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15 de junio 2016

Ventajas y desventajas de las tecnologías de gasificacióncon respecto a la incineración de RSU

ATEGRUS – GENERA 2016

Zabalgarbi WtE Plant (Bizkaia)

©SENER Grupo de Ingeniería, S.A. – Getxo 2016

Jornada Técnica ATEGRUS – Modelo Energético Sostenible: Reducción de CO2 GENERA 2016

1. Acerca de SENER

2. Objetivos

3. Estructura del Proyecto

4. Proyecto tipo WTE

5. Proyectos ACT en el Reino Unido

6. Due Diligence tecnologías de gasificación

7. Comparativa de tecnologías

8. Ventajas de la gasificación

9. Análisis de riesgos

10. El futuro

11. Conclusiones

Indice



SENER Grupo de Ingeniería

SENER es un grupo de ingeniería y tecnología privado, fundado en 1956 con una creciente presencia internacional.Desde sus inicios, la empresa se ha distinguido por el desarrollo de excelentes proyectos y soluciones innovadoras.



SENER GRUPO – CIFRAS 2014

CIFRA DE NEGOCIO (M€): 1.305

PERSONAS: 5.541

VENTAS FUERA DE ESPAÑA: 90 %

SENER INGENIERIA Y SISTEMAS, S.A.

Fundada en 1956, SENER es la ingeniería más importanteen España. Particularmente reconocida por su capacidadpara abordar proyectos multidisciplinares de gran complejidad.

Capital 100% Privado

VALORES DISTINTIVOS

InnovaciónCalidadIndependencia

INGENIERÍA – CIFRAS 2014

CIFRA DE NEGOCIO (M€): 664,8CONTRATACIÓN (M€): 618PERSONAS*: 2.509

(*) 56% Titulados superiores18% Titulados medios26% Otros



SENER INGENIERIA Y SISTEMAS: Unidades Estratégicas de Negocio

NAVALPOWER, OIL& GASINFRASTRUCTURAS & TRANSPORTE

AEROESPACIAL

Espacio

Aeronáutica

Defensa y Seguridad

Nuevos mercados: ciencia y sistemas médicos y CPV solar

Sistemas de guiado, navegacíón y control

Sensores y aplicaciones de ISR (inteligencia, vigilancia y reconocimiento)

Ciclos combinados, cogeneración, plantas convencionales y plantas nucleares.

Energías renovables: Solar, Biomasa, Bio-fuels, Hidro

Refino, química, petroquímica y plásticos

Plantas de gas

Alta velocidad ferroviaria

Ferrocarriles convencionales

Metros, metros ligeros y tranvías

Arquitectura y urbanismo

Planificación del transporte

Carreteras y autopistas

Puertos y obras marítimas

Aeropuertos

Infraestructuras hidráulicas

Sistema FORAN:

Líder mundial en CAD/CAE/CAM naval

Servicios de ingeniería naval:

conceptual, básica, detalle, fabricación, asistencia técnica



Huella Global

Proyectos Principales

Delegaciones



PLANTAS DE ENERGIA

GAS NATURAL LICUADO (GNL)

Tipos de Proyecto

Terminales de Regasificación

FSRU

Licuefación

Gasoducto virtual

Off-Shore GNL

LINEAS DE NEGOCIO (I)

Tipos de Proyecto

Ciclos Abiertos

Ciclos Combinados

Plantas de Cogeneración

Plantas de Carbón

Nuclear



ENERGÍA TERMOSOLARTipos de Proyecto

Colector Cilindro Parabólico

Torre Central

Sales Fundidas

OIL & GAS

ENERGÍAS RENOVABLES

LINEAS DE NEGOCIO (II)

Tipos de Proyecto

Plantas de Biomasa

Valorización Energética de RSU

Hidroeléctricas

Tratamiento de Residuos Agropecuarios

Tipos de Proyecto

Unidades de Refino

Petroquímica y Procesos

Regeneración de Aceites Usados

Tratamiento de Gas y Separación

Almacenamiento Subterráneo de Gas



SERVICIOS

Estudios de Viabilidad

Ingeniería Conceptual

Ingeniería Básica

Ingeniería de Detalle Supervisión de la Construcción

Puesta en Marcha

EPCM

EPC

Soporte Financiero

Operación y Mantenimiento

SENER trabaja en cada una de las etapas del Ciclo del Proyecto



1. Reducir las emisiones, descarbonizar laeconomia

2. Cumplimiento de las Directivas de la UE,tanto de EE.RR. como de los objetivosclimáticos. Economía circular

3. Todo proyecto deberá maximizar laeficiencia y minimizar el impactomedioambiental

2. Objetivos



3. Estructura del ProyectoAdministraciones

Públicas

Planta de valorización

energética de RSU

Residuos

EPC

• Propietario del terreno y de la Planta

• Autorizaciones y licencias• Acceso a la Planta

• Recolección y transporte• Origen: Peligrosos

No peligrosos• Vertedero

• Estudio conceptual• Ingeniería• Construcción• Commissioning / Puesta en

servicio

Financiación

O&M

• Operación• Mantenimiento

Emisiones

Electricidad

Consumibles

• Aire: cabinas de vigilancia

• Líquidos: effluentes• Solidos: escorias

cenizas

• Contrato PPA• Subestación eléctrica• Punto de conexión (Voltaje)

• Reactivos• Agua• Gas Natural

• Municipalidad• Otros?• Banca



4. Proyecto Tipo WTE

Recepción RSU:1. Control de accesos2. Sistema de pesaje

(entrada y salida)

Foso de RSU:1. Almacenamiento 3 días2. Presión negativa

Reciclaje de metales

Estabilización de escorias:

Carreteras, obraspúblicas

Transporte de residuos

Metales recuperados:Reciclados

( )

Cenizas volantes:Residuos APC

(vertedero)

Ciclo agua-vapor:1. Turbina de vapor2. Condensador3. Sistema de refrigeración4. Sistemas auxliares

Electricidad

Gases:1. CO2 / H2O2. Control de emisiones3. Penacho

Reactivosquímicos

Agua

Efluentes

Gas Natural

1.000.000 personas ~250.000 t /a

46.250 t escorias/a(18.5% RSU)

5.750 t metales/a(2.5% RSU)

8.750 t cenizas/a(3.5% RSU)

250.000 Nm3/a

112.500 MWh/a~120,000 personas

75.000 t CO2 evitadas/a

3.250 t reactivos/a(cal, carbón activo, amoniaco)

500.000 Nm3/a

100.000 Nm3/a



ZabalgarbiCondiciones Ambientales

Temperatura media ambiente 13.5ºC

Humedad relativa 85%

Horno

Potencia Térmica Residuos 70.83 MWt

PCI Residuos 8.500 kJ/kg

Aporte Residuos 30 ton/h (100% Carga)

Caudal Vapor AP 110.8 t/h

Emisiones base 3 % O2

SO2 < 35 mg/Nm3

NOx < 300 mg/Nm3

CO < 165 mg/Nm3

Partículas < 5 mg/Nm3

Consumo Gas Natural Quemador HRB Potencia Térmica Gas Natural 36 MWt

Turbina de vaporPotencia eléctrica Bruta 56.07 MWe

Presión condensación 50 mbar

Turbina de GasPotencia Térmica Gas Natural 107.9 MWt

Potencia eléctrica Bruta 43.93 MWt

Horas de operación previstas Horas de operación anuales 8.100 horas

Rendimiento Bruto Planta RSU 46.52%



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BALANCE DE CO2 DE DISTINTAS ALTERNATIVAS DE GESTIÓNemisiones resultantes de CO2 eq. por ton de residuo tratado

+1000

+ 500

0

- 500

- 1000

Vertedero controlado con captaciónde biogás, 55% del metano

Incineradora convencionalelectricidad

Incineradora elevada eficiencia electricidad

Vertedero controladosin captación de biogás

kg C

O 2 eq

uiva

lente

s / t

RSU

BALANCE DE CO2



•Ubicación : Midlands•Capacidad : 200ktpa al gasificador•Waste Feedstock: C&I and MSW to MRF, RDF to G+M•Waste CV: 12.7MJ/kg•Eficiencia bruta: 30.64%•Eficiencia neta: 25.37%•Incentivos: CfD contratado•Planta en operación comercial en 2019

5. Proyectos ACT en el Reino Unido (merchant)



Tecnología probadadesarrollada

específicamentepara basura

GenerandoSub-productosreutilizables

Escoria Metales férricos Aluminio

ValorizaciónEnergética con altaeficiencia Autoconsumosbajos ACT

Sin combustibleauxiliarSin usar carbónSin consumo deOtras fuentes deenergía

Minimizar el vertido final

Eficienciaenergéticamás alta

Tendencia

TIR más alta OPEX más bajo Huella de carbonoMás baja

Proceso robusto



Gasification in Japan122 Operating Plants

9 under construction

> 9m tpa to be processed



The European Scene



KOBELCO, MHIEC, JFE, NIPPON STEEL,ENERGOS, OUTOTEC, EQTEC, CARECO, SYNGASPRODUCTS, BIOMASS POWER, VALMET,MICHAELIS, XYLOWATT,…

6. Due Diligence tecnologias de Gasificación



21

7. Comparativa de tecnologías

Gasification and melting systems Incineration + ash melting Incineration only

Fluid bed Shaft furnace Stoker + ash melting Stoker

1. Recycling efficiency E G G F

2. Landfill load G G G F

3. Energy consumption G F F G

4. Fuel pre-treatment G F F E

5. Energy recovery effic G F F G

6. Processing capacity G F F E

7. CO2 emissions G F F G

8. Stable operation G G G E

9. Availability G G G E

E: Excellent; G: Good; F: Fair



Gasification vs. mass burn incinerationGASIFICACION

• Riesgo de corrosión más bajo pero similar disponibilidad

• Tratamiento de gases más sencillo• Valorización material, reutilización

de escorias como agregaos de construcción

• Apropiada para landfill mining• Se adapta mejor a tamaños pequeños

• CAPEX y OPEX más altos• Operación más compleja• Eficiencias algo menores• Requiere pre-tratamiento de la

basura• Tecnologías menos probadas y

fiables

PARRILLA

• CAPEX y OPEX más bajos• Operación más sencilla• Tecnología probada, robusta y

fiable• Eficiencia y producción

eléctrica más alta

• Riesgo alto de corrosión-> menor disponibilidad

• Tratamiento IBA• Tratamiento de gases más

sofisticados

VEN

TAJA

SD

ESVE

NTA

JAS



KOBELCOGasification & Melting

Bubbling Fluidised bedTrack record

• MSW25 plants since 1981

• Sewage Sludge23 plants since 1978

Fluidised bed

Swirl flow meltingTrack record

Sewage sludge incineration APCr

• 6 plants since 1987

Swirl flowMelting Furnace

Integrate ProvenTechnologiesto deploy

Gasification and Melting

Integrate ProvenTechnologiesto deploy

Gasification and MeltingStart R&D since 1997

First commercial plant in 2000



El gasificador de lecho fluido genera syngas y materiales reciclados El horno de fusión genera escoria vitrificada, reutilizable en el mercado

de agregados de la construcción en el Reino Unido La reacción gas-gas utiliza menos aire, reduce las pérdidas de energía y se

genera más electricidad

Inert

Combustibleand

Moisture

Flue gas : Less energy lossby less flue gas volume

APCr

Recyclable Slag + Incombustibles

RDF

Air

GT

Higher steam flow

Higher electricity generation



ElectricityPeople & Industry EfW

RecyclingRDF

Recyclates

Waste

Recyclableby-products

Increasing the viabilityMinimising the disposalClosing the Loop

ElectricityG+M



• No es combustión. Ventajas permisología• Mayor flexibilidad– el syngas se puede utilizar

de varias formas y en distintas aplicaciones• Tiene potencial para conseguir eficiencias

más altas• El pre‐tratamiento de la basura es obligatorio

bajo la Directiva Marco de Residuos y cumplela jerarquía de la gestión de residuos

• Emisiones de NOx más bajas por utilizarmenos aire

• Se adapta mejor a tamaños de planta máspequeños

• En el Reino Unido la gasificación está primada

8. Ventajas de la gasificación



1. RIESGO TECNOLOGICO

2. RIESGO CONSTRUCCION

3. RIESGO ADMINISTRATIVO

9. Análisis de riesgos



10. El Futuro

Gasifier

Gas clean up

Gas engine

Gas Turbine

Fuel Cell

Electricity&

Heat

Gas grid

Bio-Fuel

Waste Feedstock

CombustionSteam cycle



• Desarrollar e implementar soluciones quecontribuyan a la economia circular, potencienel reciclaje, maximicen la eficiencia yminimicen el impacto ambiental.

• Construir proyectos exitosos con tecnología dedoble etapa de combustión, mejorar lascondiciones de operación de las plantas

• Desarrollar las aplicaciones del futuro, paraello se requiere un gasificador y un sistema delimpieza adecuados

• Trabajar en coordinación con los centrostecnológicos para desarrollar soluciones másinnovadoras, robustas, fiables y eficientes

• Educar y convencer a la Administración deque los procesos de gasificación y decombustión no son lo mismo

11. Conclusiones



¡ Muchas gracias !

La manera de ver el futuro

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