-tratamiento, digestores, agitadores, calefacción, depuración H2S, etc. • Motores de co-generación. • Aprovechamiento de digestados en cultivos. • Explotación. • Viabilidad económica y medioambiental. Duración 3 días Posible adaptación para su impartición “a medida”.

26. Introducción. Actividades de ainia. Recursos y equipamiento piloto. Experiencia. Anexos

27. unidad piloto digestores BATCH Alimentación: Batch Volumen: 2 litros Unidades 36 digestores Temperatura: 38°C Duración: 35-40 días Repeticiones: 3 Análisis de gas: cada 1 litro CH4, CO2, O2, H2S, H2 Ubicación: ainia Ensayos según norma VDI 4630 Fermentation of organic materials.

28. unidad piloto digestores semi-CONTINUO Alimentación: semi-continuo Volumen: 36 litros Temperatura: 38°C Repeticiones: 3 Análisis del gas: cada 4 litros CH4, CO2, H2, H2S, O2 Ubicación: LFL (Munich-Alemania)* ainia (2008) *Convenio marco de colaboración.

29. demostrativo a medida Sistema: semi-continuo Volumen digestor plug-flow: 1 m3 Capacidad máx: 1 tonelada Temperatura: 38°C Carga orgánica: 3,5 kg SV/m3/d Tiempo de residencia: 30 días Análisis del gas: CH4, H2S Alimentación: estiércol de vacuno + res. cítricos Granja San Ramón

30. Introducción. Actividades de ainia. Recursos y equipamiento piloto. Experiencia. Anexos

31. antecedentes ainia cuenta con más de 15 años de experiencia en proyectos de asesoramiento e I+D a empresas del sector agroalimentario en el ámbito medioambiental. Sus principales áreas de trabajo son • Prevención de la contaminación. • Tratamiento de aguas residuales. • Gestión y aprovechamiento de residuos. • Energías Renovables: BIOGÁS. Ainia trabaja desde hace 6 años en biogás como consecuencia de la visión estratégica del entorno y su tendencia …

32. El proyecto de la Granja San Ramón. Campo Cooperativas Industria TRITURACIÓN ENSILADO* RESIDUO CÍTRICO ESTIERCOL DIGESTADO SEPARACIÓN S/L COMPOSTAJE SÓLIDO LIQUIDO AGUA DE RIEGO* ABONO ORGÁNICO CO-DIGESTIÓN Granja BIOGAS ACONDICIONADO CO-GENERACIÓN Venta a la red CALOR ELECTRICIDAD

33. PROBIOGAS Desarrollo de sistemas sostenibles de producción y uso de biogás agroindustrial en España PROYECTOS SINGULARES Y ESTRATÉGICOS Nº expediente: PSE-120000-2007-16 Programa Nacional de Energía ABANTIA, AINIA, ALMAZÁN, BIOGAS FUEL CELL, CEBAS, CESPA, CIDAUT, CIEMAT, COVAP, FAEN, FNAT, GIRO, GSR, IDAE, IRENA UL, IVIA, NATURGAS, PROTECMA, fundación RURALCAJA, SOGAMA, TETMA, UNIVERSIDAD DE BARCELONA, UNIVERSIDAD DE CÁDIZ, UNIVERSIDAD MIGUEL HERNÁNDEZ, UNIVERSIDAD DE OVIEDO, UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE VALENCIA, UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE COMPOSTELA. • Coordinado por ainia. • Duración: 4 años (2007-2010). • 27 socios (14 empresas y 13 centros de I+D). • 12 subproyectos (7 demostración).