la producción de biogás a partir de residuos ganaderos

ainia

VALORIZACIÓN ENERGÉTICA DE RESIDUOS GANADEROS Y BIENESTAR ANIMAL

“La producción de biogás a partir de residuos ganaderos”Andrés Pascualainia centro tecnológico

C.O.I.T.A.V.Valencia, 9 de noviembre de 2010

centro tecnológico al servicio de la industria

Actividades de ainia en el ámbito del biogásI+D

ASISTENCIA TÉCNICA

centro tecnológico al servicio de la industria

ANÁLISIS

FORMACIÓN

INFRAESTRUCTURAS PILOTO Y LABORATORIOS

4/10

Resources & Facilities

BiotmethanationSemi-continuous Unit12 DIGESTERS 36 L

(UBIMET-C36) Biomethanation Batch Unit 54 DIGESTERS 2L

(UBIMET-B2)

Infraestructura de plantas piloto

ainia

Contenidos.

1. Introducción. Situación actual del biogás.2. Ejemplos de plantas de biogás agroindustrial. 3. Potencial de biogás en España.4. Materias primas.5. Pretratamientos.6. Digestión anaerobia.7. Biogás. 8. Digestato.9. Caso práctico.10.Sostenibilidad.

1. Introducción. Situación actual del biogás en España y la UE

ainia

¿Qué es el biogás?

El biogás 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.

65% CH4 30% CO2 1-5% otros (H2, agua, NH3) <4.000 ppm H2S

Composición aproximada:

1 m3 biogás equivale a la energía de 0.65 m3 de gas natural y puede llegar a producir 2.1 kWh de energía

eléctrica renovable

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Tipos de biogás.

Vertedero Depuradoras FORSU ResiduosAgroindustriales

BIOGÁS

Caldera MotoGenerador Vehículos Redes de

Gas NaturalPilas de

CombustibleMicro

Turbinas

usos habituales usos emergentes

++

Digestores

ainia

El biogás en la Unión Europea y en España.Producción según origen.

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

ktep

2005 2946 902 8602006 2700 868 13312007 2905 887 2108

Vertedero Depuradoras (1) Digestores (2)Fuente:Barómetro BiogásEurObserv´er2007 y 2008

(1) Lodos de EDAR urbanas e industriales

(2) Digestores agroindustriales (plantas centralizadas o individuales) y de FORSU.

Total UE(25) 2007 = 5,901 ktep (kilotoneladas equivalente de petróleo)

Fuente:Barómetro BiogásEurObserv´er2007 y 2008

(1) Lodos de EDAR urbanas e industriales

(2) Digestores agroindustriales (plantas centralizadas o individuales) y de FORSU.

Total España 2007 = 330 ktep (kilotoneladas equivalente de petróleo)

0

50

100

150

200

250

300

ktep

2005 236 49 202006 251 49 202007 260 49 21

Vertedero Depuradoras (1) Digestores (2)

ainia

Alemania.

Fuente: Centro Alemán de Investigación de Biogás, Marzo 09. Jornadas Genera.

Fuente:

ainia

Dinamarca.

ainia

2. El biogás en España.

6%

79%

15%VertederoDepuradorasDigestores

2007 España

330 ktep

Evolución:

• Cambio de escenario con la subida de la tarifa del biogás en el RD 661/2007. • Dinamización del sector del biogás agroindustrial. Nuevas empresas y agrupaciones. Muchos proyectos en planificación.• Lento desarrollo: rentabilidad ajustada, trámites administrativos complejos, financiación, confianza (pocos digestores agroindustriales), etc.• Plan de Biodigestión de Purines. RD 949/2009.• PANER y LIBRO BLANCO BIOGAS (MARM).

2. Ejemplos de plantas.

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Esquema procesos en planta de biogás agroind.

Pre-tratamientoMecánicoTérmicoBiológico

Co-digestión AnaerobiaDigestor/es

Biogás

Digestato

Depuración

Combustión En motor co-generación

Electricidad (+€)Calor (+€)

evacuación a red eléctrica

Calefacción, secado, … Real Decreto 661/2007

Separación S-L Almacenamiento

Aplicación como Enmienda o Abono

Sólido o Líquido (+€?)

Acondicionado

residuo1

residuo2

residuo3

residuoN

MEZCLAEQUILIBRADA!!!

(+€?)

Tratamiento del Digestato

Recuperación, reducción o eliminación de nutrientes.

(-€)

ainia

El biogás en España.

ainia

Ejemplos de plantas individuales y centralizadas.

Centralizada

ND 1 digestor de 4.500 m3

-36.000 T/año de estiércol (50%)-32.400 T/año de residuos alimentarios (45%)-3.600 T/año de residuos orgánicos domésticos (5%)

Karpalund, Kristianstad

(Dinamarca)

Centralizada

16,3MW (5-8%

procedente del biogas )

2 digestores de 3.000 m3

-100.000 T/año de purín de cerdo de 70 granjas. -Lodos de matadero y subproductos producción biodiesel (<10%).

Juneda, Lérida

(España)

Individual1 motor de 380kWe

2 digestores en serie de 1.270

m3.

-11.500 m3/año de purín de cerdo (70%). -4.300 m3/año de residuos orgánicos agroindustriales de la zona (derivados de alcohol y aceites vegetales, lodos, residuos de frutas, cebolla y leche) (30%)

Vila-Sana, Lérida

(España)

TIPO DEPLANTA

POTENCIAINSTALADADIGESTORESMEZCLA DE RESIDUOSLUGAR

ainia

Individual1 motor de 630kW

2 digestores principales de 1.527m3 y

2 secundarios de 2.661m3

-4.000 T/año purín-10.000 T/año residuos alimentarios

Bueren-Haden

(Alemania)

Individual2 motores de 1.416 kW

2 digestores x 5.500 m3 1 digestor secundario

2.500 m3

-100.000 T/año purín vacuno-30.000 T/año de maíz de ensilaje

Kaarssen

(Alemania)

IndividualMotor de 95 kW

1 digestor principal 75 m3 y un secundario de

35 m3

-1.970 m3/año de gallinaza-742 m3/año de purin de cerdo-614 m3/año lodos de industrias cárnicas y del pescado

Nistelrode

(Holanda)

Centralizada

2 motores de 2.1 MWe

2 digestores de 4.000 m3

-116.800 T/año purines, estiércol y gallinaza de 30 granjas (80%). -29.200 T/año residuos alimentarios de la zona (20%).

Holsworthy, Devon

(Reino Unido)

TIPO DE PLANTA

POTENCIA INSTALADA

DIGESTORESMEZCLA DE RESIDUOSLUGAR

Ejemplos de plantas individuales y centralizadas.

3. Potencial de biogás en España.

ainia

Materias Primas Agroindustriales.

- Hoteles - Restaurantes- Catering- Super e hipermercados. - Mercados centrales.

Otros Residuos de la Cadena Alimentaria

- Biodiesel.- Bioetanol.- Biorefinerías.- Bioquímica.- Farmacéutica.- Papelera.

Otras industrias similares

- Conservas. - Zumos.- Cerveza y otras bebidas.- Lácteas.- Cárnicas.- Pescado.- Azucareras.- Almidón.- Ingredientes y aditivos.- EDARIsalimentarias.

- Granjas de porcino, vacuno y de aves.- Explotaciones agrícolas.- Cooperativas agrícolas.- Piscifactorías y acuicultura. - Cultivos energéticos.

Industria alimentaria

Agricultura, pesca y

ganadería

ainia

Sp1: MATERIAS PRIMAS. Inventario de materias primas. El proyecto PROBIOGAS: Objetivo y alcanceEl proyecto PROBIOGAS: PSE Sp 1: Inventario de Materias Primas. Metodología.

Cálculo del potencial de producción de biogás en España.

POTENCIAL TOTAL

Potencial derivado de toda la materia prima que se genera.Cantidad de materia prima calculada por indicadores estadísticos y coeficientes. Resultados a nivel PROVINCIAL y COMARCAL.

POTENCIAL ACCESIBLE

Parte del POTENCIAL TOTAL que puede ser objeto de gestión (recogida, transporte, almacenamiento) de forma viable. Ejemplo de material NO accesible: deyecciones ganaderas de explotacionesextensivas.

POTENCIAL DISPONIBLE

Parte del POTENCIAL ACCESIBLE que queda, una vez descontados los usos alternativos. Ejemplo de usos alternativos: alimentación animal, compost, recuperación de compuestos activos, etc.

Coeficientes PB

Coef. Productividad de Biogás (PB) de cada materia prima. Datos obtenidos de forma experimental (ensayos batch realizados en PROBIOGAS) o bibliográfica. Se aplican PBs suponiendo operación en continuo (no máximo potencial) donde el % biodegradación es menor.

POTENCIALENERGÉTICO

Potencial de producción de biogás. Calculado a partir de las toneladas disponibles de las materias primas y sus correspondientes PBs. Resultados en forma de POTENCIAL ACCESIBLE Y DISPONIBLE. Resultados a Nivel COMARCAL Y PROVINCIAL.

ainia

Sp1: MATERIAS PRIMAS. Inventario de materias primas. Sp1: MATERIAS PRIMAS. Inventario de materias primas. El proyecto PROBIOGAS: Objetivo y alcanceEl proyecto PROBIOGAS: PSE Mapa de Potencial DISPONIBLE Comarcal (GANADEROS).

P. Disponible: 41,2 mill T/año(84,3 % del P. Accesible)

1.130 ktep/año

ainia

Sp1: MATERIAS PRIMAS. Inventario de materias primas. Sp1: MATERIAS PRIMAS. Inventario de materias primas. El proyecto PROBIOGAS: Objetivo y alcanceEl proyecto PROBIOGAS: PSE Mapa de Potencial DISPONIBLE Comarcal (CARNICOS).

P. Disponible: 2,2 mill T/año(68,0% del P. Accesible)

32 ktep/año

ainia


45 ktep/año

Sp1: MATERIAS PRIMAS. Inventario de materias primas. Sp1: MATERIAS PRIMAS. Inventario de materias primas. El proyecto PROBIOGAS: Objetivo y alcanceEl proyecto PROBIOGAS: PSE Mapa de Potencial DISPONIBLE Comarcal (LACTEOS).

ainia


15 ktep/año

Sp1: MATERIAS PRIMAS. Inventario de materias primas. Sp1: MATERIAS PRIMAS. Inventario de materias primas. El proyecto PROBIOGAS: Objetivo y alcanceEl proyecto PROBIOGAS: PSE Mapa de Potencial DISPONIBLE Comarcal (PESCADO).

ainia


215 ktep/año

Sp1: MATERIAS PRIMAS. Inventario de materias primas. Sp1: MATERIAS PRIMAS. Inventario de materias primas. El proyecto PROBIOGAS: Objetivo y alcanceEl proyecto PROBIOGAS: PSE Mapa de Potencial DISPONIBLE Comarcal (VEGETALES).

ainia

Sp1: MATERIAS PRIMAS. Inventario de materias primas. Sp1: MATERIAS PRIMAS. Inventario de materias primas. El proyecto PROBIOGAS: Objetivo y alcanceEl proyecto PROBIOGAS: PSE Ejemplo de Ficha COMARCAL POTENCIAL (T/año) ACCESIBLE

ainia

Factores para el desarrollo del biogás.

DESARROLLO DE LAS ENERGÍAS RENOVABLES

•Alta dependencia (80%).•Elevado precio petróleo. •Garantía suministro.•Contaminación asociada a fuentes fósiles.•Objetivo 20% en 2020.

PROBLEMÁTICA RESIDUOS ORGÁNICOS

•Reducción progresiva de su disposición en vertedero.•Incremento coste gestión.•Impacto ambiental. •Búsqueda alternativas.

RD 661/2006NUEVA TARIFA BIOGÁS

• Nuevas tarifas:0,13 €/kWhe (p<500kW)0,09 €/kWhe (p>500kW)•Garantía 15 años.•Mayor viabilidad económica

PROBLEMÁTICACAMBIO CLIMÁTICO

•Emisión de GEI.•Kioto. •RD 987/2008•Futuro valor en proyectos de ahorro neto de GEI.

4. Materias primas.

ainia

Principales características

• ST

• SV

• Nutrientes (relación C:N; nutrientes)

• Potencial de biogás

• Sustancias inhibidoras

• Materiales no deseables

ainia

ST

(Pfeiffer, B., 2008)

ainia

SV

No biodegradableResiduos de envases. Plásticos

No biodegradableResiduos de envases. Metales

No biodegradableEstiércol, purines, restos vegetales, etc.Arena, piedras

No biodegradableSalmueras o residuos salinos.Sales.

RegularRestos de producción vegetal, estiércol y purines, subproductos de la industria farmacéutica.

Pesticidas, antibióticos, detergentes

Buena1)Subproductos de origen animal o vegetal. Grasas

ExcelenteSubproductos animales, productos cárnicos, lácteos, o de la pesca, etc.

Proteínas

BuenaPaja triturada, hierba, pulpas y pieles de frutas y verduras, etc.

Celulosa

ExcelenteExcedentes de cereales, patatas, etc., subproductos de fábricas de snacks o de almidones, etc.

Almidón

ExcelenteRemolacha o caña de azúcar. Subproductos de una azucarera o fábrica de golosinas,

etc.

Azúcares

Biodegradabilidad anaerobia

Presente en Componente

1) Requiere mayores tiempos de retención

ainia

Requerimientos proceso produccción biogás. C/N. Nutrientes

(adecuado crecimiento de los microorganismos)

(Pfeiffer, B., 2008)

(Flotats, X., 2008)

La ausencia de micronutrientes necesarios para el metabolismo de los microorganismos anaerobios (ej. Fe, Ni, Sr, Mo, etc.) puede causar una reducción significativa de su rendimiento

60-90Cebada, arróz, trigo

25Pieles de patata

16Fangos de depuración

35Residuos de frutas

25Residuos de cocina

2-8Residuos de matadero

15Gallinaza

15-24Purín de vacuno

18-20Purín de cerdo

Relación C:N

Sustrato

ainia

Potencial Máximo de Biogás. PMB.

Fuente: lfl

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

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bio

gás

[L/

kg

SV

]

Residuos ganaderos

Residuos matadero

Residuos vegetales ind. agroalimentaria

Residuos agrícolas Otros

ainia

Inhibidores

Inhibidores presentes en el residuo antes de su digestión:

• Pesticidas, desinfectantes o antibióticos

Inhibidores que se forman durante la digestión:

• AGCL

• AGVs

• NH3

• H2 / H2S

ainia

Materiales no deseables

Materiales no deseables y/o contaminantes:

• Paja entera

• Arena*

• Piedras*

• Cristal*

• Metales*

• Materiales plásticos*

Problemas de separación de fases por su sedimentación o flotación, espumas, daños en bombas, etc.

Se requiere separación previa a su entrada al digestor

* Materiales no biodegradables (inertes)

ainia

Resumen de características sustratos agroindustriales

Características y producción de biogás de algunos residuos orgánicos agroindustriales

Residuo ST [%] SV

[% ST] C:N

Producción

de biogás

[m3·kg-1 SV]

Tiempo

de

retención

[días]

CH4

[%]

Sustancias

NO

deseables

Sustancias

inhibidoras

Problemas

frecuentes

Purín de

cerdo 3-81) 70-80 3-10 0,25-0,50 20-40 70-80

virutas de

madera,

cerdas,

arena,

cuerdas

antibióticos,

desinfectantes

espumas,

sedimentos

Estiércol 5-121) 75-85 6-202) 0,20-0,30 20-30 55-75

cerdas,

tierra, paja,

madera

antibióticos,

desinfectantes espumas

Gallinaza 10-301) 70-80 3-10 0,35-0,60 >30 60-80

piedras,

arena,

plumas,

NH4+,

antibióticos,

desinfectantes

inhibición

por NH4+ ,

espumas

Residuos de

frutas 15-20 75 35 0,25-0,50 8-20 ND

partes poco

biodegrada-

bles

AGV,

pesticidas acidificación

Restos de

alimentos 10 80 n.a. 0,50-0,60 10-20 70-80

huesos,

metales,

plásticos

AGV,

desinfectantes

acidificación

sedimentos,

mecánicos

Vinazas 1-5 80-95 4-10 0,35-0,55 3-10 55-75

partículas

poco

biodegrada-

bles

AGV acidificación

Paja 70 90 90 0,35-0,453) 10-503) ND arena -

espumas

Biodegrada-

bilidad

1)Según dilución; 2)Según presencia de paja; 3)Según picado; ND: no disponible Fuente: adaptado de Steffen, R., et al. (1998)

5. Pretratamientos.

ainia

Pretratamientos

• OBJETIVOS

• MEJORA DEL RDTO. DEL PROCESO QUE TIENE LUGAR A CONTINUACIÓN (DA)

• Aumento de la producción y calidad del biogás

• Reducción del THR

• Reducción de la materia orgánica al final del proceso

• Crear condiciones favorables para el desarrollo bacteriano

• REGLAMENTACIÓN SANITARIA• Higienización SPA

• CONSERVACIÓN DE SUSTRATOS • Suministro constante de materia prima o alimentación del digestor

(ensilado)

ainia

Principales tipos pre-tratamientos

• Tipos de pretratamientos

• Mecánicos (trituración) residuos de materiales estructurales difíciles de degradar (celulosa, lignina, etc.) como residuos recolección cereales, etc.

• Térmicos (higienización) subproductos procesado industria cárnica, deyecciones ganaderas, lodos de industrias alimentarias, etc.

• Biológicos (adición de bacterias específicas/ensilado/tratamientos fúngicos/tratamientos enzimáticos) cereales, maíz, pratenses, etc.

• Otros.

6. Digestión anaerobia.

ainia

Fases de la digestión anaerobia

(H2S + CO2)

COMPUESTOS ORGÁNICOS COMPLEJOS (carbohidratos, proteínas, lípidos)

COMPUESTOS ORGÁNICOS SIMPLES(azúcares, aminoácidos, ácidos grasos)

ÁCIDOS GRASOS VOLÁTILES(acetato, propianato, butirato, etc)

METANO Y DIÓXIDO DE CARBONOCH4 + CO2

ACETATO (2 carbonos)CH3-COO-

Hidrógeno gas y dióxido de carbonoH2 + CO2

ACIDOGÉNESIS

HIDRÓLISIS

35 %

20 %

17 %

72 % 28 %

13 %

10 %

5 %

ACETOGÉNESIS

METANOGÉNESISSULFUROGÉNESIS

ainia

Ventajas de la co-digestión anaerobia.

Aprovechar complementariedad química de los sustratos: mayor estabilidad y producción de biogás.

Integración de los procesos de valorización (compartir instalaciones de reciclaje).

Integración de metodologías de gestión de los sustratos.

Compensar estacionalidad en la disponibilidad de sustratos.

Ahorro de costes de inversión y mantenimiento.

ainia

Sustratos agroalimentarios

?Otros requisitos: garantía de suministro, proximidad, coste o ingreso asociado a su uso, etc.

No contaminantes persistentes o patógenos (afecta al digerido)

No bactericidas ni inhibidores (afecta al proceso)

Co-digestiónpH/capacidad buffer adecuados

Co-digestiónContenido en nutrientes equilibrado

Co-digestión2-15% de materia seca (bombeo)

Biodegradabilidad

Residuos agroalimentarios

Requisito

Requisitos de los sustratos para producir biogás

ainia

Sistemas de co-digestión anaerobia.

DISEÑO DEL PROCESO

HUMEDAD del SUSTRATO

HUMEDA

SECA

o

FLUJO

CONTINUO

DISCONTINUOo

RANGO de TEMPERATURA

MESOFILO

TERMÓFILOo

ETAPAS de FERMENTACIÓN

1 ETAPA

MULTI ETAPAo

ainia

Configuraciones.

Estiércol + residuos líquidos

Tanque dePre-mezcla

Fermentador Post-Fermen.

Digestato

ainia

Configuraciones.

Estiércol 8 % ST(ev. purines)

TanquePre-mezcla

Fermentador Post-Fermen.

Sustrato 30 % ST

bom

beo

Recirculado

5 % ST

13 % ST

(alternativa H2O)

Digestato

ainia

Configuraciones.

Sustratos

Fermentador

Fermentador

Residuosliquidos

SustratosDigestado

ainia

Componentes de una planta de biogás.

• Digestores– Bolsas

– Lagunas

– Mezcla Completa

– Flujo Pistón

• Gasómetros– Cubiertas o membranas

– Externos

• Sistemas de alimentación– Bombas

– Tornillos sinfín

– Suelos móviles

– Pistón

• Agitación– Sistemas “fuera-borda”

– Palas

• Calefacción– Interna

– Externa

• Sistemas de seguridad– Válvulas seguridad

– Antideflagración

– Antorcha

• Otros.– Desulfurización

– Recogida de sedimentos

ainia

Digestores: mezcla completa.

• Condiciones homogéneas en todo el digestor.

• TRH calculado como V/Q.

• TRH = TR de los microorganismos.

• Posibilidad de recirculación para ajustar ST y para conservación de la población bacteriana.

• ST máx 12% (en el interior)

Agitador

Calefacción

Gasómetro

Aire

Trampa de condensados

Protección contra sobrepresiones

Biogás

Aprovechamiento energético

Sustrato

Digestato

Aislamiento Hormigón

ainia

Digestores: mezcla completa.

ainia

Digestores: flujo pistón.

Aire

Trampa de condensados

Protección contra sobrepresiones

Biogás

Aprovechamiento energético

Sustrato

Digestato

Aislamiento Hormigón

Calefacción

Agitador

Gasómetro

• Condiciones variables en cada sección transversal.

• Posibilidad de recirculación para ajustar ST y para conservación de la población bacteriana.

• ST máx 18% (en el interior)

ainia

Digestores: flujo pistón.

7. Biogás.

ainia

El biogás: características generales

0,81,2Densidad, g/L

-40Agua, g/m3

1,50-8.000H2S, ppm

-30-50CO2, %

81-9250-70Metano, %

Gas naturalBiogás

• Biogás: biocombustible generado en la biometanización de materiales orgánicos.

• Componentes principales: metano y dióxido de carbono.

• Poder calorífico: depende de la concentración de metano (9,96 kWh/m3CH4)

ainia

Necesidades de depuración

• Reformado catalítico para convertir

CH4 en H2

• CH4, CO2, H2O, CO, H2S, COS, NH3 y

halógenos contaminan la FC en

función del tipo.

Especificaciones del biogás para FCs

• PCI > 5 kWh/Nm3

• H2S < 0,05 %(v/v)/Nm3CH4

• NH3 < 30 mg/Nm3 CH4

• Humedad relativa < 80%

• Presión > 20 mbar ± 10%

Especificaciones del biogás como combustible motor

Acondicionado del biogás agroalimentario (50% CH4, 2-5%O2, 500 ppm H2S):

•Desulfuración

•Presurización

•Trampa de condensados

•Depuración (en caso de aprovechamientos distintos a co-generación)

• >96% CH4, <3% CO2, <1% O2

• <23 ppb H2S

• <32 ppb agua

Especificaciones del biogás para combustible de vehículos

Especificaciones del biogás para inyección en la red de gas natural

• >96% CH4, <0,5% O2

• <0,5 ppb H2S

• Punto de condensación bajo la Tsuelo

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Motores de cogeneración

• Ventajas– 40% rendimiento eléctrico– Gran gama comercial de equipos. – Instalaciones modulares disponibles.– Facilidad de vertido de energía a la red eléctrica.– Posibilidad de aprovechamiento térmico (gases de escape a

500ºC y agua caliente a 90ºC).

• Inconvenientes– > 40 % de CH4

– Sensible a la presencia de elementos corrosivos (H2S)– Coste de mantenimiento

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Motores de cogeneración

8. Digestato.

Balance de masas

Rendimiento

500 L biogás/kg SV

Agua800 kg

Mat. Org.180 kg

20 kg cenizas

1000 kg sustrato ST= 20%SV= 90 %ST

Agua800 kg

M.O.= 62 kg

20 kg cenizas

882 kg digestato

Biogás = 90 m3 = 118 kg

ST= 9,3 %SV= 75%ST

+

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Los digestatos y su aprovechamiento.

• Composición homogénea

• Reducción de olores

• Reducción de AGVs (fitotóxicos)

• N orgánico N amoniacal

• Reducción la materia orgánica degradable

• Facilidad en la separación de fases

• Se mantiene la concentración de nutrientes (NPK) de la alimentación

• NECESIDAD DE UN BUEN PLAN DE GESTIÓN DE DIGESTATOS PARA UN ADECUADO RECICLAJE DE LOS NUTRIENTES.

Cambios en la composición del digestato

DM (%) Nitrogen Ammonium Phosphor Potassium Magnesium Calcium pH-value

Cattle liquid manure

Biogas digestate

Source: Saxony Regional Office for Agriculture FB LB, Jäkel

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Los digestatos y su aprovechamiento.

Digerido

2,42,53,63760400806-Purín de cerdo

8,83,24,0158554508025-Estiércol vacuno

5,91,63,33255280808sin restos de alimentosEstiércol vacuno

6,31,73,54255370808con restos de alimentosEstiércol vacuno

---111553007528sin pajaEstiércol de caballo

13,514,318,4351655007545sin pajaGallinaza

Residuos ganaderos

K2OP2O5N 1)[kWh/t FM][%][Nl SV][% ST][%]procedencia

Nutrientes [kg/t FM]Prod. EléctricaMetanoBiogásSVSTTipo,Sustrato

Fuente: KTBL-Arbeitsgruppe "Biogaserträge"1) Se han tenido en cuenta unas pérdidas de N del 28% por almacenamiento y aplicación

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Reducción de olores.

Plan de gestión de digestatos

Es importante que las plantas de biogás dispongan de un plan de gestión de los digestatos adecuado a las

características de éstos, de la instalación y del entorno.

9. Caso prático.

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El proyecto PROBIOGAS: Objetivo y alcanceEl proyecto PROBIOGAS: PSE Subproyecto 8: GRANJA SAN RAMÓN

• GRANJA SAN RAMÓN

• Actividad principal: Producción de leche.

• Nuevas instalaciones en Requena (Valencia).

• Explotación de 2.000 animales. Futura ampliación.

• Generación estiércol: 35.000 T /año.

• Objetivo medioambiental:

– Valorización del estiércol mediante la obtención de biogás y digestatos para su uso agrícola.

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Estiércol cubículos

Estiércol camas

500 m3 Fermentador flujo-pistón900 m3

Cargador 45 m3

Cosustratos

Quick-mix

Post-Digestor 2200 m3

Separador

Digestato

Fracción sólida digestato

(biofertilizantesólido)

Fracción líquida (biofertilizante

líquido)

Motor 500 kWBiogás

Energía eléctrica (venta)

Energía térmica (autoconsumo)

PRIMERA FASE(prevista ampliación)

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Animales en cama:recogida con pala y

almacenamiento previo en pilas

Animales en cubículos:arrobaderas canal depósito

500m3

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Cargador 45 m3 para materias primas sólidas.Introduce material al fermentador horizontal en

períodos de 15, 30 ó 60 minutos.

Quick-mixMezcla las materias primas sólidas con el estiércol recogido con arrobaderas y bombeado desde el tanque de acopio.

Rota-cutTriturador del material que pasa del primer

digestor al postdigestor.

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Vista del interior Vista exterior

Características básicasVolumen: 900 m3

Agitación: 1 rpmST en el interior: 17% (máx)

Instrumentación3 sensores de temperatura2 presostatos1 caudalímetro de gas

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Características básicasVolumen: 2200 m3

Agitación: 25 rpm

Vista del exterior

Vista del interior: cúpula

Vista del interior: agitador

Instrumentación2 sensores de temperatura1 presostato1 caudalímetro de gas

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Distribuidor Cuadro general Analizador de gases (CH4, O2, H2S, H2)

Calefacción

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Separador sólido-líquido

Balsa de almacenamiento de la fracción líquida

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Aprovechamiento del biogás

Motor Jenbacher 526 kW (499 kW)Rendimiento eléctrico 40,4%Pretratamiento:

- Desulfuración por aire en los digestores- Deshumidificación

Aprovechamiento E térmica camisa y gases de escape

Antorcha para quemado del gas en exceso.

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• CONCLUSIONES:

• Generación anual de energía equivalente a 850 toneladas equivalentes de petróleo.

• Generación de 4.000.000 kWhe / año (electricidad verde).

• Energía eléctrica equivalente para 1000 hogares aproximadamente.

• Reducción de emisiones de CO2.

• Reciclado de los digestatos en parcelas agrícolas próximas a la granja según plan de gestión a medida.

Iniciativa innovadora hacia la excelencia en la gestión medioambiental de nuestras actividades ganaderas

10. Sostenibilidad.

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Sostenibilidad

Gracias por su atención

Andrés Pascual

+34 961366090

[email protected]

la producción de biogás a partir de residuos ganaderos

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