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Producción de biometano para combustible de transporte a
partir de residuos de biomasa
Tarea 2. Actualización del estado del
conocimiento en aprovechamiento de
biomasa para producción de biogás en la
Región Iberoamericana
Junio 2018
1
EQUIPO DE PROYECTO:
Fundación CARTIF (España)
Dolores Hidalgo (Coordinadora)
Gregorio Antolín
Ignacio Alvarellos
Paula Remor
Jesús M. Martín
Francisco Corona
Ana Urueña
David Díez
Centro de Investigación y Asistencia en Tecnología y Diseño del Estado de Jalisco (México)
Óscar Aguilar
Georgina Sandoval
Roberto E. Bolaños
Universidad Católica de Santa María (Perú)
Gonzalo Dávila
J. Godofredo Peña
Irina Salazar
Hugo G. Jiménez
Instituto Polo Tecnológico de Pando (Uruguay)
Néstor A. Tancredi
Alejandro Amaya
Universidad de Santander (Colombia)
Fausto R. Posso
Neila M. Mantilla
Ingenio la Unión (Guatemala)
Jose L. Alfaro
Edwin Delgado
Álvaro Ruiz
ÍNDICE
1. OBJETIVO .................................................................................................. 1
2. LA BIOENERGÍA EN LOS PAÍSES IBEROAMERICANOS ........................ 2
2.1. ARGENTINA ................................................................................................................................ 3
2.2. BOLIVIA ...................................................................................................................................... 5
2.3. BRASIL ....................................................................................................................................... 6
2.4. CHILE ......................................................................................................................................... 8
2.5. COLOMBIA ................................................................................................................................. 9
2.6. COSTA RICA ............................................................................................................................ 11
2.7. CUBA ....................................................................................................................................... 12
2.8. ECUADOR ................................................................................................................................ 13
2.9. EL SALVADOR .......................................................................................................................... 14
2.10. ESPAÑA ................................................................................................................................... 15
2.11. GUATEMALA............................................................................................................................. 20
2.12. HONDURAS .............................................................................................................................. 22
2.13. MÉXICO.................................................................................................................................... 23
2.14. NICARAGUA ............................................................................................................................. 25
2.15. PANAMÁ ................................................................................................................................... 25
2.16. PARAGUAY............................................................................................................................... 26
2.17. PERÚ ....................................................................................................................................... 27
2.18. PORTUGAL ............................................................................................................................... 29
2.19. REPÚBLICA DOMINICANA ........................................................................................................ 29
2.20. URUGUAY ................................................................................................................................ 31
2.21. VENEZUELA ............................................................................................................................. 32
BIBLIOGRAFÍA ................................................................................................ 34
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1. Objetivo
El desarrollo de tecnologías basadas en la preservación del medio ambiente es
el vehículo fundamental para la mejora de la calidad de vida y el bienestar de la
sociedad actual, así como para legar un futuro con perspectivas más
optimistas. En este sentido, es básico comprender la importancia de la
investigación en la actualidad y, por ende, la necesidad de invertir en ella
resulta trivial.
Así pues, habiendo considerado y evaluado el estado de la biomasa y las
premisas requeridas por el presente proyecto (BIOMETRANS) en una etapa
previa, este informe tiene por objeto facilitar un esbozo de los principales
activos en materia relativa a la investigación y el desarrollo de tecnologías de
biomasa y biocombustibles en la Región Iberoamericana.
De esta manera, se pretende fomentar la valorización y el empleo de los
residuos de biomasa seca y húmeda generados en esta Región mediante la
producción de biogás y/o biometano, así como promover el empleo de
biocombustibles en el transporte. Análogamente, se pretende potenciar la
inversión y financiación, tanto pública como privada, en biomasa y
biocombustibles.
Con este propósito, se ha realizado una amplia búsqueda de los principales
impulsores de tecnologías relacionadas con la biomasa y la obtención de
biocombustibles, así como ejemplos de implantación de los mismos en los
países Iberoamericanos más representativos.
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2. La bioenergía en los países Iberoamericanos
En esta sección se pretende abordar de manera simple el estado actual de los
proyectos relacionados con el biogás y los biocombustibles en los países
iberoamericanos. Para ello, se ha puesto especial énfasis en proyectos que
abarquen desde autoabastecimiento hasta generación de biocombustibles para
vehículos.
Teniendo en cuenta la idoneidad de las condiciones ambientales, tales como
humedad, temperatura y radiación solar, la generación de energía eléctrica y
térmica a partir de la biomasa se impone como uno de los recursos renovables
con más potencial de utilización en la región intertropical (franja ecuatorial de
23º latitud norte hasta los 23º latitud sur). Asimismo, Iberoamérica tiene buena
disponibilidad de tierra y las condiciones climáticas propicias para la producción
de cultivos energéticos. Por ende, también tiene el potencial de satisfacer una
parte importante de la demanda de biocombustibles y biogás.
A continuación, se exponen algunos de los proyectos e instalaciones
encontradas en cada país. El orden seguido viene definido por los países
participantes en el proyecto, que son los primeros en exponerse, seguido por el
resto de países influyentes de América Latina.
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2.1. Argentina
Argentina cuenta con entre 60 y 80 plantas de biogás en funcionamiento
actualmente. Hay proyectos en funcionamiento con tecnología probada en
diferentes regiones con distintos requerimientos de adecuación. Los principales
limitantes de estos sistemas son el marco tarifario, regulatorio y financieros, los
cuales a su vez están condicionando el desarrollo de los mismos (Gubinelli,
2015).
2.1.1. Proyectos y empresas implicadas
En la provincia de San Luis se inauguró la primera planta de biogás de
Argentina, siendo este un biodigestor que se alimenta de residuos sólidos
urbanos para generación de energía. Inicialmente la energía generada se
utiliza para abastecer la planta recicladora de El Jote. La planta consiste en dos
biodigestores de 200 m3 y tiene una capacidad para procesar hasta tres
toneladas de RSU orgánicos por día, lo que permite generar aproximadamente
300 m3 de biogás diariamente (González, 2016).
Bioelétrica es una asociación de productores regionales que adoptó tecnología
alemana para brindar soluciones sustentables en el territorio de Argentina. Se
ha instalado una planta en Rio Cuarto, siendo esta modelo para replicarla en
otras localidades del país. El principal producto es la energía eléctrica,
generada utilizando el biogás como combustible, obtenido a partir de la
digestión anaerobia de silaje de maíz con desechos pecuarios. La energía
eléctrica, cerca de 1 MW, puede ser subida a la red de distribución de energía
eléctrica o ser consumida por una industria vecina. La energía térmica
generada es usada, en parte, en la calefacción del proceso de generación de
biogás, mientras que el excedente puede ser vendido a una industria vecina,
siendo la misma disponible en forma de agua caliente cerca de 90ºC
(International Center on Renewable Energies-Biogas, 2017).
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En Yanquetruz, un criadero porcino ubicado en una zona rural de la provincia
de San Luis (Figura 1), también se ha instalado una planta de biogás. El
criadero cuenta con 48 ha y la zona no cuenta con servicios de agua potable de
red y la disponibilidad de energía eléctrica es restringida. Por eso, el
aprovechamiento de los residuos de origen animal que se producen en el
criadero está destinado a la producción de electricidad y de energía térmica
para el criadero. El proyecto fue desarrollado por una cooperativa de
productores que decidieron utilizar purines de cerdos y maíz para producir
energía con plantas de biogeneración. Tiene una capacidad de cerca de 1,5
MW y produce cerca de 8.000 MW de energía por año (International Center on
Renewable Energies-Biogas, 2017).
Figura 1. Planta de biogás de Yanquetruz (GESTAR COOP, 2016).
Otra planta agropecuaria es el establecimiento ganadero de La Micaela,
ubicado en Carlos Tejedor, provincia de Buenos Aires. Esta planta produce
energía eléctrica a partir de estiércol animal, abasteciendo a unas 200 familias
de esa localidad. La planta utiliza cerca de 13,5 toneladas de desechos más
orina y genera unos 800 m3 de biogás por día. Este biogás alimenta un motor
de co-generación de 70 kWh de energía eléctrica, la cual se vende a la
cooperativa eléctrica local (International Center on Renewable Energies-
Biogas, 2017).
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2.2. Bolivia
En Bolivia las inversiones en biogás todavía son pocas y se han enfocado
principalmente en las comunidades rurales y en la gestión de basuras.
2.2.1. Proyectos y empresas implicadas
La cooperación suiza ha financiado el desarrollo de un modelo productivo y
educativo de una planta, con tecnología local, para la producción a gran escala
de abono orgánico y biogás, en un municipio con alta producción de residuos
sólidos. Swisscontact, como ejecutor del proyecto Biogás, ha diseñado la
planta con participación de la Universidad Mayor de San Simón, a través del
Programa de Investigación y Tecnologías Aplicadas. La planta comprende un
reactor anaerobio de 500 m³ con capacidad de procesamiento de 4 toneladas
por día de residuos orgánicos y una generación de 57.000 m³ de biogás
anuales, que son utilizados principalmente para generación de energía eléctrica
o usados como gas para cocina y calentadores (Bischof et al., 2016).
El proyecto “Viviendas Autoenergéticas” se desarrolló en comunidades
campesinas de Bolivia. La iniciativa ha servido de experiencia piloto en la
aplicación de biodigestores de polietileno de bajo coste, fuera de ecorregiones
tropicales a nivel internacional. Estos biodigestores constituyen una valiosa
alternativa para el tratamiento de los desechos orgánicos de las explotaciones
agropecuarias de pequeña, mediana y gran escala, permitiendo la generación
de energía eléctrica para estas poblaciones, además de biofertilizantes para
sus plantaciones (Rivero, 2009).
En 2013, estudiantes de la Universidad Mayor de San Simón (UMSS)
trabajaron en un proyecto para el Complejo Productivo de Abono Orgánico y
Biogás de Cochabamba, uno de los mayores proyectos de la Facultad de
Ciencias y Tecnología de la UMSS, para aprovechar cerca de 300 toneladas de
basura orgánica diariamente. La planta de biogás produce energía eléctrica a
través de turbinas y se estima que se genera cerca de 90 kWh que son
utilizados en la propia planta (Nava, 2013).
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2.3. Brasil
En Brasil existen muchos proyectos de plantas de biogás con diferentes usos
de este producto. Se destaca el papel de liderazgo de la hidroeléctrica Itaipú
Binacional en el impulso del sector de biogás en el país. La empresa tiene
diversos proyectos de investigación y desarrollo en el área de biogás en
asociación con el Centro Internacional de Energías Renovables – Biogás
(CIBiogás). Su estructura cuenta con un laboratorio de biogás, en el Parque
Tecnológico de Itaipú (PTI) y con 11 unidades de producción de biogás en el
país. Un manual del CIBiogás presenta algunos de los proyectos de biogás de
Brasil (International Center on Renewable Energies-Biogas, 2017).
2.3.1. Proyectos y empresas implicadas
En Argentina, en 2015, existían 153 unidades registradas de generación de
biogás, donde tres tienen como principal aplicación del biogás la producción de
biometano y cuatro plantas con unidades de refinado de biometano. Dos de
estas plantas tienen estaciones de abastecimiento de vehículos a biometano.
La Granja Haacke está ubicada en Santa Helena, Paraná, y cuenta con 84 mil
aves ponedoras y 750 bovinos de corte. Desde 2013 un biodigestor recibe
cerca de 100 m³ de efluente líquido que realiza la digestión anaerobia de los
residuos, produciendo cerca de 1.000 m³ de biogás por día. El biogás es
utilizado para producir biometano para automóviles y para generar energía
eléctrica.
El Consorcio Verde Brasil está formado por la Cooperativa de los Citricultores
Ecológicos del Valle del Caí – Ecocitrus – y por la empresa Naturovos, con
apoyo de Sulgás. Este consorcio presentó en 2013 una planta de biogás y
biometano en el municipio de Montenegro, Rio Grande do Sul. La planta recibe
residuos de la industria de jugos cítricos, lácteos y celulosa, residuos de
frigoríficos y de avicultura de puesta. Genera cerca de 1.200 m³/día de
biometano que es utilizado como combustible en vehículos de la flota del
consorcio y el excedente se utiliza en la generación de energía eléctrica para el
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consumo interno de la planta de compostaje de residuos, o en la producción de
biometano.
Además, en el país existe un gran potencial de producción de biogás a partir de
los efluentes del sector azucarero, como la vinaza y la torta de filtro. Desde
2011 una planta de biogás en Tamboara, Paraná, transforma cerca de 1.300
m³/día de efluentes en cerca de 4.000 m³/día de biogás, que son utilizados para
generación de energía eléctrica y para venta para el mercado libre.
La Cooperativa de Productores Rurales (C. Vale) de Assis Chateaubriand,
Paraná procesa hasta 400 toneladas de raíz de mandioca por día, planta
tuberosa típica del país. En el proceso industrial se generan entre 570 y 1.620
m3/día de efluentes líquidos, dependiendo de la época del año y de los
productos en producción, que se dirigen a un biodigestor de tipo laguna
cubierta para la fase de tratamiento anaeróbico, en operación desde 2012. Los
20.000 m3/día de biogás producidos generan energía térmica para la industria,
permitiendo una reducción de hasta un 90% en la demanda de leña.
El proyecto UPCIBiogás consiste en la construcción de un complejo industrial
para tratamiento de biomasa compuesta por parte de efluentes cloacales
producidos en el complejo Itaipú, residuos orgánicos generados en los
restaurantes de la Usina y restos de poda de césped. El biogás generado es
refinado y el biometano es utilizado como biocombustibles para abastecer parte
de la flota de vehículos de Itaipú Binacional.
Además, Brasil fue el primer país de América Latina en desarrollar un tractor
movido por biometano. El tractor es de la empresa New Holland Agriculture y
busca hacer que los agricultores rurales puedan independizarse del uso de
combustibles fósiles, siendo ellos mismos los que produzcan el combustible
que necesitan (Folha de Londrina, 2018).
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2.4. Chile
En Chile, en 2010, 31 empresas utilizaban el biogás en su proceso productivo,
de las cuales cinco lo usaban para generación eléctrica. La principal materia
prima para generación son los desechos agrícolas y urbanos y las plantas de
tratamiento de aguas. El 40% de la producción es quemada en antorcha sin
aprovecharse, el 34% es utilizado para cogeneración, seguida por energía
térmica con un 11%, un 6% en energía eléctrica y, finalmente, un 9% se orienta
a otros usos diversos (Redagrícola, 2017).
2.4.1. Proyectos y empresas implicadas
La planta La Farfana es el principal centro de tratamiento de aguas de
Santiago, depurando cerca del 60% de las aguas servidas de la región y
generando, como subproducto de la descomposición de la materia orgánica, un
promedio de entre 50.000 y 60.000 m³ de biogás. El gas es primeramente
tratado en la propia estación de tratamiento de aguas, y en seguida es enviado
a la fábrica de gas que es habilitada para almacenar el biogás y realizar un
último tratamiento de “polishing”. En resumen, la capacidad de
aprovechamiento de biogás puede llegar a los 24.000.000 m³/año y cubrir una
demanda de cerca de 35.000 hogares, es decir, cerca de 10% de los clientes
que utilizan gas de ciudad de Santiago (Nelson, 2010).
En Molina, Región del Maule, se construyó una planta modular de biogás en
Viña San Pedro, a cargo de la empresa Genera Austral, que genera biogás a
partir de residuos de vendimia. La planta genera aproximadamente 1 MW/hora
de energía limpia, que equivale al consumo de cerca de 3.200 hogares y al
60% de la energía eléctrica que necesita la viña. Actualmente los biodigestores
son alimentados con 9 mil toneladas anuales de residuos de vendimia, pero se
pretende ampliar su capacidad al doble a fin de llegar cubrir el 100% de las
necesidades energéticas de Viña San Pedro (El Amaule, 2016).
La empresa Schwager Energy ha instalado tres plantas de biogás en Chile.
Una de ellas “recicla lo reciclado”. Lácteos y Energía S.A., dedicada a la
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producción de suero y proteína en polvo a partir de la parte de la leche no
aprovechable en las fábricas de queso. La materia orgánica residual de esta
actividad recicladora se destina a la generación de biogás y energía eléctrica
que es aprovechada totalmente en la propia planta. La calidad de este gas es
destacada pues el sustrato no contiene proteína, que es uno de los factores
que contribuyen a la contaminación del gas (Redagrícola, 2017).
La empresa VISORS Generación S.A. desarrolló una investigación para
obtener biogás a partir de paletas de nopal (tuna), que se realizó gracias a
FONDEF junto a la Universidad Mayor. El objetivo fue contribuir a las
necesidades de energía de las empresas mineras en el norte del país,
buscando una fuente de biomasa que se pudiera producir con rentabilidad
positiva en los terrenos desérticos o semidesérticos de esa zona. Actualmente
están haciendo los estudios de viabilidad para unirse a las termoeléctricas,
considerando que el factor de combustión de planta del gas natural permite
hacer “cofiring” (co-combustión) en calderas de carbón o de gas natural líquido
(Redagrícola, 2017).
2.5. Colombia
La producción y el empleo del biogás como fuente renovable no ha tenido un
gran desarrollo en Colombia. Dentro de los casos prácticos desarrollados
destaca la basura como principal fuente de producción de biometano, pero
también cuenta con algunos proyectos en el tratamiento de aguas residuales y
desechos animales en el sector agropecuario. El principal uso del biogás es la
transformación en electricidad para el autoconsumo.
Desde que el gobierno colombiano empezó a favorecer fiscalmente la
generación de energías renovables mediante la Unidad de Planeación Minero
Energética (UPME), la industria agraria del país ha sufrido un estímulo positivo
en el uso de las energías renovables, incluyendo entre ellas la producción de
biogás a partir de biomasa de diferentes orígenes.
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2.5.1. Proyectos y empresas implicadas
Colombia poco a poco ha venido ganando terreno en la producción de
biocombustibles líquidos de primera generación, y comienza a apostarle al
desarrollo de proyectos que incentiven el aprovechamiento de los residuos
orgánicos para la generación de energía, a través de la producción de biogás.
Actualmente, en el país operan algunas plantas de biogás como la que se
encuentra en el Jardín Botánico de Bogotá, la planta de tratamiento de aguas
residuales San Fernando y el relleno sanitario de la pradera en Medellín (Ariza,
2015).
También en el relleno sanitario Guayabal, la empresa de aseo de Cúcuta
construye una planta para generación de energía eléctrica a partir del biogás
generado de los residuos sólidos. Ya limpio, el gas tiene capacidad para
generar cerca de 2 MW de electricidad que son utilizados para el autoconsumo
(El Tiempo, 2017).
La empresa Promoenergia SAS es especialista en el suministro de servicios
técnicos para el sector de energía en Colombia y ha desarrollado el Sistema
Biobolsa, que es un biodigestor anaerobio tubular pre-fabricado, diseñado para
el pequeño y mediano productor agropecuario. Este sistema convierte los
desechos del ganado en biogás y en bioabono para ser empleados de manera
doméstica (PROMOENERGÍA, 2015).
Además, existen algunas iniciativas como Energreencol, que posee 20 plantas
en funcionamiento, que ponen a disposición de ganaderos, industrias,
municipios y asociaciones con animales que quieran aprovechar sus desechos
la tecnología para generar energía renovable (Miranda, 2016).
También en Nariño, en el Centro Internacional de Producción Limpia Lope, el
Servicio Nacional de Aprendizaje (Sena) ha instalado la primera planta de
biogás de la zona. La planta ha sido donada por la empresa alemana Ökobit y
se ha instalado aquí puesto que se calcula que en el área existen unas 7.500
cabezas de ganado (Miranda, 2016).
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La empresa Huevos Kikes, mayor productor de huevos de Colombia, también
invierte en biogás. Desde que el gobierno colombiano empezó a favorecer
fiscalmente la generación de energías renovables mediante la Unidad de
Planeación Minero Energética – UPME, la industria agraria del país ha
descubierto el uso de energías renovables. En su proceso de producción
Huevos Kikes genera gran volumen de excrementos de gallina y de agua de
servicio, con los que se puede operar la planta de biogás de 800 kW sin
necesidad de comprar otros sustratos (AviNews, 2016).
En el Anexo I se amplía información sobre el estado de conocimiento en
aprovechamiento de biomasa para la producción de biogás en Colombia.
2.6. Costa Rica
En la Universidad Earth en Costa Rica la energía para la cocción de los
alimentos es producida a través de las excretas de los animales y de los restos
de materia orgánica del proprio comedor. El gas es producido en dos
biodigestores en el campus (Araya, 2013).
Existe también generación eléctrica a partir del biogás obtenido mediante el
tratamiento de excretas porcinas que se generan en una finca agropecuaria,
como es la finca Cerdos el Cerro, localizada en Cañas, Guanacaste. La
propiedad genera cerca de 5.319 kg/día de excretas porcinas que pueden
producir 412,5 m³/día de biogás.
Además, la finca Cerro Grande, una lechería ubicada en Oreamuno de Cartago
genera electricidad y abono orgánico a partir de la digestión anaerobia de las
excretas. En 2006 los propietarios buscaron asesoría en el ICE (Instituto
Costarricense de Electricidad) a fin de cumplir con la normativa ambiental. Así,
se diseñó un biodigestor para tratar los desechos y el biogás obtenido se usó
para calentar el agua con que se lavaban los equipos de ordeño diariamente.
La generación de estiércol diaria es de 456 kg/día que pueden producir 21 m³
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de biogás y esta producción diaria permite operar toda la planta generadora por
1 hora (Chanto, 2014).
Una investigación de 2014 por tres ingenieros del Programa Biogás (ICE) se
enfocó en la producción de biogás a partir de rastrojo de la piña. Los resultados
mostraron una producción promedio de biogás de 25,7 litros de metano por
cada kg de rastrojo de piña fresco, es decir, 25,7 m³ de biogás por cada
tonelada de rastrojo con una concentración de metano del 52% (Arce,
Hernández, & Amador, 2014)
2.7. Cuba
Cuba cuenta, entre los sectores estatal y cooperativo-campesino, con unos
1.000 biodigestores, instalaciones donde se garantiza la digestión anaerobia
para procesar y tratar excretas.
2.7.1. Proyectos y empresas implicadas
Con tecnología propia se construyó una planta en la central provincia de Sancti
Spíritus una de las mayores del país, con capacidad de 740 m³ que permite
una generación de 1 MW/día. Está en el Complejo Agroindustrial Guayos,
donde funciona el primer grupo electrógeno que se sincroniza a la red eléctrica
nacional de la isla a partir de la obtención de ese gas y logra cada día una
producción media de 350 kWh, de los cuales 310 kWh son destinados al
consumo del propio centro. La planta cuenta con las excretas del Complejo que
posee un multiplicador porcino, cuatro unidades cunícolas, un matadero de
cerdos, reses y aves y una planta procesadora de pescado. Además, la
Empresa Agroindustrial Guayos sobresale en el país por sus aportes de
innovación tecnológica que buscan desarrollo sostenible (Opciones, 2015).
En 2008 se construyó una planta de biogás en el mayor vertedero de La
Habana. La planta es de gran escala y permite la generación de energía
eléctrica a partir del procesamiento de cerca de 70 a 80 m³ de residuos sólidos
urbanos, es decir, entre 15 y 20 toneladas de estos desperdicios. La
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instalación, de tecnología alemana, fue construida con la colaboración de la
Organización de Naciones Unidas para el Desarrollo Industrial y tiene
capacidad de generación de 60 a 70 kWh (Cuba Encuentro, 2008).
2.8. Ecuador
En su gran mayoría, los proyectos referentes a biogás en Ecuador están
relacionados con el aprovechamiento del gas producido en rellenos sanitarios,
con objetivo principal de utilización en la red de gas del país. Existen dos
ejemplos principales aplicados en Ecuador que a continuación se exponen.
2.8.1. Proyectos y empresas implicadas
Una nueva Planta de Aprovechamiento de Biogás, situada en Cuenca tiene
previsión para generar, a partir de 2019, la energía eléctrica para abastecer a
7.300 familias, con un consumo promedio de 160 kWh/mes. La producción
prevista será de 2MW que se conducen directamente al Sistema Nacional
Interconectado. La planta está ubicada en el relleno sanitario de Pichacay que
recibe cerca de 500 toneladas de desechos por día y fue construida por una
empresa holandesa, BGP Engineers (Redacción Ciudadanía, 2017).
Otra planta en relleno sanitario se ubica en relleno de El Inga, que funciona
desde 2016. El objetivo es transformar todo el biogás formado en la
descomposición de la materia orgánica en energía eléctrica para abastecer
cerca de 3.500 viviendas. Esta planta es llevada a cabo por la Empresa Pública
Metropolitana de Gestión de Residuos Sólidos (Emgirs) y la proyección de
ampliación es que en 2017 la capacidad sea de 5 MW. En este proyecto todo el
gas producido es, también, encaminado al Sistema Nacional Interconectado (El
Comercio, 2016 y La Hora, 2017).
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2.9. El Salvador
En El Salvador destacan las producciones de biogás en proyectos localizados
en empresas locales, que por iniciativa propia generan biogás a través del
tratamiento de efluentes, utilizándolo en la propia empresa. Existen también
plantas instaladas en rellenos sanitarios.
2.9.1. Proyectos y empresas implicadas
La planta AES Nejapa, la primera de su tipo en la región, genera 6 MW de
energía eléctrica a partir del biogás que se obtiene de la descomposición de los
desechos sólidos en relleno sanitario. Es proyectada por AES El Salvador, que
es parte del Complejo Centroamérica de AES, compuesto por los negocios de
generación de energía de El Salvador y Panamá (AES El Salvador, 2013).
Desde 2013 hay una planta de generación de biogás que funciona de la
combinación de aguas residuales producidas por dos unidades de producción
del Grupo Campestre en San Miguel. La planta consiste en un biodigestor de
400 m³ que recicla aguas residuales que salen de la matanza de pollos de la
granja Avícola Campestre y las excretas de bovinos y sueros lácteos de
Agropecuaria La Laguna. El biogás producido es llevado hacia las calderas
para la producción de vapor necesario en los procesos de escaldado de pollos
en el rastro (Ventura, 2013).
En 2008 se instaló una planta de tratamiento de aguas residuales con
generación de biogás en las Industrias La Constancia, de producción de
bebidas. Se estima que haya una producción de 15.000 m³ de biogás por mes.
Este biogás es utilizado como combustible en las calderas para generar vapor
que sirve en procesos como pasteurización de la cerveza, cocción de
ingredientes para la cerveza, esterilización y saneamiento de equipos, etc. Se
estima que el uso de este biogás reduce el consumo de fuel oíl en 10% por año
y en materia eléctrica, los ahorros se han hecho tangibles al pasar de consumir
21,9 kW de energía por cada 100 litros de cerveza a 9,83 kW por la misma
cantidad de producto.
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El beneficio Atapasco del grupo CAFECO S.A., se dedica al procesamiento del
café para la exportación, proyectaran la producción de biogás a través del
tratamiento de sus productos excedentes y de desperdicio. El gas producido es
utilizado en la propia industria para generación de energía eléctrica y en las
calderas para generar vapor para su proceso de producción. En el biodigestor
se producen promedio entre 31.000 y 32.000 m³ de biogás por año (Mendez,
2015).
2.10. España
Dadas las restricciones burocráticas y la ausencia de un marco regulatorio, el
potencial desarrollo del biometano en España se está viendo frenado,
comparándolo con el de otros países europeos. Pese a ello, existen múltiples
organizaciones, desde empresas privadas hasta administraciones públicas,
involucradas en el desarrollo y la implantación de tecnologías relativas al
biogás. Según los datos aportados por IDAE, España tiene un potencial de
energía disponible de cerca de 20.000 GWh (1.700 tep) anuales, lo que
representa alrededor del 6,5% del consumo de gas natural en España.
A continuación, se enumeran alguna de estas organizaciones, así como
algunos de los proyectos más significativos en el sector.
2.10.1. Organizaciones
Se pueden dividir las mentadas organizaciones en cuatro grupos genéricos:
• Universidades y centros de formación:
- Universitat Politècnica de Catalunya
- Universidad Politécnica de Madrid
- Universidad de Oviedo
- Universidad de Valladolid
- Universidad Católica de Ávila
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- Universidad Politécnica de Valencia
- Universidad de Santiago de Compostela
- Universidad de Barcelona
- Universidad Miguel Hernández
- Universidad de Cádiz
- Instituto para la Diversificación y Ahorro de la Energía (IDAE)
- Energías Sostenibles
- Escan
• Empresas
- FCC Aqualia
- Acciona
- AGF (Ingeniería de procesos)
- Asociación Española de Valorización Energética de la Biomasa (AVEBIOM)
- Abantia
- Fundación Asturiana de la Energía (FAEN)
- Agriforest
- Bioercam
- Bioforga
- Biomonte
- Energías Sostenibles
- Bitalia Energía Natural
- Factor Verde
- Aprovechamientos energéticos del Campo
- Ecoeficenter
- Ensaco Servicios Energéticos
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- Allia Renovables
- Aresol Servicios Energéticos
- Innergy Engineering
- Corporación Organizativa de Ingeniería Global Española (COINGES)
- Agropellets de Aragón
• Organismos de investigación y centros tecnológicos:
- Fundación CARTIF
- Centro Tecnológico AINIA
- Centro Tecnológico GIRO (Gestión Integral de Residuos Orgánicos)
- Fundación para la Investigación y Desarrollo En Transporte y Energía (CIDAUT)
- Centro de Investigación de Recursos y Consumos Energéticos (CIRCE)
- Centro Tecnológico EnergyLab
• Administraciones públicas:
- Instituto para la Diversificación y Ahorro de la Energía (IDAE)
- Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC)
- Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas (CIEMAT)
- Agencia Provincial de la Energía de Burgos (AGENBUR)
- Agencia Provincial de la Energía de Ávila (APEA)
- Delegación Comercial de Dinamarca
- Advantage Austria
- Instituto Catalán de Energía (ICAEN)
- Ente Regional de la Energía (EREN)
18
2.10.2. Proyectos
Biogasnalia y Biometagas
En 2017 se puso en marcha una planta de biogás en Burgos (BIOGASNALIA),
con objetivo de tratar principalmente lodos y grasas. La planta tiene un caudal
máximo de 90 t/d de material y una capacidad máxima de producción de
aproximadamente 1.000 kWe eq.
BIOGASNALIA genera harina rica en proteína para alimentación animal
procesando sangre, proceso térmico que requiere altos consumos de vapor.
Antes de la construcción de la planta de biogás, la empresa utilizaba gas
natural para ello y ahora utiliza el biogás generado para su autoconsumo
térmico y eléctrico. La planta (Figura 2) está diseñada, construida y operada
por AGF Ingeniería de Procesos.
Figura 2. Planta de generación de biogás Biogasnalia (Grupo Ecoalia).
Por otra parte, la misma ingeniería (AGF) está ejecutando un proyecto de
implantación de otra planta de generación de biogás en Tarragona
(BIOMETAGAS LA GALERA). En este caso se trata de una planta de alta
potencia con una generación de 375Nm3/h de CH4 (aproximadamente 1,5MWe
eq) con el añadido de que dicho producción de biogás, posteriormente
enriquecido a biometano, será comprimido con el fin de poder ser empleado de
19
forma polivalente, siendo la primera planta de generación de biogás
comprimido de España.
Planta de biogás Valdemingómez
Además de las dos plantas previamente descritas, desde el 2008 existe una
planta de biometano en España en el Parque Tecnológico de Valdemingómez,
cuyo producto es inyectado en la red de gas natural. Se transforman cerca de
300.000 toneladas de residuos orgánicos en cerca de 240.000 toneladas de
biomasa cuya fermentación produce 34 millones de metros cúbicos de biogás.
Esta planta es la pionera en España al inyectar el biometano en la red y es
considerada la más grande de Europa y una de las más grandes del mundo en
cuanto a volumen de biometano inyectado en la red de gas.
Figura 3. Parque Tecnológico de Valdemingómez (Ayuntamiento de Madrid).
Autobús propulsado con biogás
El primer autobús que usa como combustible el biometano, obtenido a partir de
biogás, se implantó en España a finales del 2016, concretamente en la ciudad
de Pamplona (Figura 4). El biometano se obtiene a partir de los lodos de la
depuradora de Arazuri. El biogás obtenido de los lodos de la depuradora se
enriquece a fin de eliminar en la medida de lo posible el CO2 existente en él,
del mismo modo que otras impurezas como el ácido sulfhídrico o los siloxanos.
20
Figura 4. Autobús impulsado a biogás (Escuela de Organización Industrial).
Probiogás
PROBIOGAS es un proyecto singular y estratégico que integra un conjunto de
actividades de carácter científico tecnológico que están interrelacionadas entre
sí y que tienen como objetivo común "el desarrollo de sistemas sostenibles de
producción y uso de biogás en entornos agroindustriales, así como la
demostración de su viabilidad y promoción en España". En PROBIOGAS
participaron 14 centros de investigación y 14 empresas o instituciones
relacionadas con las distintas áreas de conocimiento relacionados con el
biogás. Estaba apoyado por el Ministerio de Ciencia e Innovación a través de
su programa de ayudas a Proyectos Singulares y Estratégicos. Las actividades
del proyecto comenzaron a finales de 2007 y concluyeron en 2011,
incluyéndose ensayos en plantas piloto y plantas industriales para la obtención
de biogás a partir de diversas materias primas.
En el Anexo II se amplía información sobre el estado de conocimiento en
aprovechamiento de biomasa para la producción de biogás en España.
2.11. Guatemala
Desde 2015, un proyecto a cargo de la empresa Industrias de Biogás S.A.
(Inbio) genera biogás en una planta en el Vertedero El Trébol, con una
capacidad de cerca de 4,8 MW suministrados a la Empresa Eléctrica de
Guatemala S.A. (Bolaños, 2015).
21
Agrogeneradora S.A. es la empresa de Grupo Central Agrícola responsable del
desarrollo de unidades de negocios de generación de energía eléctrica
sostenible y competitiva que actualmente desarrolla un proyecto de valorización
energética de los residuos orgánicos generados en la granja avícola de la
empresa Avícola Kaxin S.A.. El proyecto, denominado “Planta de Generación
de Biomasa Santa Ana”, tiene como objetivo la generación de energía eléctrica
a partir del biogás que es producido por la degradación de los desechos
producidos en la avícola, juntamente con pasto King Grass que es cultivado en
terrenos de la propia granja (Sandoval, 2017).
Figura 1. Planta de producción de biogás de Santa Ana (Sandoval, 2017).
AquaLimpia Engineering e.k. realizo la construcción de un sistema de
biodigestión para el aprovechamiento de gallinaza pura producida por un millón
de gallinas ponedoras en la Avícola Victoria. El biogás que se produce en los
biodigestores es aprovechado para la producción de electricidad. Son cuatro
biodigestores de 3.500 m³ cada para el aprovechamiento de 160 t/día de
gallinaza con capacidad para generar cerca de 1 MW que es comercializada a
la red pública de electricidad (AquaLimpia Engineering, 2015).
22
Además de las grandes empresas, el mexicano Daniel Buchbinder Auron logró
desarrollar un sistema con objetivo de generar biogás necesario para abastecer
una vivienda. El sistema consiste en grandes depósitos herméticos que
promueven la descomposición de la materia orgánica, sobras de alimentos o
residuos de rastros como estiércol de vacas y cerdos, para producir el metano.
El reto es fabricar esta tecnología y extender la gama de biodigestores a
diversas zonas de Guatemala, además de disminuir la inversión económica del
usuario para que sean accesibles tanto a comunidades rurales como a la
agroindustria (DiCYT, 2014).
2.12. Honduras
En Honduras predomina la producción de biogás a partir del tratamiento de
residuos y aguas residuales de las empresas.
2.12.1. Proyectos y empresas implicadas
La empresa Eecopalsa cuenta con muchos proyectos de energía renovable
que le han permitido producir su propia energía y venderle a Enee (Empresa
Nacional de Energía Eléctrica). En 2013, asesorados por inversores belgas,
desarrollaron un proyecto de generación de energía a partir de biogás con
capacidad de producción de 930 kWh. El proceso de obtención de energía
consiste en la captación del metano originado en las aguas residuales y la
biomasa que salen de una planta extractora de fruta de palma africana
(Alvarenga, 2013).
Con asesoría técnica brindada por el Programa 4E de la Cooperación Alemana,
la empresa cooperativa COAPALMA-ECARA, miembro de la Cámara
Hondureño-Alemana, desarrolló un proyecto de tratamiento de aguas
residuales y generación de biogás. El proyecto tiene como objetivo el
tratamiento de aguas aceitosas con alta carga orgánica producto de la
extracción y el refinado de aceite de palma africana. El tratamiento de estas
23
aguas residuales permitió a COAPALMA la instalación de una capacidad de
generación de hasta 2,4 MW a base del biogás (AHK, 2010).
En 2014 el Banco Centroamericano de Integración Económica (BCIE) firmó un
convenio de cooperación con Bioenergía R4E Choloma para financiación del
proyecto “Planta de generación de energía en base a estiércol proveniente de
la porqueriza Porkies”. El proyecto genera cerca de 0,3 MW de energía a través
del uso de los residuos orgánicos de cuatro porquerizas, ubicadas en Choloma
(Vasquez, 2014).
Hay también cerca de diez cafetaleros de Honduras que producen biogás a
partir de los residuos del café. El proyecto Energía de UTZ Certified, iniciado en
2010, además de en Honduras, produce biogás en ocho fincas de Nicaragua y
en una de Guatemala e intentan implantar la tecnología en Perú y Brasil (Roca,
2014 y La Tribuna, 2014).
2.13. México
México tiene un gran potencial de producción de biogás debido a la alta
generación de residuos orgánicos. Este potencial se traduce en generación de
energía eléctrica y térmica. La distribución de las plantas asociadas al uso de
biometano se concentra principalmente en la capital del país y tienen por
objetivo principal la generación de electricidad. Lo que hace falta en México
para el aprovechamiento de este gran potencial es la inversión en i+D junto con
la importación de tecnología y la formación de recursos humanos en la que el
Instituto Politécnico Nacional trabaja actualmente. En comparación con otros
países como España y Alemania, México tiene aún más potencial de
generación de biogás, e incluso de biocombustibles, considerando únicamente
residuos, lo cual es una ventaja para un país con una población de más de 112
millones de habitantes (Piña, 2014).
24
2.13.1. Proyectos y empresas implicadas
Investigadores de las facultades de Química e Ingeniería, así como del Instituto
de Ingeniería de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM) han
desarrollado una planta para procesar residuos sólidos urbanos, de tipo
orgánico, para producir biogás. Esta instalación es actualmente la única planta
en México que trata residuos sólidos urbanos con dos tipos de tecnología: la
“digestión húmeda” que utiliza agua y la “seca” que funciona con la humedad
de los propios residuos. El coordinador del proyecto resalta que estas plantas
de biodigestión pueden ser de gran utilidad en las industrias procesadoras de
alimentos y que se ha proyectado una planta capaz de procesar 50 toneladas
de residuos en Capulhuac, Estado de México, y se estima que con esa
cantidad de residuos la producción de energía eléctrica sería de 0,5 MW, es
decir, 500 kWh/día (Residuos Profesional, 2016).
Autoridades del Gobierno de la Ciudad de México y del gobierno federal
realizaron una inversión en una planta de biogás a partir del tratamiento de
basuras en el vertedero Bordo Poniente. Con una capacidad de generación de
508 GW, tiene el objetivo de dar energía a 517.000 luminarias públicas de la
capital y cerca de 1.700 edificios públicos (Redacción Obras, 2017).
Otra planta en la Ciudad de México, financiada por la Secretaría de Ciencia,
Tecnología e Innovación (Seciti) local y desarrollada por la empresa
Sustentabilidad en Energía y Medio Ambiente (Suema), es alimentada con
residuos de verdura y nopal, teniendo una capacidad para tratar 100 toneladas
de residuos orgánicos al mes, generando 175 kWh diarios. El biodigestor tiene
entre sus componentes un tanque cilíndrico de acero y trabaja a partir de la
digestión anaerobia y termofílica (Energías Renovables, 2017).
En el Anexo III se amplía información sobre el estado de conocimiento en
aprovechamiento de biomasa para la producción de biogás en México.
25
2.14. Nicaragua
En 2017 se inauguró en la hacienda Santa Lucía, en el municipio de Santo
Tomás, una planta de biogás de domo fijo. La planta tiene 27 m³ y además de
generar energía para el ordeño mecánico que se realiza en esta finca, dos
veces al día también tiene la aplicación de iluminación y para la cocina, o sea,
que se evita de hacer uso de la leña (Sequeira, 2017).
Para remediar la situación de falta de tratamiento de los residuos orgánicos
(sangre, estiércol y rumen producto de la matanza de las reses) generados en
el Rastro Municipal de Juigalpa, la UPOLI – Universidad Politécnica de
Nicaragua a través de su Centro de Estudios Biotecnologicos – CEBiot, diseñó,
instaló y puso en marcha una planta piloto de biogás basada en la tecnología
de Digestores de Presión Hidráulica (DPH), que la UPOLI promueve a nivel
nacional como una alternativa de generación de biogás. El proyecto se llevó a
cabo con el financiamiento otorgado por la Organización de las Naciones
Unidas para el Desarrollo Industrial (ONUDI) a través de la gestión del
Ministerio de Energía y Minas de Nicaragua (MEM) y la colaboración de la
Alcaldía Municipal de Juigalpa (Medina, 2014).
En 2011 El Fondo Multilateral de Inversiones (FOMIN), miembro del Grupo del
BID, se asoció con el Fondo Nórdico de Desarrollo y dos organizaciones no
gubernamentales holandesas, Hivos y SNV, para lanzamiento del programa
para desarrollo de biogás para proveer energía renovable a pequeños
agricultores en Nicaragua y contribuir para la reducción de emisiones de gases
de efecto invernadero. El proyecto llevará energía de biogás a cerca de 6.000
agricultores (IADB, 2011 y Biogás nicaragua, 2011).
2.15. Panamá
Desde finales de 2016 en el Relleno Patacón, que diariamente recibe cerca de
2.300 toneladas de basura, se ha puesto en práctica el funcionamiento de una
planta térmica que produce energía eléctrica a partir de biogás. Este proyecto
26
tiene como objetivo el autoconsumo de la planta y la distribución de excedente
a la red eléctrica, llegando a generar 7,1 MWh (Díaz, 2017).
Para evitar las contaminaciones que ponen en riesgo la salud de la población,
la Alcaldía de Panamá en colaboración con la Universidad Tecnológica de
Panamá (UTP) desarrollarán un proyecto piloto para generar gas a partir de los
residuos orgánicos del Mercado de San Felipe Neri, para ser utilizados en la
cocina. El Mercado genera cerca de 4 toneladas de basura orgánica
diariamente, inicialmente solo parte de estos residuos serán utilizados para
generar cerca de 300 kW de energía por mes, con intención de ampliar la
instalación con un biodigestor más grande, a fin de conseguir tratar todos los
residuos generados (Rodríguez P. & Julio, 2015).
En 2006 un proyecto para producir biogás, iniciado por la Autoridad Nacional
del Ambiente (ANAM) y la Cooperativa de Productores Juan XXIII de la
provincia de Veraguas, se realiza en la granja porcina Los Núñez. Son
utilizadas las excretas de los cerdos para la producción del biogás que es
utilizado como combustible en cocinas y también para el propio consumo de la
granja (Panamá América, 2006).
2.16. Paraguay
Paraguay, así como Brasil y Argentina, tiene gran influencia del Itaipu
Binacional, que impulsa a varios proyectos de biogás en la región. El Informe
de Biogás y Biometano del Mercosur presenta algunos de estos (International
Center on Renewable Energies-Biogas, 2017):
La empresa Granja San Bernardo S.A. (GSB) y la Administración Nacional de
Electricidad, impulsado por Itaipu Binacional en conjunto con la Fundación
Parque Tecnológico Itaipu (PTI), ha logrado el aprovechamiento de gas metano
producido a través de un biodigestor para degradar los efluentes provenientes
del confinamiento de cerdo en la granja. El aprovechamiento consiste en utilizar
el gas metano para la generación de energía eléctrica por medio de un motor
27
generador; el gas es filtrado por medio de una torre lavadora para mejorar la
vida útil del motor y disminuir la contaminación del ambiente con los gases
emitidos.
El proyecto “Obtención de Energía Renovable a Partir de Residuos
Industriales”, también impulsado por la Itaipu Binacional y el Parque
Tecnológico de Itaipu, se basa en el desarrollo de un biodigestor para tratar los
residuos industriales provenientes del frigorífico JBS Paraguay.
Además, el proyecto “Biodigestores para Fincas de Agricultores”, impulsado por
Itaipu, La Municipalidad de Juan E. Oleary y el Comité de Agricultores San
Isidro de la misma comuna, tiene por objetivo utilizar una finca como unidad
demostrativa en la utilización de biodigestores anaerobios para la obtención del
biogás a partir de residuos y efluentes de animales con los que cuenta la finca.
Este biogás será utilizado para la obtención de energía térmica para la cocción
de alimentos. Los resultados del proyecto se analizarán y si resultan positivos,
se ampliará la interconexión entre fincas a través de un gasoducto, que podrá
interconectar los biodigestores para el almacenamiento del gas y su posterior
venta a sus potenciales usuarios, ya sea como combustible o para otras
necesidades térmicas que requieren los silos y secaderos de la zona.
Ya en 2011 el programa “Gas nacional en movimiento” desarrolló dos vehículos
abastecidos a gas metano, patentado en el país como “Ecogas Enerpy”, tiendo
pretensión de aumentar la flota y el abastecimiento a metano (NGV Journal,
2011).
2.17. Perú
En Perú ya se ha comenzado con la ejecución de proyectos para la obtención
de biogás. El empleo del mismo se basa principalmente en la producción de
combustibles y la generación de energía eléctrica.
El país lleva impulsado desde 2015 el uso de biogás, y en la actualidad se
producen el equivalente a 10.000 litros de petróleo por día, no obstante, la
28
tecnología para presurización y el enriquecimiento de la pureza del metano
todavía es baja (UCSM, 2018).
2.17.1. Proyectos y empresas implicadas
Desde 2016 un equipo conformado por 13 investigadores de la Universidad
Católica Santa María junto a especialistas del Instituto de Investigación y
Desarrollo para el Sur, desarrollaron un sistema tecnológico para operar una
planta de producción de biometano basándose en el uso de estiércol de vaca y
cerdos, donde el combustible presurizado es utilizado en el caldero de la planta
de lácteos del Fundo de la Católica en la Irrigación Majes, y también en un
motocultivador, en un tractor y en un automóvil. Esta planta fue ensamblada en
la India y trasladada hasta Majes por la empresa Biogas Development &
Training Center New Delhi financiado por la Universidad Católica de Santa
Maria y fondos aportados por el Programa Nacional de Innovación Agraria
(PNIA) (UCSM, 2018).
AINIA Centro Tecnológico y el Instituto Tecnológico de la Producción (ITP)
tienen una planta piloto de biogás instalada en el ITP. La intención es que esta
planta permita avanzar en el conocimiento de los procesos de co-digestión
anaerobia para el desarrollo de instalaciones a escala industrial. Estos trabajos,
que han conllevado la formación y capacitación en tecnologías de digestión
anaerobia y plantas de biogás de técnicos del ITP por parte de un equipo de
AINIA, se enmarcan en el proyecto de acción cooperativa Espora, liderado por
el centro ubicado en Paterna (Valencia), y está cofinanciado por la Agencia
Española de Cooperación Internacional para el Desarrollo y el ITP (Energías
Renovables, 2017).
En el Anexo IV se amplía información sobre el estado de conocimiento en
aprovechamiento de biomasa para la producción de biogás en Perú.
29
2.18. Portugal
El potencial de producción energética a partir de biometano en Portugal está en
torno de 600 GWh. La Universidad de Trás-os-Montes e Alto Douro (UTAD)
desarrollo dos tecnologías, la gasificación de recursos forestales y la
fermentación de recursos agrícolas, para producción de biometano (Ambiente
Online, 2008).
Desde 2011 las empresas Dourogás e Empresa Geral do Fomento (EGF)
desarrollan el proyecto BioGN que produce biometano y lo inyecta en la red de
gas natural. El proceso de producción engloba también la purificación y
limpieza del biogás resultante de la valorización de residuos orgánicos.
Además, el proyecto cuenta con la cooperación con la UTAD, que desarrolla
los estudios necesarios y ensayos de laboratorio. La producción está cerca de
1,7 millones de Nm³/año (Ambiene Online, 2010).
En 2017, Dourogás inauguró una unidad de biogás para uso como combustible
para vehículos a partir de residuos sólidos urbanos de lo relleno de Urjais. Los
vehículos que reciben este combustible son de la flota de camiones de basura
Resíduos do Nordeste. El biogás transformado puede emplearse en los
vehículos después de pasar por una tecnología portuguesa de separación de
gases, la Sysadvance (spin off de la Facultad de Ingeniaría de la Universidad
de Oporto) (Brito, 2017).
En 2009 se inauguró en el país una planta dedicada al tratamiento y
aprovechamiento energético de gallinaza con biodigestores de geomembrana
BioElax. La granja dispone de más de 280.000 ave y los biodigestores tratan
2,5 m³ de gallinaza por día, produciendo 300 m³ de biogás que son utilizados
en la propia granja (Energías Renovables, 2009).
2.19. República Dominicana
Un proyecto de la Comisión Nacional de Energía (CNE) de 2013 para la
producción de energía a partir del estiércol y desechos de animales, genera 1,5
30
MW distribuidos en 17 granjas que aprovechan el excremento de sus animales
para generar electricidad, abaratar costos y así evitar un problema
medioambiental (Nivar, 2013).
Los Doctores William Ernesto Camilo Reynoso y Cesar Adolis Féliz de la
Universidad APEC en República Dominicana hicieran una propuesta que trata
de la implementación de una flotilla de vehículos híbridos (Biogás-Eléctricos)
para el transporte urbano de la ciudad de Santo Domingo, con celdas de
combustible de biometano para la tracción eléctrica, y con biometano como
combustible para la tracción del motor de combustión interna, siendo el
abastecimiento con una red de estaciones a partir del estiércol de los
mataderos municipales (Reynoso & Féliz, 2013).
Dos instituciones, el Instituto de Innovación en Biotecnología e Industria (IIBI) y
la Comisión Nacional de Energía (CNE) trabajan para expandir el uso de
biogás conseguido a partir de biomasa y de desechos de animales, como se
presenta a continuación (Energías Renovables, 2009):
El IIBI promovió la biotecnología entre productores porcinos de localidades
como San Francisco de Macorís, Tanares, Salcedo y Nagua. Estos proyectos
cuentan con el apoyo de la Agencia Internacional de Estados Unidos para el
Desarrollo (USAID) y se trata de cinco digestores, cuya generación de biogás
será utilizada como fuente de energía para cocinar.
Por su parte, CNE trabaja en ámbitos relacionados con la producción de biogás
con distintas materias primas. Una es en una finca cafetera en Jarabacoa en
donde se han instalado dos reactores que se alimentan con biomasa obtenida
del proceso de despulpamiento de los granos de café.
También hay proyecto para utilizar el estiércol de vaca, llamado Proyecto
Ysura, que ha expendido la industria lechera en la provincia de Azua. Cuenta
con una capacidad de generación de electricidad de cerca de 100 kW.
31
En Bonao, la empresa estadounidense Koar Energy Resources inauguró en
2008 una planta que produce gas de síntesis y energía eléctrica a partir de la
biomasa obtenida de la cáscara de arroz y de bambú, otros residuos vegetales,
desechos de palma aceitera, residuos de matas de plátano y cascarilla de
cacao. Esta iniciativa también participa la Secretaría de Industria e Comercio, el
Instituto Agrario Dominicano (IAD) y Corporación Dominicana de Empresas
Eléctricas Estatales (CDEEE). Tiene capacidad para proporcionar gas a 288
viviendas y el excedente es utilizado para la generación de electricidad.
2.20. Uruguay
La política energética en Uruguay tiene una fuerte apuesta por las energías
renovables, con importantes metas de incorporación en el corto plazo y
significativas ventajas impositivas para estos emprendimientos. Existe un
interesante marco normativo para fomentar el desarrollo del sector. La política
energética tiene un objetivo explícito de diversificar la oferta energética y
aumentar la independencia energética, incrementando la participación de
energías autóctonas en la matriz. La introducción de energías renovables
permite bajar el costo medio de generación eléctrica y disminuir los impactos
ambientales de la misma.
Actualmente, Uruguay no cuenta con plantas de mediano o gran porte para la
transformación de residuos en energía, más allá de planes piloto llevados a
cabo por algunas intendencias, donde la mayoría genera electricidad para su
proprio consumo.
2.20.1. Proyectos y empresas implicadas
En Maldonado funciona una planta de producción de electricidad en un relleno
sanitario que tiene una capacidad de 1,2 MW de generación de energía a partir
de la captura y quema de biogás (Uruguay XXI, 2016).
La empresa Estancias del Lago es una empresa agroindustrial instalada en
Durazno que cuenta con una planta de generación a partir de digestión
32
anaerobia, con capacidad instalada de 0,8 MW de energía a partir de biogás
para generación de electricidad para su proprio consumo en el proceso
productivo. Para 2018, la empresa tiene prevista una ampliación de esta planta:
ocho fermentadores van generar cerca de 6 MW a partir de estiércol vacuno y
restos de forrajes. También, la empresa Lanas Trinidad, ubicada e Flores, se
dedica a la producción de lana y posee una planta de generación de energía a
partir de biogás con capacidad instalada de 0,6 MW (Uruguay XXI, 2016 y
(Börries, 2017).
Existe un proyecto de generación de biocombustible a partir de biogás llamado
Biovalor. Biovalor es un proyecto impulsado por el Ministerio de Industria,
Energía y Minería a través de la Dirección Nacional de Energía, el Ministerio de
Vivienda, Ordenamiento Territorial y Medio Ambiente a través de la Dirección
Nacional de Medio Ambiente, y el de Ganadería, Agricultura y Pesca. Este
proyecto tiene como objetivo principal la transformación de residuos generados
a partir de actividades agropecuarias, agroindustriales y de pequeños centros
poblados en energía, para ser utilizada principalmente como combustible para
el transporte (EFE, 2017).
En el Anexo V se amplía información sobre el estado de conocimiento en
aprovechamiento de biomasa para la producción de biogás en Uruguay.
2.21. Venezuela
Un grupo del Departamento de Potencia, Escuela de Eléctrica, Facultad de
Ingeniería de la Universidad de Carabobo hizo una propuesta de diseño de una
planta de biogás para la generación de potencia eléctrica en zonas pecuarias
de Venezuela, donde se obtuvieran buenos resultados en cuanto a generación
de electricidad se refiere (Mago, Sosa, Flores, & Tovar, 2014).
La empresa Tratamiento Aguas de Venezuela C.A., ha desarrollado plantas de
tratamiento de aguas residuales con obtención de biogás. Se ha desarrollado
una línea de equipos basados en la producción de biogás por descomposición
33
anaerobia en biodigestores cerrados, tratando residuos biodegradables y
produciendo combustibles que son utilizados en cocinas y para iluminación
(Tratamiento de Aguas de Venezuela, 2012).
Un grupo de la Universidad Nacional Politécnica de Venezuela, de ingeniería
agroalimentaria, desarrolló un trabajo para elaboración de un biodigestor como
alternativa agroecológica en un plan de abastecimiento familiar en la finca “Los
5 Hermanos”, ubicada en el municipio Jesús Enrique Lossada. La finca se
dedica a la explotación de ganadería, producción de leche y a la agricultura y
no cuenta con los servicios básicos. El proyecto busca beneficiar no solo la
finca, sino también a las familias y a otras fincas de la región (Sandrea et al.,
2012).
34
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Producción de biometano para
combustible de transporte a
partir de residuos de biomasa
Anexo I. Actualización del estado del
conocimiento en aprovechamiento de
biomasa para producción de biogás en
Colombia
Junio 2018
“PRODUCCIÓN DE BIOMETANO PARA COMBUSTIBLE DE
TRANSPORTE A PARTIR DE RESIDUOS DE BIOMASA”
- BIOMETRANS -
1
Estado del arte de las tecnologías en el país
Colombia poco a poco ha venido ganando terreno en la producción de
biocombustibles líquidos de primera generación, y comienza a apostarle al
desarrollo de proyectos que incentiven el aprovechamiento de los residuos
orgánicos para la generación de energía a través de la producción de biogás.
Actualmente, en el país operan algunas plantas de biogás como la que se
encuentra en el Jardín Botánico de Bogotá, la planta de tratamiento de aguas
residuales San Fernando y el relleno sanitario de la pradera en Medellín.
También en el relleno sanitario Guayabal, la empresa de aseo de Cúcuta
construye una planta para generación de energía eléctrica a partir del biogás
generado de los residuos sólidos. Ya limpio, el gas tiene capacidad para generar
cerca de 2 MW de electricidad que son utilizados para el autoconsumo.
La empresa Promoenergia SAS es especialista en el suministro de servicios
técnicos para el sector de energía en Colombia y ha desarrollado el Sistema
Biobolsa, que es un biodigestor anaerobio tubular pre-fabricado, diseñado para
el pequeño y mediano productor agropecuario. Este sistema convierte los
desechos del ganado en biogás y en bioabono para ser empleados de manera
doméstica.
Además, existen algunas iniciativas como Energreencol, que posee 20 plantas
en funcionamiento, que ponen a disposición de ganaderos, industrias, municipios
y asociaciones con animales que quieran aprovechar sus desechos, la
tecnología para generar energía renovable.
También en Nariño, en el Centro Internacional de Producción Limpia Lope, el
Servicio Nacional de Aprendizaje (Sena) ha instalado la primera planta de biogás
de la zona. La planta ha sido donada por la empresa alemana Ökobit y se ha
instalado aquí puesto que se calcula que en el área existen unas 7.500 cabezas
de ganado.
“PRODUCCIÓN DE BIOMETANO PARA COMBUSTIBLE DE
TRANSPORTE A PARTIR DE RESIDUOS DE BIOMASA”
- BIOMETRANS -
2
La empresa Huevos Kikes, mayor productor de huevos de Colombia también
invierte en biogás. Desde que el gobierno colombiano empezó a favorecer
fiscalmente la generación de energías renovables mediante la Unidad de
Planeación Minero Energética – UPME, la industria agraria del país ha
descubierto el uso de energías renovables. En su proceso de producción,
Huevos Kikes genera gran volumen de excrementos de gallina y de agua de
servicio, con los que se puede operar la planta de biogás de 800 kW sin
necesidad de comprar otros sustratos.
Además, en la web de UPME se encuentra un modelo con el cual se puede
estimar el índice de generación de metano, teniendo en cuenta información
relativa al clima, caracterización de residuos y datos específicos sobre el biogás
de sitios representativos de Colombia, permitiendo que el usuario tenga una
aproximación de la generación y recuperación de biogás para un relleno
sanitario. Este tipo de herramientas contribuyen a que haya un aumento en las
iniciativas de convertir en energía lo que se considera como basura, en especial
en los rellenos sanitarios que, en muchos lugares del país, están a punto de
colapsar.
Hasta el momento no se cuenta con una regulación que permita la inyección de
biogás (o biometano) en la red nacional o la comercialización para uso vehicular,
ya que según la CREG no se cuenta con estándares internacionales y esto
representa un alto riesgo para equipos y usuarios finales.
“PRODUCCIÓN DE BIOMETANO PARA COMBUSTIBLE DE
TRANSPORTE A PARTIR DE RESIDUOS DE BIOMASA”
- BIOMETRANS -
3
Estado del arte de las capacidades de I+DDT+i en el país
En la Tabla 1 se muestra un listado de los principales grupos de investigación en
el campo de la biomasa y la biotecnología en Colombia.
Tabla 1. Grupos de investigación en materia de biotecnología en Colombia.
Nombre Institución
Aprovechamiento de subproductos, residuos y desechos agroindustriales
Universidad del cauca
Centro de investigaciones del banano CENIBANANO
Asociación de bananeros de Colombia (augura)
Biodiversidad y bio-tecnología Universidad tecnológica de
Pereira
Biotecnología vegetal Universidad nacional de
Colombia
Grupo de investigaciones agroindustriales, GRAIN Universidad pontifica bolivariana Medellín
Biotecnología vegetal Universidad nacional de
Colombia Biotecnología Universidad de Antioquia
Biotecnología industrial Universidad nacional de
Colombia
Biotecnología microbiana Universidad nacional de
Colombia
Biotecnología ambiental e industrial Pontifica Universidad
Javeriana
Centro de estudios y de investigación en biotecnología CIBIOT
Universidad pontificia bolivariana Medellín
Centro de investigación para el desarrollo sostenible en industria y energía
Universidad industrial de Santander
Grupo de investigación en fluidos y energía Corporación de desarrollo
tecnológico del gas
Tecnologías de valorización de residuos y fuentes agrícolas e industriales para la sustentabilidad energética
Universidad industrial de Santander
Centro de investigación para el desarrollo sostenible en industria y energía
Universidad industrial de Santander
“PRODUCCIÓN DE BIOMETANO PARA COMBUSTIBLE DE
TRANSPORTE A PARTIR DE RESIDUOS DE BIOMASA”
- BIOMETRANS -
4
Entre la documentación de investigación desarrollada en Colombia en materia
de biogás y/o aprovechamiento de residuos orgánicos se han destacado los que
siguen dado el interés y la relación que poseen con el presente proyecto.
“Anaerobic co-digestion of organic residues from different productive
sectors in Colombia biomethanation potential assessment” de Paola
Acebedo y Mario Hernandez.
“Anaerobic digestion of cheese whey Energetic and nutritional potential”
de H. Escalante, L. Castro, M.P. Amaya, L. Jaimes, J. Jaimes-Estévez.
“Aprovechamiento de residuos agroindustriales como biocombustibles y
biorefineria” de Deyanira Muñoz-Muñoz, Álvaro Javier Pantoja-Matta,
Milton Fernando Cuatin-Guarin.
“Aprovechamiento de residuos orgánicos para la producción de energía
renovable en una ciudad colombiana” de Luz Stella Cadavid-Rodríguez,
Ingrid Vanessa Bolaños-Valencia.
“Diseño y construcción de un biodigestor para la producción de biogas a
partir de heces caninas” de David Alexander Rodríguez Pachón y Andrés
Felipe García Cepeda.
“Efecto de la carga orgánica de la gallinaza de jaula en el potencial de
biometanizacion” de José Marín-Batista, Liliana Castro, Humberto
Escalante.
“Enhancement of starting up anaerobic digestion of lignocellulosic
substrate Fiques bagasse as an example” de Mabel Quintero, Liliana
Castro, Claudia Ortiz, Carolina Guzmán, Humberto Escalante.
“PRODUCCIÓN DE BIOMETANO PARA COMBUSTIBLE DE
TRANSPORTE A PARTIR DE RESIDUOS DE BIOMASA”
- BIOMETRANS -
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“Low cost digester monitoring under realistic conditions-rural use of biogas
and digestate quality” de L. Castro, H. Escalante, J. Jaimes-Estévez, L.J.
Díaz, K. Vecino, G. Rojas, L. Mantilla.
“Potencial de biogás de los residuos agroindustriales en Cundinamarca”
de Karen Tatiana Montenegro Orozco; Ana Sofía Rojas Carpio; Iván
Cabeza Rojas; Mario Andrés Hernández Pardo.
“Spatial Decision Support System to Evaluate Crop Residue Energy
Potential by Anaerobic Digestion” de Liliana Castro y Paola Gauthier-
Maradei.
“Diseño y estudio económico preliminar de una planta productora de
biogas utilizando residuos organicos de ganado vacuno” de Juan Miguel
Mantilla González, Carlos Alberto Duque Daza y Carlos Humberto
Galeano Urueña.
Normativa nacional en materia de uso de biomasa par a
producción de biogás/biometano
Está en vigor la Resolución CREG135-2012 por la cual se adoptan normas
aplicables al servicio público domiciliario de gas combustible con biogás, en la
que se destacan las siguientes características:
• No permite la comercialización de biogás hasta cuando la CREG adopte
las condiciones de calidad y seguridad aplicables.
• De acuerdo a lo anterior, no establece aún reglas para la prestación del
servicio público domiciliario a través del biogás por redes aisladas para
usuarios residenciales.
• Adoptado lo anterior se puede determinar el precio por la CREG.
• Igualmente, para la inyección del biogás en las redes normales se deben
tomar las determinaciones antes mencionadas.
“PRODUCCIÓN DE BIOMETANO PARA COMBUSTIBLE DE
TRANSPORTE A PARTIR DE RESIDUOS DE BIOMASA”
- BIOMETRANS -
6
A pesar del escaso desarrollo en materia legislativa de regulación del biogás en
Colombia, se ha dado un nuevo paso relativo a la comercialización de
biocombustibles, esta vez de biogás y biometano, luego que el Ministerio de
Minas y Energía mediante la resolución 240 de 2016 de la Comisión de
Regulación de Energía y Gas, CREG, hiciera pública la normatividad para tal
caso. Definiendo así las condiciones que se deben cumplir en cuanto a calidad,
seguridad y tarifas, tanto para consumo en los hogares, como para consumo
industrial.
De esta forma, se da cabida a la ampliación de las fuentes de abastecimiento,
eliminando la dependencia exclusiva del gas derivado de combustibles fósiles y
de paso aparece una alternativa amigable con el medio ambiente, desde dos
puntos de vista: por un lado, se favorece la disminución de la emisión de gases
de efecto invernadero, y por otro, se genera un uso eficiente de los residuos de
actividades agroindustriales y en general del sector agropecuario.
Sobre el contenido de la resolución se destaca que la prestación del servicio
público domiciliario del biometano, en las zonas interconectadas al Sistema
Nacional de Transporte, SNT, se puede realizar a través de la infraestructura ya
establecida. Sin embargo, en las zonas aisladas donde no se cuenta con un SNT
para la generación, el transporte, la comercialización y la distribución de biogás,
los agentes que deseen hacer parte de este proceso deberán construir la
infraestructura requerida. Diferenciando así los procedimientos en el caso del
biometano y el biogás.
“PRODUCCIÓN DE BIOMETANO PARA COMBUSTIBLE DE
TRANSPORTE A PARTIR DE RESIDUOS DE BIOMASA”
- BIOMETRANS -
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Producción de biometano para
combustible de transporte a
partir de residuos de biomasa
Anexo II. Actualización del estado del
conocimiento en aprovechamiento de
biomasa para producción de biogás en
España
Junio 2018
“PRODUCCIÓN DE BIOMETANO PARA COMBUSTIBLE DE
TRANSPORTE A PARTIR DE RESIDUOS DE BIOMASA”
- BIOMETRANS -
1
Estado del arte de las tecnologías en el país
Según el informe elaborado por EurObserv’ER en 2009 (Barometer on the estate
of renewable energies in Europe, 2009), España ocupaba en 2008 el
decimoquinto lugar en la producción per cápita de energía primaria de biogás en
Europa, siendo el origen más importante la recuperación de biogás de
vertederos.
A principios de la década de los 80, se favoreció la instalación de plantas de
biogás en el sector ganadero, mediante una línea de subvenciones iniciada por
el IRYDA durante 1981 y 1982. Unos años más tarde, se llevó a cabo un
seguimiento de instalaciones y se pusieron de manifiesto deficiencias en algunas
de estas plantas. Entre las principales causas de estas deficiencias, se
encontraban diseños no adecuados a las condiciones de campo españolas, así
como un mantenimiento y operación que no se realizaron de forma óptima.
Esta situación, así como una baja retribución por la venta de energía eléctrica a
partir de biogás, ocasionaron el estancamiento del biogás agroindustrial en
España. La mayoría de plantas quedaron progresivamente fuera de servicio, y la
producción de biogás agroindustrial ha sido prácticamente testimonial desde
entonces.
En el caso de otros tipos de biogás, esta situación no se ha producido, debido a
que la retribución del biogás de depuradoras o vertederos cuenta con un sistema
propio de financiación a través de tarifas específicas de tratamiento de aguas o
de residuos municipales.
En términos de energía primaria de biogás, España ocupaba en 2008 el séptimo
lugar en la producción en Europa. Casi el 78% del biogás procede de vertedero
mientras que sólo un 13% procede de unidades descentralizadas de digestor
agrícola, unidades de metanización de desechos municipales sólidos o unidades
centralizadas de codigestión.
“PRODUCCIÓN DE BIOMETANO PARA COMBUSTIBLE DE
TRANSPORTE A PARTIR DE RESIDUOS DE BIOMASA”
- BIOMETRANS -
2
El principal aprovechamiento del biogás en España es la producción de energía
eléctrica. En términos de energía eléctrica vertida a la red, la procedente de
biogás de vertedero y depuradoras supone aproximadamente el 90%, mientras
que el biogás agroindustrial se encuentra en torno al 9%. Por ello, puede
afirmarse que actualmente el biogás agroindustrial supone un porcentaje muy
bajo, respecto al biogás recuperado en vertederos [1].
En la actualidad existen diferentes proyectos en ejecución basados en la
producción y aprovechamiento de biogás. A continuación, se resumen algunos
de los más significativos a nivel estatal en España, así como una enumeración
de algunas de las organizaciones relacionadas con la investigación y el
desarrollo de estos proyectos.
Estado del arte de las capacidades de I+DDT+i en el país
Dos de las empresas con más proyectos relacionados con la obtención de biogás
son AGF proyectos e Inderen. AGF ha obtenido en los últimos años exitosos
resultados a escala laboratorio y en diversos proyectos industriales a nivel
nacional e internacional. De manera similar, Inderen es una ingeniería de
instalaciones con una amplia experiencia en ejecuciones de plantas de biogás
tanto en España con en otros países europeos. Además, ambos disponen de
colaboraciones con diversos centros tecnológicos y universidades [5] [6].
Biogas Fuel Cell nace de la implantación de una planta de generación de biogás
en Almazán, provincia de Soria. Aparte de la propia explotación de la planta,
disponen de una rama de investigación que se centra en la optimización del
proceso digestión anaerobia, sistemas de limpieza y purificación de biogás,
obtención de productos de alto valor añadido, hidrógeno renovable y pilas de
combustible [7].
Por otra parte, existe un gran compromiso en el campo del biogás por parte de
centros tecnológicos como AINIA, CARTIF, CIDAUT, etc. en colaboración
“PRODUCCIÓN DE BIOMETANO PARA COMBUSTIBLE DE
TRANSPORTE A PARTIR DE RESIDUOS DE BIOMASA”
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estrecha con diversas universidades como son las mencionadas en el
documento Tarea 2. Actualización del estado del conocimiento en
aprovechamiento de biomasa para producción de biogás en la Región
Iberoamericana.
Normativa nacional en materia de uso de biomasa par a
producción de biogás/biometano.
Se ofrece en la Tabla 1 un listado de la normativa relacionada con el biogás
según la legislación vigente en España. Esta información se presenta
exclusivamente a título informativo, no es exahustiva pero aporta una somera
idea de las acciones legislativas desarrolladas en torno al uso del biogás en los
últimos años.
Tabla 1. Legislación relacionada con el biogás en España [8].
Órgano legislativo
Normativa
Jefatura del Estado
Real Decreto-ley 9/2013, de 12 de julio, por el que se adoptan medidas
urgentes para garantizar la estabilidad financiera del sistema eléctrico.
MINETUR
Orden IET/221/2013, de 14 de febrero, por la que se establecen los peajes
de acceso a partir de 1 de enero de 2013 y las tarifas y primas de las
instalaciones del régimen especial
Jefatura del
Estado
Real Decreto-ley 2/2013, de 1 de febrero, de medidas urgentes en el
sistema eléctrico y en el sector financiero.
MINETUR Resolución de 21 de diciembre de 2012, de la Dirección General de Política
Energética y Minas, por la que se modifica el protocolo de detalle PD-01
“PRODUCCIÓN DE BIOMETANO PARA COMBUSTIBLE DE
TRANSPORTE A PARTIR DE RESIDUOS DE BIOMASA”
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«Medición, Calidad y Odorización de Gas» de las normas de gestión
técnica del sistema gasista.
Jefatura del
Estado
Real Decreto-ley 1/2012, de 27 de enero, por el que se procede a la
suspensión de los procedimientos de preasignación de retribución y a la
supresión de los incentivos económicos para nuevas instalaciones de
producción de energía eléctrica a partir de cogeneración, fuentes de
energía renovables y residuos.
MITYC
Real Decreto 1544/2011, de 31 de octubre, por el que se establecen los
peajes de acceso a las redes de transporte y distribución que deben
satisfacer los productores de energía eléctrica.
MARM Real Decreto 1494/2011, de 24 de octubre, por el que se regula el Fondo
de Carbono para una Economía Sostenible.
GENVAL
Ordre 3/2011, de 6 d’octubre, de la Conselleria d’Economia, Indústria i
Comerç, per la qual es modifica l’Ordre 9/2011, de 16 de maig, de la
Conselleria d’Infraestructures i Transport, sobre concessió d’ajudes de
l’Agència Valenciana de l’Energia en matèria d’energies renovables i
biocarburants per a l’exercici 2011.
MITYC
Resolución de 22 de septiembre de 2011, de la Dirección General de
Política Energética y Minas, por la que se modifica el protocolo de detalle
PD-01 «medición» de las normas de gestión técnica del sistema gasista.
Jefatura del
Estado Ley 2/2011, de 4 de marzo, de Economía Sostenible.
MITYC
Orden ITC/3353/2010, de 28 de diciembre, por la que se establecen los
peajes de acceso a partir de 1 de enero de 2011 y las tarifas y primas de
las instalaciones del régimen especial.
“PRODUCCIÓN DE BIOMETANO PARA COMBUSTIBLE DE
TRANSPORTE A PARTIR DE RESIDUOS DE BIOMASA”
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MITYC
Corrección de errores del Real Decreto 1565/2010, de 19 de noviembre,
por el que se regulan y modifican determinados aspectos relativos a la
actividad de producción de energía eléctrica en régimen especial.
MITYC
Real Decreto 1565/2010, de 19 de noviembre, por el que se regulan y
modifican determinados aspectos relativos a la actividad de producción de
energía eléctrica en régimen especial.
Modifica el Real Decreto 661/2007, de 25 de mayo.
MITYC
30/06/2010 – ANEXO AL PLAN DE ACCIÓN NACIONAL DE ENERGÍAS
RENOVABLES DE ESPAÑA (PANER) 2011 – 2020.
Fichas normativa aplicable por Comunidades Autónomas.
MITYC
30/06/2010 – PLAN DE ACCIÓN NACIONAL DE ENERGÍAS
RENOVABLES DE ESPAÑA (PANER) 2011 – 2020.
La Directiva de 2009/28/CE del Parlamento Europeo y del Consejo, de 23
de abril de 2009, relativa al fomento del uso de energía procedente de
fuentes renovables, establece la necesidad de que cada Estado miembro
elabore y notifique a la Comisión Europea (CE), a más tardar el 30 de junio
de 2010, un Plan de Acción Nacional de Energías Renovables (PANER)
para el periodo 2011-2020, con vistas al cumplimiento de los objetivos
vinculantes que fija la Directiva.
MITYC
Resolución de 7 de abril de 2010, de la Secretaría de Estado de Energía,
por la que se publican los valores del coste de la materia prima y del coste
base de la materia prima del gas natural para el primer trimestre 2010, a los
efectos del cálculo del complemento de eficiencia y los valores retributivos
de las instalaciones de cogeneración y otras en el Real Decreto 661/2007,
de 25 de mayo, por el que se regula la actividad de producción de energía
eléctrica en régimen especial.
MARM Real Decreto 1823/2009, de 27 de noviembre, por el que se regula la
concesión directa de una subvención a las comunidades autónomas para la
ejecución urgente de actuaciones para el cumplimiento de la legislación de
“PRODUCCIÓN DE BIOMETANO PARA COMBUSTIBLE DE
TRANSPORTE A PARTIR DE RESIDUOS DE BIOMASA”
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vertederos, incluyendo la clausura de vertederos ilegales y la captación de
biogás en vertederos, y otras actuaciones complementarias.
Parlamento
Europeo
Reglamento (CE) núm. 1069/2009 del Parlamento Europeo y del Consejo,
de 21 de octubre de 2009, por el que se establecen las normas sanitarias
aplicables a los subproductos animales y los productos derivados no
destinados al consumo humano.
Parlamento
Europeo
DIRECTIVA 2009/73/CE DEL PARLAMENTO EUROPEO Y DEL
CONSEJO de 13 de julio de 2009 sobre normas comunes para el mercado
interior del gas natural y por la que se deroga la Directiva 2003/55/CE.
Comisión
Nacional de
Energia
Circular 4/2009, de 9 de julio, de la Comisión Nacional de Energía, que
regula la solicitud de información y los procedimientos para implantar el
sistema de liquidación de las primas equivalentes, las primas, los incentivos
y los complementos a las instalaciones de producción de energía eléctrica
en régimen especial.
Comisión
Nacional de
Energía
Circular 4/2009, de 9 de julio, de la Comisión Nacional de Energía, que
regula la solicitud de información y los procedimientos para implantar el
sistema de liquidación de las primas equivalentes, las primas, los incentivos
y los complementos a las instalaciones de producción de energía eléctrica
en régimen especial.
MARM
Real Decreto 1823/2009, de 27 de noviembre, por el que se regula la
concesión directa de una subvención a las comunidades autónomas para la
ejecución urgente de actuaciones para el cumplimiento de la legislación de
vertederos, incluyendo la clausura de vertederos ilegales y la captación de
biogás en vertederos, y otras actuaciones complementarias.
Jefatura del
Estado
Real Decreto-ley 6/2009, de 30 de abril, por el que se adoptan
determinadas medidas en el sector energético y se aprueba el bono social.
“PRODUCCIÓN DE BIOMETANO PARA COMBUSTIBLE DE
TRANSPORTE A PARTIR DE RESIDUOS DE BIOMASA”
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Parlamento
Europeo
Directiva 2009/28/CE del Parlamento Europeo y del Consejo, de 23 de abril
de 2009, relativa al fomento del uso de energía procedente de fuentes
renovables y por la que se modifican y se derogan las Directivas
2001/77/CE y 2003/30/CE.
MITYC ORDEN ITC/3801/2008, de 26 de diciembre, por la que se revisan las
tarifas eléctricas a partir de 1 de enero de 2009.
Parlamento
Europeo
DIRECTIVE 2008/98/EC OF THE EUROPEAN PARLIAMENT AND OF THE
COUNCIL of 19 November 2008 on waste and repealing certain Directives.
MITYC REAL DECRETO 661/2007, de 25 de mayo, por el que se regula la
actividad de producción de energía eléctrica en régimen especial.
MITYC REAL DECRETO 616/2007, de 11 de mayo, sobre fomento de la
cogeneración.
Andalucía LEY 2/2007, de 27 de marzo, de fomento de las energías renovables y del
ahorro y eficiencia energética de Andalucía.
Comisión
REGLAMENTO (CE) No 270/2007 DE LA COMISIÓN de 13 de marzo de
2007 que modifica el Reglamento (CE) no 1973/2004, por el que se
establecen las disposiciones de aplicación del Reglamento (CE) no
1782/2003 del Consejo en lo que respecta a los regímenes de ayuda
previstos en los títulos IV y IV bis de dicho Reglamento y a la utilización de
las tierras retiradas de la producción con vistas a la obtención de materias
primas
Comisión REGLAMENTO (CE) No 185/2007 DE LA COMISIÓN de 20 de febrero de
2007 por el que se modifican los Reglamentos (CE) no 809/2003 y (CE) no
810/2003 en lo relativo a la validez de las medidas transitorias para las
“PRODUCCIÓN DE BIOMETANO PARA COMBUSTIBLE DE
TRANSPORTE A PARTIR DE RESIDUOS DE BIOMASA”
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plantas de compostaje y biogás contempladas en el Reglamento (CE) no
1774/2002 del Parlamento Europeo y del Consejo.
Castilla-La
Mancha
LEY 1/2007, de 15 de febrero, de fomento de las Energías Renovables e
Incentivación del Ahorro y Eficiencia Energética en Castilla-La Mancha.
Región de
Murcia
LEY 10/2006, de 21 de diciembre, de Energías Renovables y Ahorro y
Eficiencia Energética de la Región de Murcia.
Comisión
REGLAMENTO (CE) No 208/2006 DE LA COMISIÓN de 7 de febrero de
2006 por el que se modifican los anexos VI y VIII del Reglamento (CE) no
1774/2002 del Parlamento Europeo y del Consejo, en lo que se refiere a las
normas de transformación para las plantas de biogás y compostaje y las
condiciones aplicables al estiércol.
Comisión
REGLAMENTO (CE) No 92/2005 DE LA COMISIÓN de 19 de enero de
2005 por el que se aplica el Reglamento (CE) no 1774/2002 del Parlamento
Europeo y del Consejo en lo que se refiere a los métodos de eliminación o
a la utilización de subproductos animales y se modifica su anexo VI en lo
concerniente a la transformación en biogás y la transformación de las
grasas extraídas.
MITYC
REAL DECRETO 436/2004, de 12 de marzo, por el que se establece la
metodología para la actualización y sistematización del régimen jurídico y
económico de la actividad de producción de energía eléctrica en régimen
especial.
MITYC LEY 16/2002, de 1 de julio, de prevención y control integrados de la
contaminación.
En general, este conjunto de normativas detalla la actuación en producción de
biogás abarcando el impacto ambiental, la sistematización para distribución a la
red eléctrica, materias primas a emplear en la generación de biogás, planes de
“PRODUCCIÓN DE BIOMETANO PARA COMBUSTIBLE DE
TRANSPORTE A PARTIR DE RESIDUOS DE BIOMASA”
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implantación de energías renovables y de ahorro y eficiencia energética, planes
de aprovechamiento de residuos, etc.
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TRANSPORTE A PARTIR DE RESIDUOS DE BIOMASA”
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10
Bibliografía
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potencial de generación de biogás,» IDAE, Madrid, 2011.
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https://www.grupoecoalia.com/. [Último acceso: 2018 05 19].
[3] Ayuntamiento de Madrid, «Parque Tecnológico de Valdemingómez,» 24
05 2018. [En línea]. Available:
http://www.madrid.es/portales/munimadrid/es/Inicio/El-
Ayuntamiento/Medio-ambiente/Residuos-y-limpieza-urbana/Parque-
Tecnologico-de-
Valdemingomez?vgnextfmt=default&vgnextchannel=d6cd1a2a419be210
VgnVCM1000000b205a0aRCRD&vgnextoid=d6cd1a2a419be210VgnVC
M10000. [Último acceso: 24 05 2018].
[4] Escuela de Organización Industrial (EOI), «Biometano: el combustible
ideal para el transporte público,» 2018 05 22. [En línea]. Available:
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transporte-publico/. [Último acceso: 2018 05 22].
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AGF Ingeniería de Procesos, 17 04 2017. [En línea]. Available:
http://agfprocesos.com/la-industria-del-biogas-espana-estado-la-
cuestion/. [Último acceso: 10 07 2018].
“PRODUCCIÓN DE BIOMETANO PARA COMBUSTIBLE DE
TRANSPORTE A PARTIR DE RESIDUOS DE BIOMASA”
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[6] Inderen Instalaciones Energías Renovables, «Mapa Biogás,» Inderen,
2018. [En línea]. Available: http://inderen-renovables.blogspot.com/p/blog-
page_25.html. [Último acceso: 10 07 2018].
[7] Biogas Fuel Cell, «Investigación y desarrollo,» Biogas Fuel Cell, 2015. [En
línea]. Available: http://biogasfuelcell.com/investigacion-desarrollo/.
[Último acceso: 10 07 2018].
[8] Asociación Española de Biogás, «Legislación relacionada con el Biogás,»
AEBIG, 2014. [En línea]. Available: http://www.aebig.org/normativa/.
[Último acceso: 10 07 2018].
Producción de biometano para
combustible de transporte a
partir de residuos de biomasa
Anexo III. Actualización del estado del
conocimiento en aprovechamiento de
biomasa para producción de biogás en
México
Junio 2018
“PRODUCCIÓN DE BIOMETANO PARA COMBUSTIBLE DE
TRANSPORTE A PARTIR DE RESIDUOS DE BIOMASA”
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1
Estado del arte de las tecnologías en el país
En México, el modelo energético está basado en gran medida en la dependencia
de los combustibles fósiles y los compromisos y obligaciones de cambio
climático, así como en el aprovechamiento de las energías renovables, que
recientemente han estado tomando mayor fuerza. El más reciente balance
energético reporta que los hidrocarburos aportaron 87,2% de la producción de
energía primaria en 2015, en la cual el petróleo representó 61,3%, el gas natural
24,6% y el carbón aportó 3,4%. Por su parte, 85% de la oferta interna bruta de
energía procedió de los hidrocarburos, en donde el gas natural y condensados
aportaron 44,4% de la oferta total, seguidos del petróleo y los petrolíferos, con
40,6%. De acuerdo con el Reporte de Avances de Energías Limpias 2015, en el
2015 el 15,36% de la energía generada corresponde a energías renovables y se
compone como sigue: 9,98% proviene de hidroeléctrica, 2,83% de eólica, 2,05%
de geotérmica, 0,38% de bagazo, 0,06% de fotovoltaica y 0,07% de biogás
(Fundar.org.mx, 2016).
Según el estudio “Prospectiva de energías renovables 2016-2030” realizado por
la SENER en 2016, la incineración de residuos es una alternativa que no ha sido
explorada en México, ya se tiene alguna experiencia en la producción de biogás
en rellenos sanitarios en las cuales se utilizan motogeneradores para este fin.
Las tecnologías que emplean energía solar, biogás y bagazo, presentan un
crecimiento sostenido impulsado en su mayoría por programas de apoyo
derivados de las políticas energéticas, cuyo objetivo es fomentar la inclusión de
dichas tecnologías a la matriz energética. Los bioenergéticos, según la definición
de la Ley de Promoción y Desarrollo de los Bioenergéticos (LPDB), es la
siguiente: “Combustibles obtenidos de la biomasa provenientes de materia
orgánica de las actividades, agrícola, pecuaria, silvícola, acuacultura,
algacultura, residuos de la pesca, domésticas, comerciales, industriales, de
microorganismos, y de enzimas, así como sus derivados, producidos, por
procesos tecnológicos sustentables que cumplan con las especificaciones y
“PRODUCCIÓN DE BIOMETANO PARA COMBUSTIBLE DE
TRANSPORTE A PARTIR DE RESIDUOS DE BIOMASA”
- BIOMETRANS -
2
normas de calidad establecidas por la autoridad competente en los términos de
la LPDB”. Con el incremento en la participación de bioenergéticos en la matriz
de generación eléctrica, se ayuda a satisfacer la creciente demanda de energía
y contribuye a alcanzar los objetivos ambientales para la disminución de
contaminantes. En México, se emplean dos tipos de bioenergía: biomasa y
biogás para la generación de energía eléctrica. Estas fuentes de energía son otra
alternativa a la sustitución de combustibles fósiles, y en años recientes, ha
crecido su potencial, logrando ocupar una posición en la matriz energética
gracias a la publicación de la LPDB. De los principales usos del biogás se
encuentran los procesos industriales, vehicular, calderas y de cogeneración.
Este último contribuye a la mitigación de emisiones de GEI, resultante del
proceso de generación eléctrica.
Entre 2005 y 2015 la capacidad instalada para generación de energía eléctrica
por biogás paso de 19,3 MW a 80,8 MW, lo que representó un incremento de
319,1%. Respecto a la producción de electricidad, el incremento fue de 258,9%
en el mismo período, registrando al cierre del 2015 203,5 GWh. En todo el país
se cuenta con 70 centrales de generación que emplean bioenergía, ya sea
biomasa o biogás. Las regiones con mayor producción de energía eléctrica a
través de estos bioenergéticos son Oriental y Occidental, con 598,0 GWh y 389,0
GWh respectivamente. Esto es asociado a la gran cantidad de ingenios
azucareros que existen en esa región, siendo el estado de Veracruz uno de los
más importantes en la producción de bagazo de caña. Cabe destacar que, en
2015, el área Peninsular con tan sólo una central generó 40,0 GWh y el área
Norte, con tres centrales cuya capacidad en conjunto fue de 9,0 MW, generó
24,0 GWh, lo que implica un gran esfuerzo por utilizar esta fuente de energía.
En México los residuos orgánicos y en general la biomasa tiene un importante
potencial de generación de biogás para la producción de energía eléctrica o para
uso vehicular, situación que se estima similar para la biomasa forestales y la
elaboración de pellets para la generación de calor o energía eléctrica. Existe un
considerable potencial de capacidad y generación para la bioenergía. Las
“PRODUCCIÓN DE BIOMETANO PARA COMBUSTIBLE DE
TRANSPORTE A PARTIR DE RESIDUOS DE BIOMASA”
- BIOMETRANS -
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principales tecnologías para la producción de biocombustibles son: el bioetanol,
que se produce por la fermentación de la glucosa contenida en algunos
productos agrícolas (caña de azúcar, remolacha, maíz), y la producción de
biodiesel, por transesterificación de aceites derivados de cultivos oleaginosos,
aceites residuales orgánicos, grasas y gas natural a partir del biogás de rellenos
sanitarios o plantas de biodigestión.
Los avances que México presenta al 2016 en biocombustible se centran
principalmente en el diseño y fortalecimiento de la política pública para fomentar
la producción y uso de biocombustibles e introducirlos en la gama de productos
que diversifiquen la matriz energética del país. Para ello, y a través de la
Comisión Intersecretarial para la Introducción de Bioenergéticos, presidida por la
Secretaría de Energía en colaboración con Pemex, implementan el uso de etanol
anhidro en gasolinas a través de una prueba de concepto que considera que una
mezcla al 5,8% de etanol anhidro en gasolinas Magna en Tamaulipas, San Luis
Potosí y Veracruz. La prueba tiene una duración de 10 años donde se
comercializaría un volumen máximo de 2.221,5 millones de litros. Según su
origen y tecnología de procesamiento, los recursos de biomasa para producir
biodiésel se pueden dividir en 1ª, 2ª y 3ª generación. Los recursos de primera
generación son ácidos grasos, contenidos en los lípidos sintetizados por
vegetales y animales (principalmente, los aceites vegetales de las semillas y
frutos oleaginosos). Los de segunda generación son materiales lignocelulósicos
vegetales, residuales o cultivados, cuyos hidratos de carbono pueden ser
transformados a alcanos de C10 a C12 por diversas vías tecnológicas (síntesis
Fischer-Tropsch, hidrólisis seguida de reforma o isomerización e
hidrotratamiento). Los de tercera generación son cultivos de microorganismos
seleccionados o modificados para producir ciertas moléculas precursoras de
biodiésel (lípidos y ácidos grasos) (Coldwell, y otros, 2016).
Para lograr una transición energética en México hacia fuentes más sustentables
de energía es necesaria la incorporación de fuentes renovables. La bioenergía
es una de ellas, que ya participa con el 57% del total de la energía renovable
“PRODUCCIÓN DE BIOMETANO PARA COMBUSTIBLE DE
TRANSPORTE A PARTIR DE RESIDUOS DE BIOMASA”
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utilizada en el país, y que tiene el potencial de aportar alrededor del 38% de la
producción de energía primaria con alto potencial de mitigación de gases de
efecto invernadero y de promover el desarrollo económico en el sector rural.
Existen ya tecnologías comerciales que pueden ser transferidas y adaptadas
para su aplicación en México, algunas de ellas con costes de mitigación
negativos (como las estufas eficientes de leña, el carbón vegetal, los pellets de
madera para generación de calor). Existen también oportunidades de
investigación y desarrollo tecnológico en la producción de materias primas,
cadenas de suministro de biomasa, desarrollo de procesos biotecnológicos,
termoquímicos y de limpieza de biogás, entre otros. Se identifica también la
necesidad de desarrollar las capacidades técnicas en el país por medio de
posgrados y programas específicos de capacitación, a niveles técnicos y
administrativos, así como la puesta en marcha de regulaciones y políticas
públicas para garantizar la calidad y sustentabilidad de las formas de bioenergía
y de otros aspectos como el uso del territorio. Por último, es necesario hacer más
eficientes a las instituciones existentes y crear empresas energéticas que
permitan el desarrollo del mercado de bioenergía (Riegelhaupt, García, &
Masera).
Hay registros que muestran la existencia de 563 sistemas de biodigestión de
acuerdo a los 142 Project Design Document (PDD) encontrados en la página
web de la UNFCCC (United Nations Climate Change Carbon Mechanisms, s.f.).
(United Nations Framework Convention on Climate Change), relacionados con
la reducción de emisiones de metano en el sector agropecuario en México. En
los últimos años muchas unidades han incorporado sistemas de biodigestión
dentro de sus procesos productivos. El fin concreto de la instalación de ésta
tecnología fue en un principio la comercialización de Bonos de Carbono, por la
reducción de emisiones de Gases de Efecto Invernadero (GEI). En la actualidad
se han visualizado una diversidad de usos y aplicaciones de estos sistemas,
“PRODUCCIÓN DE BIOMETANO PARA COMBUSTIBLE DE
TRANSPORTE A PARTIR DE RESIDUOS DE BIOMASA”
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5
tales como la reducción de contaminantes en las descargas de aguas residuales
de las unidades pecuarias y la generación de energía eléctrica1.
Las tecnologías existentes en México relacionadas con la digestión anaerobia
pueden basarse en tecnologías maduras de sistemas anaerobios como son los
de primera generación: fosa séptica, tanques Imhoff, laguna anaerobia, digestor
convencional, digestor completamente mezclado, contacto anaerobio; reactores
de segunda generación: filtro anaerobio, reactor tubular de película fija, reactor
de lecho de lodos/UASR; o reactores de tercera generación como son: reactores
de lecho granular expandido (EGSB) y reactores de lecho expandido o
fluidificado.
Entre las tecnologías anaerobias actualmente disponibles en el mercado, sin
duda las basadas en el concepto de lecho de lodos granulares, desarrollado por
Lettinga en Holanda en los años setenta, son las más aplicadas. El concepto
UASB tienen ventajas sobre otras tecnologías anaerobias ya que requiere medio
de soporte (como el filtro anaerobio) y puede recibir altas cargas orgánicas (a
diferencia del reactor de contacto anaerobio) es así que este concepto es el más
difundido en Europa y América Latina. El uso de tecnologías de digestores tipo
UASB tanto para el tratamiento de aguas residuales agroindustriales como
industriales está ampliamente difundido en México. En el documento “Una
experiencia en el desarrollo de tecnología biológica para el tratamiento de aguas
residuales” realizado por el Dr. Adalberto Noyola (Noyola Robles, 2006), en
donde se listan una serie de patentes y proyectos de transferencia de tecnología,
así como de implementación de reactores a escala industrial. Así, también se
han detallado proyectos recientes en aplicaciones industriales (López
Hernández, Morgan Sagastum, & Noyola Robles, 2000). Sin embargo, estas
actividades de investigación y desarrollo tecnológico tienen un fuerte enfoque de
tratamiento de aguas cuando en la actualidad, además, se enfatiza el
aprovechamiento energético, de ser posible, del biogás generado.
1 http://ri.uaemex.mx/bitstream/handle/20.500.11799/66337/TESINA-CAV-1016.pdf?sequence=1
“PRODUCCIÓN DE BIOMETANO PARA COMBUSTIBLE DE
TRANSPORTE A PARTIR DE RESIDUOS DE BIOMASA”
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6
En esta era de telecomunicaciones y de desarrollo de nuevas soluciones
tecnológicas, actualmente es viable la instrumentación de biodigestores a bajo
coste. Para un correcto funcionamiento de un biodigestor, es posible realizar
constantemente una serie de actividades de mantenimiento del mismo, como
son revisión de válvulas y sellos herméticos. Aun con los problemas presentados
en la implementación física del biodigestor, se puede vislumbrar que el monitoreo
de las variables dentro del biodigestor puede ayudar a los investigadores en
estas áreas a verificar modelos matemáticos propuestos, y a su vez verificar qué
mezclas de elementos producen la mayor cantidad de biogás. La
instrumentación electrónica de un biodigestor es una excelente estrategia para
conocer el estado actual que presentan las variables que intervienen en la
producción de biogás, como son: temperatura, pH y presión (Estrada Rojo,
Lemus Pérez, García Baeza, & López Zavala, 2017).
Continuando con el tema de biodigestores, la SAGARPA, a través de FIRCO,
realizó el “Diagnóstico General de la Situación Actual de los Sistemas de
Biodigestión en México”. El diagnóstico permite conocer la situación en la que se
encuentran los biodigestores anaeróbicos instalados en México. El estudio se
dividió en dos partes fundamentales: la revisión de diversas fuentes para conocer
el total de biodigestores documentados en México, y la segunda enfocada a
constatar la existencia y estatus de los biodigestores documentados. El estudio
encontró que los sistemas se han instalado en unidades de producción
tecnificadas, ya que estas ofrecen las condiciones idóneas para el buen
funcionamiento de los sistemas. Estas condiciones se refieren al número de
animales y la adecuada recolección de excretas que permiten que el influente
del biodigestor tenga las características físicoquímicas necesarias para una
buena producción de biogás. El estudio se aplicó en los estados de Coahuila,
Durango, Guanajuato, Jalisco, Michoacán, Nuevo León, Puebla, Querétaro,
Sonora, Veracruz y Yucatán; y se aplicó en granjas porcícolas y establos
lecheros, siendo los primeros los de mayor presencia. A partir de la información
arrojada por el estudio, se pudo constatar la existencia de 345 biodigestores, 268
“PRODUCCIÓN DE BIOMETANO PARA COMBUSTIBLE DE
TRANSPORTE A PARTIR DE RESIDUOS DE BIOMASA”
- BIOMETRANS -
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fueron implementados a partir del esquema MDL, los 77 biodigestores restantes
fueron implementados a partir de apoyos gubernamentales: 73 con apoyos del
FIRCO y 4 bajo la iniciativa M2M. Del total de los biodigestores constatados, el
82% están construidos y en operación. La tecnología predominante de los
sistemas de biodigestión son los sistemas tipo laguna (94%), continuando los
modulares (4%), los de biobolsa y ferrocemento (1% cada uno). Los sistemas
fueron evaluados en base a su diseño, operación y mantenimiento,
encontrándose que existen las siguientes problemáticas:
• Sobredimensionamiento del sistema
• Fallas en los sistemas de agitación
• Fallas en el quemador
• El mantenimiento no se realiza de manera regular
• Los propietarios no están lo suficientemente familiarizados con el
funcionamiento de los sistemas.
En general, los resultados apuntan a que los propietarios de los sistemas están
conscientes de los beneficios que les aporta el contar con biodigestores, el 46%
de los encuestados opinan que la generación de energía es el principal beneficio
que obtienen de éstos, mientras que el 33% opinan que es la disminución de la
contaminación ambiental el beneficio más importante. Se identificó que la gran
mayoría de biodigestores han sido instalados bajo el esquema MDL, en el cual
las empresas desarrolladoras aportaron toda la inversión necesaria para la
construcción y puesta en marcha de los sistemas; las empresa de esta índole
fueron AgCert y Ecosecurities, Cantor CO2 y Grupo Porcícola Méxicano, las
cuales registraron ante la junta ejecutiva 563 proyectos de biodigestión tanto en
granjas porcícolas como en establos lecheros. Sin embargo, debido a falta de
recursos y a las dificultades que tuvieron para el cálculo de la línea base (sobre
todo en establos lecheros), de este total de biodigestores registrados, solo se
encuentran construidos 258. El resto de los biodigestores construidos o en
proceso de construcción están siendo apoyados por el FIRCO y algunos
proyectos piloto fueron construidos bajo la Iniciativa M2M.
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TRANSPORTE A PARTIR DE RESIDUOS DE BIOMASA”
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La mayoría de sistemas instalados (317), tanto por las empresas
desarrolladores, FIRCO o M2M, han sido en granjas porcícolas, ello debido a
que las granjas formales (granjas de más de 500 animales) de esta especie
existentes en México, cumplen con las características necesarias en cuanto al
inventario de animales y el volumen y calidad de las excretas. De igual manera,
es fácilmente calculable la línea base de acuerdo a la existencia de la laguna
secundaria y las inversiones para estos tipos de sistemas son generalmente
rentables. La implementación de biodigestores en establos lecheros no resulta
tan viable debido a que en éstos la mayor parte de los pisos de las instalaciones
son de tierra y, al momento de recolectar la excreta, ésta lleva impurezas que
pueden afectar el correcto funcionamiento del biodigestor. Lo anterior explica el
por qué el mercado de ésta tecnología se ha enfocado básicamente al sector
porcícola (SAGARPA, 2010).
La Asociación Mexicana de Biomasa y Biogás A.C., realizó igualmente un
estudio sobre “biodigestores en el sector agropecuario de México”, donde
igualmente señala la clasificación de los biodigestores, y muestra evidencia
gráfica de instalaciones en México (AMBB).
En 2008, el Fideicomiso para el Riesgo Compartido (FIRCO) de la Secretaría de
Agricultura, Ganadería, Desarrollo Rural, Pesca y Alimentación (SAGARPA)
presentó el “Uso de biogás en el sector agropecuario de México y opciones de
financiamiento”, donde señala que la producción anual de estiércol en granjas
porcinas era en 2008 de 5,7 millones de toneladas; producción de biogás de
4.053 millones de metros cúbicos anuales; reducción de emisiones de CO2
equivalentes de 36,6 millones de toneladas anuales. En la producción de vacas
lecheras se tiene una producción anual de estiércol de 36,2 millones de
toneladas; producción de biogás de 264,6 millones de metros cúbicos anuales;
reducción de emisiones de CO2 equivalentes de 2,4 millones de toneladas
anuales. Señaló que los costos de un biodigestor para 5.000 cerdos ó 1.000
vacas, tenía en 2008 un coste de 2,3 millones de pesos. La SAGARPA y el
FIRCO contaban en ese entonces con cuando menos 7 instrumentos para
“PRODUCCIÓN DE BIOMETANO PARA COMBUSTIBLE DE
TRANSPORTE A PARTIR DE RESIDUOS DE BIOMASA”
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promover la utilización de energías renovables, entre ellas la generación y
aprovechamiento de biogás: activos productivos, financiamiento rural, uso
sustentable de recursos, programa de FIRCO con garantías líquidas, programa
especial (rastros TIF), proyecto Banco Mundial, apoyos directos a biodigestores
(CGG) (Montúfar Avilez , 2008).
En 2007, FIRCO también realizó el estudio “Aprovechamiento de biogás para la
generación de energía eléctrica en el sector agropecuario”, donde se señala que,
si bien la quema directa del biogás es una práctica útil que contribuye en mitigar
la emisión de gases de efecto invernadero, se pensó en la posibilidad de su
aprovechamiento para su aplicación en actividades productivas mediante la
generación de energía; el biodigestor utilizado para la experiencia fue
complementado con instalaciones adicionales para conectar el suministro de
biogás a un motogenerador, el cual está integrado por un motor de combustión
interna para ser accionado con biogás, “Econgas Perkins” de la empresa
MOPESA, 6 cilindros en línea, acoplado con un generador “WEG” de 60 Kw, tipo
síncrono sin escobillas, adecuado para trabajo continuo o intermitente, con factor
de potencia de 0,8 de 1.800 RPM, con regulador de voltaje integrado, y un voltaje
de generación de 220-240 volts. El motogenerador trabaja con biogás, con
concentraciones de metano en promedio de 60% y consumos de alrededor de
750 pies cúbicos de biogás por hora. Este motor de combustión interna es de
alta eficiencia en la producción de energía eléctrica, con bajo coste de inversión,
larga vida útil y requiere de poco espacio para su instalación (SAGARPA, 2007).
Un caso de éxito muy interesante ad hoc a la temática del proyecto
BIOMETRANS es el proyecto de producción de biogás a partir de nopal en
sustitución de combustibles fósiles (Aké Madera, 2017; Martínez Lozano, 2015).
La generación de energía con nopal es tecnología mexicana patentada por el
IMPI en el año 2016, con el título No. 338494. La tecnología que nos ocupa se
desarrolló en el estado de Michoacán por la empresa NOPALIMEX en el año
2010 con apoyo del entonces Instituto de Investigaciones Eléctricas IIE, hoy
INEEL. En el año 2015 esta tecnología mereció el Premio Nacional de Trabajo
“PRODUCCIÓN DE BIOMETANO PARA COMBUSTIBLE DE
TRANSPORTE A PARTIR DE RESIDUOS DE BIOMASA”
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que otorga el Gobierno de la República a través de la Secretaría de Trabajo y
Previsión Social. En el estado de Aguascalientes, la empresa cementera Cruz
Azul ha construido una planta de generación de electricidad de 1 MW a partir de
la biomasa de nopal. A partir de estos resultados, el paquete tecnológico que
desarrolla la GER-IIE en conjunto con el INIFAP permitirá realizar el proceso de
transferencia de tecnología de manera eficaz y expedita. La variedad de nopal
utilizada tiene un rendimiento de producción de 800 ton/ha/año, la intención
inicial de la empresa del uso del nopal con fines energéticos es el
autoabastecimiento de gas para la producción de electricidad y recientemente
para el uso en vehículos de la empresa (2016).
Con respecto a la producción de biogás por actividades porcícolas, un caso
representativo en México es el del estado de Guanajuato, donde existe una vasta
actividad porcícola. La población porcícola en México es de alrededor de 15,4
millones de cabezas (INEGI, 2012), de las cuales en el estado de Guanajuato se
encuentran 965.863 cabezas, lo que representa el 6,27% nacional. Este
porcentaje es interesante dadas las proporciones geográficas del estado y sus
necesidades energéticas. El Estado de Guanajuato representa en 1,6% de la
superficie de México y posee menos del 5% de la población del país. El resultado
indica que el aprovechamiento pleno de la biomasa producida por las excretas
de ganado porcino en el estado de Guanajuato, produciría cerca de 200
GWh/año o su equivalente energético de más de cien mil barriles de petróleo al
año. Esa cantidad de energía representa claramente un ahorro económico para
el estado en función de los barriles de petróleo que pudieran ser sustituidos por
esta fuente energética y en su caso ser exportados, generando recursos para
otros propósitos. Los indicadores muestran que, dada la sencillez de
implementación de biodigestores para la producción de biogás, esta debe ser
una alternativa interesante e importante a desarrollar y potenciar en los próximos
años en el país (Martínez Lozano, 2015).
La tecnología usualmente utilizada en México para el tratamiento de aguas
residuales de granjas porcícolas es básicamente a través del uso de
“PRODUCCIÓN DE BIOMETANO PARA COMBUSTIBLE DE
TRANSPORTE A PARTIR DE RESIDUOS DE BIOMASA”
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biodigestores tipo biobolsa, sin embargo, está ampliamente estudiado el uso de
reactores anaerobios tipo UASB. La concentración de materia orgánica de las
aguas residuales de la industria porcícola es muy variable, debido a las
diferencias que existen en las operaciones unitarias de las distintas granjas, sin
embargo, la composición de las mismas es semejante, resultado de las excretas
y residuos de alimentos de los animales (Vázquez Borges, Martínez Pereda,
Fernández Villagómez, Méndez Novelo & Magaña Pietra; Vera Romero, Estrada
Jaramillo, Martínez Reyes & Ortiz Soriano, 2014).
El aprovechamiento energético de excretas de ganado bovino y porcino puede
bien realizarse a través de la generación de electricidad, como estudios
realizados en la región Ciénega del estado de Michoacán de Ocampo. Para la
estimación de la energía que contiene el biogás, se empleó la información que
contiene el software del Modelo de Biogás Mexicano v.2.0 (LMOP, 2009),
empleando un poder calorífico de 18.852 kJ/m3 de biogás. La eficiencia de los
motores de combustión interna que se utilizan para la generación de energía
eléctrica a través de biogás (Jenbacher de GE Tipo 2), con potencia eléctrica de
335 kW es de 36,3% (ISO) (General Electric, 2013). Sin embargo, esta última
decreció debido a las condiciones de sitio. Dado que no se evaluó una simulación
del moto-generador, se consideró un valor de la eficiencia de transformación de
30% como un dato conservador para no mostrar resultados muy elevados y que
no pudieran alcanzarse en la realidad; con un factor de planta del 0,9 (Vera
Romero, Iván; Estrada Jaramillo, Melitón; Martínez Reyes, José; Ortiz Soriano,
Agustina, 2014).
De acuerdo a la “Cartera de necesidades de innovación y desarrollo tecnológico,
biogás” realizado en 2017 por el Instituto Mexicano del Petróleo (IMP), se
detectaron las siguientes necesidades tecnológicas (NT):
NT-1 Generar un inventario nacional de la disponibilidad de residuos orgánicos
para la instalación de plantas de biogás.
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TRANSPORTE A PARTIR DE RESIDUOS DE BIOMASA”
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NT-2 Desarrollar un manual de mejores prácticas para la colecta, logística y
separación de residuos en el ámbito nacional.
NT-3 Desarrollar o adaptar protocolos para la caracterización apropiada de los
residuos municipales.
NT-4 Realizar estudios para la caracterización de biomasa lignocelulósica
(agrícola, forestal y agroindustrial) para conocer su potencial en la producción de
biogás.
NT-5 Desarrollar protocolos para identificar, evaluar y seleccionar métodos de
pretratamiento adecuados para la biomasa lignocelulósica que se produce en el
país.
NT-6 Generar un catálogo de tecnologías comerciales aplicables a las biomasas
lignocelulósicas residuales disponibles a nivel nacional.
NT-7 Desarrollar manuales para el escalamiento de tecnologías (mejoradas o
adaptadas) de pretratamiento de biomasa para la producción de biogás.
NT-8 Desarrollar protocolos para generar paquetes tecnológicos de
pretratamiento para biomasa lignocelulósica para la producción de biogás.
NT-9 Realizar estudios para identificar las condiciones de operación y
desempeño de procesos de pretratamiento para biomasa lignocelulósica.
NT-10 Crear un inventario de biomasa lignocelulósica a nivel nacional que
integre residuos agrícolas forestales y agroindustriales.
NT-11 Desarrollar un sistema de monitoreo nacional del desempeño de plantas
de biogás.
NT-12 Crear una unidad de inteligencia tecnológica para la industria de biogás.
NT-13 Desarrollar un catálogo de tecnologías para la producción de biogás
aplicables a nivel nacional.
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TRANSPORTE A PARTIR DE RESIDUOS DE BIOMASA”
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NT-14 Desarrollar un manual de mejores prácticas de diseño, construcción y
operación de plantas de biogás.
NT-15 Desarrollar o adaptar protocolos para caracterizar digestatos a las
condiciones nacionales.
NT-16 Realizar proyectos demostrativos de captura de nutrientes de digestatos.
NT-17 Desarrollar un programa piloto para implementar sistemas MRV en
plantas de biogás.
NT-18 Desarrollar un catálogo de tecnologías normalizadas de
acondicionamiento de biogás a biometano con los criterios de implementación
correspondientes.
NT-19 Realizar estudios para la adaptación de las tecnologías existentes para el
acondicionamiento del biogás a biometano a las condiciones nacionales.
NT-20 Realizar proyectos demostrativos de acondicionamiento de biogás a
biometano con tecnologías adaptadas a las condiciones nacionales (Ortiz
Gallardo, y otros, 2017).
La Secretaría de Energía estima una disposición de 28,2 millones de toneladas
anuales y una composición aproximada de 53 por ciento de residuos sólidos
orgánicos, los cuales son enviados a 186 rellenos sanitarios, que permitirían
producir 652 y 912 MW de energía eléctrica. Hasta 2011 se habían otorgado diez
permisos para la generación de energía eléctrica con biogás, seis de ellos en la
modalidad de autoabastecimiento en Aguascalientes, Chihuahua, Guanajuato y
Nuevo León; y cuatro de cogeneración en Jalisco, Nuevo León, Estado de
México y Querétaro, que en conjunto representan una capacidad autorizada de
44.76 MW y una producción de 269 GWh/año. En tanto que se cuenta con
alrededor de 3.000 establos lecheros, 1.500 granjas porcinas y 905 rastros
municipales, sin considerar los corrales de engorda y granjas avícolas y las miles
de unidades productivas que podrían utilizar el biogás y sus aplicaciones para
“PRODUCCIÓN DE BIOMETANO PARA COMBUSTIBLE DE
TRANSPORTE A PARTIR DE RESIDUOS DE BIOMASA”
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servicios de autoconsumo. Se ha calculado que se podrían generar entre 0,49 y
0,738 millones de toneladas anuales de excretas de ganado porcino, con un
potencial de generación eléctrica de 246 a 492 MW; mientras que el
aprovechamiento de excretas bobinas lecheras podría generar 5,4 millones de
toneladas anuales de metano y un potencial de energía eléctrica de 2.645 a
5.447 MW. En el rubro de aguas residuales, hasta 2008 la Comisión Nacional de
Agua (Conagua) tenía registradas mil 833 plantas urbanas en operación formal,
con una capacidad instalada de 113 m3/s, las cuales procesaban un caudal de
83,6 m3/s, equivalente a 40,2 por ciento del total de las aguas residuales
generadas y colectadas en los sistemas formales de alcantarillado municipal
(Guerrero, 2017).
Una oportunidad para el desarrollo tecnológico es el aprovechamiento de la
bioenergía a partir de la fracción orgánica de las aguas residuales. La Comisión
Nacional del Agua (CONAGUA), en su Programa Nacional Hídrico 2014-2018,
establece como una línea de acción (3.3.3) impulsar el uso y manejo de fuentes
de energía alternativas para el autoconsumo en procesos de tratamiento de
aguas residuales al promover la generación de energía eléctrica para
autoconsumo a partir del biogás que se genera en las plantas de tratamiento de
agua residual municipal cuya capacidad sea mayor a 2 m3/s con lo que se
contribuirá a reducir las emisiones de gases de efecto invernadero y a mejorar la
operación de la plantas de tratamiento. En México se inicia esta práctica con
algunos casos particulares como las plantas de tratamiento de Guadalajara (El
Ahogado y Agua Prieta) y Atotonilco de Tula, que depurará una buena parte de
las aguas generadas en la Zona Metropolitana de la Ciudad de México. También
se promoverá el uso y manejo de fuentes de energía alternativas en procesos de
tratamiento de agua residual para la reducción de gases efecto invernadero
(Conagua, 2014). La Comisión del Agua del Estado de México tiene, desde el
año 2015, una propuesta de utilizar biodigestores como una alternativa de
saneamiento en comunidades rurales del estado de México (Rivero Carrillo,
2015). (Coldwell, y otros, 2016).
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Estado del arte de las capacidades de I+DDT+i en el país
La Secretaría de Energía de México (SENER) y el Consejo Nacional de Ciencia
y Tecnología (CONACYT) crearon el Fondo Sectorial CONACYT-Secretaría de
Energía-Sustentabilidad Energética, que es un Fideicomiso creado para atender
las principales problemáticas y oportunidades en materia de Sustentabilidad
Energética del país. Con este fideicomiso se apoyó al desarrollo de investigación
básica y aplicada, así como transferencia de tecnología relacionada con las
energías renovables dentro de las cuales se encuentra la valorización de
residuos mediante la producción de biogás (CEMIE-BIO) (Conacyt, 2015). El
Fondo Sectorial CONACYT-Secretaría de Energía-Sustentabilidad Energética
tiene por objetivo impulsar la investigación científica y tecnológica aplicada, así
como la adopción, innovación, asimilación y desarrollo tecnológico en materia de
fuentes renovables de energía, eficiencia energética, uso de tecnologías limpias,
y diversificación de fuentes primarias de energía.
Con una inversión de más de 1.380 millones de pesos provenientes, en su
mayoría, del Fondo de Sustentabilidad Energética, el Centro Mexicano de
Innovación en Energía, CEMIE-BIO, inicia actividades. CEMIE-BIO está
conformado por cinco clústeres, cada uno enfocado a un área muy especializada
en materia de biocombustibles: biocombustibles sólidos, bio-alcoholes, biodiesel,
biogás y bioturbosina. Todos pueden elaborar productos especializados a partir
de la biomasa de México. Cada clúster tiene un líder de proyecto diferente, y está
conformado por los grupos académicos y de investigación más prestigiosos y
con mayor experiencia en su respectiva área, así como por empresas del ramo
y, en algunos casos, también por universidades de otros países (Flores, 2016).
El CEMIE BIO Gases, es coordinado por el Instituto Potosino de Investigación
Científica y Tecnológica. Está conformado por grupos de investigación con gran
experiencia en toda la cadena de valor, desde el laboratorio hasta los usuarios
finales. El doctor Elías Razo es el responsable técnico del Clúster de Biogás. El
Clúster Biocombustibles Gaseosos para generación de energía térmica y
“PRODUCCIÓN DE BIOMETANO PARA COMBUSTIBLE DE
TRANSPORTE A PARTIR DE RESIDUOS DE BIOMASA”
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eléctrica realiza investigación aplicada, desarrollo tecnológico e innovación en
temas de aprovechamiento de residuos orgánicos para la producción
descentralizada de bioenergía, impulsando el desarrollo económico e inclusión
rural, reduciendo la dependencia en combustibles fósiles, disminuyendo la
emisión de gases de efecto invernadero (GEI) y formando los recursos humanos
necesarios para llevar a cabo el desarrollo nacional sustentable y contribuyendo
a la seguridad energética. Las instituciones que integran el Clúster están
presentes en centros importantes de la república mexicana con experiencia en
el aprovechamiento de los residuos regionales mediante la ciencia y la
biotecnología y en la formación de recursos humanos capaces de llevar a cabo
la transformación energética que requiere el país basada en el uso de todas sus
fuentes (CEMIE-Bio, s.f.).
Con respecto a los residuos sólidos urbanos y su aprovechamiento energético a
través de la conversión energética del metano producido, así como el desarrollo
tecnológico y la investigación, en México esta actividad está representads por la
Sociedad Mexicana de Ciencia y Tecnología Aplicada a Residuos Sólidos A.C.
(SOMERS). Dicha sociedad tiene por objetivo alentar la creación de obras,
investigaciones y trabajos relacionados con sus objetivos y organizar toda clase
de eventos académicos, tales como conferencias, cursos, mesas redondas,
talleres, seminarios, jornadas, congresos, simposios, exposiciones, etc. con la
colaboración de instituciones especializadas públicas o privadas de México y/o
el extranjero (SOMERS, 2014). Esta sociedad nacional está vinculada con la Red
Iberoamericana en Gestión y Aprovechamiento de Residuos (REDISA) que
cuenta con la financiación del Programa Iberoamericano de Ciencia y Tecnología
para el Desarrollo (CYTED) (REDISA, 2003).
Como parte de las iniciativas derivadas de la Ley de Transición Energética para
fortalecer la operación de los Centros Mexicanos de Innovación en Energía
(CEMIE), la Secretaría de Energía, a través del Fondo de Sustentabilidad
Energética, elaboró los Mapas de Ruta Tecnológica (MRT) para distintas
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energías renovables, incluyendo geotermia, energía del océano, solar
fotovoltaica, solar térmica, eólica y bioenergía (FSE, 2018).
Los MRT son una herramienta de soporte en la planeación estratégica que
permiten orientar la definición de proyectos e iniciativas enfocadas a fortalecer y
generar las capacidades tecnológicas necesarias para el desarrollo sustentable
de la industria de energías renovables en México, incluyendo aspectos de
infraestructura, recursos humanos especializados, servicios tecnológicos, entre
otros. Los Mapas presentan una serie de acciones estratégicas y habilitadoras
que se consideran prioritarias para alcanzar la capacidad instalada establecida
con una visión al 2030, así como un conjunto de actividades específicas
propuestas para solventarlas, actores involucrados y plazos estimados para su
ejecución (SENER, 2018).
De acuerdo con estimaciones de la Secretaría de Energía, México cuenta con
un potencial de generación de energía que podría alcanzar los 4.900 TWh por
año proveniente de fuentes renovables incluyendo biomas. Tan solo de biomasa
se estima un potencial de 7 TWh por año, las principales fuentes para la
producción de biogás son los residuos pecuarios y urbanos, según el documento
del Mapa de Ruta Tecnológica del Biogás (Ortiz Gómez, Muñozcano Álvarez,
Santoyo Castelazo, Gasca Álvarez, & Razo Flores, 2017). En el caso particular
de Jalisco, se cuenta con estudios de inventario de materias primas que pueden
ser de utilidad para la producción de biocombustibles (Sandoval Fabian, y otros,
2018) y biogás (Galindo Barboza, Domínguez Araujo, & Salazar Gutiérrez,
2017).
La Red Mexicana de Bioenergía (REMBIO), es una red conformada por
estudiantes, investigadores, empresarios y personas en general interesadas en
el aprovechamiento de la bioenergía, se dedica a la publicación de documentos
y estudios, difusión de información actualizada sobre Bioenergía, desarrollo de
estudios estratégicos en las áreas de interés de la REMBIO, asesoría
especializada para gestión de proyectos y estudios de factibilidad, análisis y
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TRANSPORTE A PARTIR DE RESIDUOS DE BIOMASA”
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evaluación de Políticas Públicas, participación de foros, congresos y seminarios,
organización de congresos y seminarios, incluyendo una reunión nacional así
como . Está constituida como Asociación Civil (REMBIO, 2017).
La Red Temática de Bioenergía (RTB) inició sus actividades en 2014, con una
membresía inicial de 40 miembros. Al final de 2017, esta cifra superaba los 640
entre estudiantes, profesionistas, industriales, académicos y líderes nacionales
en el área, con presencia en 30 entidades federativas. En todo este tiempo, la
RTB ha operado con financiamiento del Consejo Nacional de Ciencia y
Tecnología (CONACYT) de México, recibiendo financiamiento de su Programa
de Redes Temáticas CONACYT. El más reciente refrendo de este apoyo se
aprobó en marzo de 2018, con vigencia hasta noviembre del mismo año, bajo el
liderazgo del Dr. Julio César Sacramento Rivero, de la Universidad Autónoma de
Yucatán (RTB, 2018).
Con respecto a la investigación y desarrollo de recursos humanos relacionados
con la valorización de la materia orgánica con la producción de biogás, a
continuación se listan algunos trabajos procedentes de diferentes instituciones y
enfoques:
• Diseño de un biodigestor para desechos orgánicos de origen vegetal (con
enfoque a la educación científica) (Tavizón Alvarado, 2010).
• Aprendizaje y tecnología. Transferencia y adopción de biodigestores: el
caso de las comunidades de la Sierra de Pénjamo, Guanajuato (Uribe
Morfín, 2014).
• Análisis de la Implementación de Proyectos de Captura y Uso del Biogás
de Rellenos Sanitarios para la Generación de Energía Eléctrica (Pulido
Calderón, 2004).
• Uso de biodigestores en la industria pecuaria (Ávila Velázquez, 2016).
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Normativa nacional en materia de uso de biomasa par a
producción de biogás/biometano
En 2017 el Centro Mexicano de Derecho Ambiental, A.C. (CEMDA) editó la
publicación “Marco jurídico de las energías renovables en México”. En este
reporte se señala que la generación actual de electricidad a partir de biomasa es
de 1.414 GWh/año y que el potencial (probado y probable) es de 2.787 GWh/año,
es decir, el potencial es dos veces más que la cantidad actualmente utilizada.
Hoy en día esta fuente de energía renovable es superada por todas las otras
energías renovables a excepción de la solar que tiene un potencial enorme, que
es aproximadamente 260 veces superior al actual. Esta junto con la energía
geotérmica son las energías renovables más promisorias seguidas por la eólica,
que ya presenta un aprovechamiento significativo actualmente superado
únicamente por la energía hidráulica.
Un instrumento que prevé la LIE (Ley de la Industria Eléctrica, 2014) (SEGOB,
2014), son los Certificados de Energías Limpias (CEL) (CRE, 2017), la SENER
al diversificar las fuentes de energía, debe establecer obligaciones de energía
limpia, para lo cual crea los Certificados de Energías Limpias (CEL) como
instrumentos de mercado que buscan alcanzar mayor generación de energía
eléctrica a partir de fuentes diferentes de los combustibles fósiles.
La Ley define a los CEL como “Título(s) emitido(s) por la CRE que acredita(n) la
producción de un monto determinado de energía eléctrica a partir de Energías
Limpias y que sirve(n) para cumplir los requisitos asociados al consumo de los
Centros de Carga” y mandata de manera expresa que “las reglas de mercado
deberán establecer los procedimientos que permitan realizar transacciones de
compraventa de certificados de energía limpia”.
Algunas de las leyes que es importante contemplar para la valorización del
biogás en México son (Niño, Mendívil, Velasco, & García, 2017):
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Ley de Transición Energética
La Ley de Transición Energética (LTE) tiene como objeto regular el
aprovechamiento sustentable de la energía, así como las obligaciones en
materia de energías limpias y de reducción de emisiones contaminantes de la
industria eléctrica, manteniendo la competitividad de los sectores productivos.
Ley General de Cambio Climático
Esta ley es reglamentaria de la CPEUM en materia de protección al ambiente,
desarrollo sustentable, preservación y restauración del equilibrio ecológico.
Dentro de sus objetivos más importantes, relacionados con el aprovechamiento
de biogás, están:
a Garantizar el derecho a un medio ambiente sano.
b Establecer la concurrencia de facultades de la Federación, estados y
municipios en la elaboración de políticas públicas para la adaptación y la
mitigación de GEI.
c Regular las emisiones de GEI para lograr la estabilización de
concentraciones en la atmósfera de forma que se puedan cumplir con los
compromisos derivados de la Convención Marco de las Naciones Unidas
sobre el Cambio Climático.
d Regular las acciones para la mitigación y la adaptación al cambio climático.
e Promover la transición hacia una economía competitiva, sustentable y de
bajas emisiones de carbono. Ley de Promoción y Desarrollo de los
Bioenergéticos (Cámara De Diputados Del H., 2008).
Fomenta la promoción y desarrollo de los Bioenergéticos con el fin de coadyuvar
a la diversificación energética y el desarrollo sustentable como condiciones que
permiten garantizar el apoyo al campo mexicano y establece las bases para
desarrollar la producción, comercialización y uso eficiente de los Bioenergéticos
y procurar la reducción de emisiones contaminantes a la atmósfera y gases de
efecto de invernadero, entre otros.
“PRODUCCIÓN DE BIOMETANO PARA COMBUSTIBLE DE
TRANSPORTE A PARTIR DE RESIDUOS DE BIOMASA”
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Crea la Comisión de Bioenergéticos, la cual estará integrada por los titulares de
la SAGARPA, SENER, SEMARNAT, la Secretaría de Economía y la Secretaría
de Hacienda y Crédito Público, la cual tendrá entre sus funciones establecer las
bases para la concurrencia de los sectores social y privado en lo relativo a las
cadenas de producción y comercialización de insumos, y a la producción, el
almacenamiento, el transporte, la distribución, la comercialización y el uso
eficiente de Bioenergéticos (Art. 8).
Las Secretarías integrantes de la Comisión de Bioenergéticos, en el ámbito de
sus respectivas competencias, elaborarán e instrumentarán, en su caso, las
acciones para el fomento de la producción sustentable de Insumos (art. 17).
Ley de Desarrollo Rural Sustentable
Sus disposiciones están dirigidas a promover el desarrollo rural sustentable del
país, propiciar un medio ambiente adecuado, en los términos Artículo 4º
Constitucional. Esta Ley determina que para lograr el desarrollo rural sustentable
el Estado, con el concurso de los diversos agentes organizados, impulsará un
proceso que conduzca al mejoramiento sostenido y sustentable de las
condiciones de vida de la población rural, a través del fomento de las actividades
productivas procurando el uso óptimo, la conservación y el mejoramiento de los
recursos naturales.
Se determina que el Gobierno Federal promoverá la Capitalización de las
Actividades Productivas y de Servicios del Sector Rural, para lo cual establecerá
en los Programas Sectoriales correspondientes y el Programa Especial
Concurrente, instrumentos y mecanismos financieros que fomenten la inversión
de los sectores público, privado y social (art. 60). Los apoyos que se otorguen
deberán orientarse, entre otros propósitos, para la adopción de tecnologías
sustentables ahorradoras de energía (art. 71). A través de los programas de
fomento deberá estimular a los productores de bienes y servicios para la
adopción de tecnologías de producción que optimicen el uso del agua y la
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TRANSPORTE A PARTIR DE RESIDUOS DE BIOMASA”
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energía e incrementen la productividad sustentable, a través de los contratos
previstos en esta ley (art.169).
Algunas otras leyes de interés son:
Ley de Planeación, Ley Orgánica de la Administración Pública, Ley de los
Órganos Reguladores Coordinados en Materia Energética, Ley de Inversión
Extranjera, Ley de Asociaciones Público Privadas, Ley General del Equilibrio
Ecológico y la Protección al Ambiente, entre otras.
Debido a que en México se promulgó el día 29 de agosto de 2016 la NOM-016-
CRE-2016, que establece las “Especificaciones de calidad de los petrolíferos”
(SEGOB, 2016), se abre la posibilidad de incorporar biocombustibles en las
gasolinas y eliminar las restricciones que la NOM-016-CRE-2016 impone al uso
de éste biocombustibles particularmente el etanol (LXI Legislatura, 2017). En el
contexto de la democracia energética, en Jalisco se han presentado una serie
de iniciativas que están encaminadas a los precios de los combustibles y otras
medidas que buscan impulsar una democracia energética que estimule, a través
de los bioenergéticos, la creación de empleos, así como el desarrollo. De igual
manera en 2017 se realizó el foro “Democracia Energética: Biocombustibles, un
modelo de economía verde y solidaridad para Jalisco” con mesas de trabajo
donde participan el comité académico y otros especialistas para establecer las
bases del “Plan estatal de transición, soberanía y democracia energética”
(Almeida, 2017).
En 2009 se publicó en el Diario Oficial de la Federación (DOF) el “Programa
especial para el aprovechamiento de energías renovables”, el cual se enfoca en
detallar las políticas públicas que promueven el aprovechamiento de fuentes
renovables de energía y la utilización óptima de las mismas. Estas fuentes
representan una respuesta importante a la demanda de la sociedad de contar
con un modelo sustentable que, además de mitigar los efectos negativos de las
actividades que se tienen en el sector energético, contribuyen a reducir los
riesgos asociados con la volatilidad de precios y diversificar el portafolio
“PRODUCCIÓN DE BIOMETANO PARA COMBUSTIBLE DE
TRANSPORTE A PARTIR DE RESIDUOS DE BIOMASA”
- BIOMETRANS -
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energético. De igual manera, es relevante la contribución de estas fuentes al
desarrollo social en áreas donde la energía convencional es económicamente
inviable. México posee un gran potencial para generar energía a través de
fuentes renovables, donde se resaltan los grandes volúmenes de esquilmos
agrícolas, e importantes cantidades de los desperdicios orgánicos en las
ciudades y en el campo, cuyo destino final debe manejarse de forma sustentable.
En el rubro ambiental, la utilización de energías renovables, además de contribuir
a mejorar la calidad del aire, contribuye a la conservación de los recursos
naturales.
Finalmente, se espera que tenga una importante contribución en materia
económica, ya que el desarrollo de las energías renovables representará la
creación de pequeñas y medianas empresas, la generación de nuevos empleos,
un mayor desarrollo científico y tecnológico, y la posibilidad de generar mayor
intercambio comercial con otros países que están impulsando la utilización de
energías renovables. Es importante resaltar que en el documento no se hace
referencia a los bioenergéticos, excepto el caso de aquéllos que se utilizan en la
generación de electricidad. No obstante, los bioenergéticos son considerados
como una energía renovable por la Ley para el Aprovechamiento de las Energías
Renovables y el Financiamiento de la Transición Energética, y cuentan con un
marco jurídico y programático específicos.
En el documento se indica que la producción de energía eléctrica a partir de
biomasa y biogás representaba en 2008 solamente el 0,86% de la capacidad
instalada y el conjunto de las energías solamente el 3,3%, es decir, desde hace
10 años las energías renovables y en lo partículas la bioenergía tiene una
pequeña contribución a la energía que se genera en México. Sin embargo, con
relación a las otras energías renovables, el coste de capital de referencia para la
generación de energía eléctrica de la biomasa era para el año 2012 de 3.710
dólares, es decir, un coste promedio, con respecto a las otras energías
renovables, que presentaban costes entre 1.915 dólares de 2007 (eólica) y 5.266
(fotovoltaica) (SEGOB, 2009).
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TRANSPORTE A PARTIR DE RESIDUOS DE BIOMASA”
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Con respecto a la compresión del biometano, no existe una normatividad en
específico, sin embargo, la NORMA Oficial Mexicana NOM-013-SECRE-2012,
“Requisitos de seguridad para el diseño, construcción, operación y
mantenimiento de terminales de almacenamiento de gas natural licuado que
incluyen sistemas, equipos e instalaciones de recepción, conducción,
vaporización y entrega de gas natural” puede ser considerada de referencia para
el aprovechamiento del biometano (SEGOB, 2012).
“PRODUCCIÓN DE BIOMETANO PARA COMBUSTIBLE DE
TRANSPORTE A PARTIR DE RESIDUOS DE BIOMASA”
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Producción de biometano para
combustible de transporte a
partir de residuos de biomasa
Anexo IV. Actualización del estado del
conocimiento en aprovechamiento de
biomasa para producción de biogás en Perú
Junio 2018
“PRODUCCIÓN DE BIOMETANO PARA COMBUSTIBLE DE
TRANSPORTE A PARTIR DE RESIDUOS DE BIOMASA”
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Estado del arte de las tecnologías en el país
En Perú, hay un crecimiento sostenido en la instalación de plantas de biogás
para procesar residuos orgánicos y producir biogás y biofertilizantes. La
producción estimada de biogás en 2015 fue de 26.000 Nm3 biogás/día,
equivalente a 13.000 litros petróleo/día. Se tienen instalados 8 biodigestores de
tamaño superior a 1.500 m3, 26 biodigestores con tamaño superior a 100 m3 y
más de 1.000 biodigestores tubulares de 5 a 10 m3 (CIDELSA, 2015).
Son necesarias muchas medidas para difundir la producción de biogás rural en
pequeña escala. La tecnología está bien desarrollada y adecuada para el manejo
de los agricultores, pero hay, sin embargo, una gran cantidad de deficiencias en
el funcionamiento y manejo. Por lo tanto, en primer lugar, se debe hacer un
análisis de las experiencias existentes, así como una mayor investigación sobre
los procesos de digestión con diferentes materiales a diferentes altitudes;
proyectos de demostración, ayuda financiera, asesoramiento y formación a los
agricultores se recomiendan como medidas complementarias (Gruber & Herz,
1996).
Los sistemas de biodigestión en el país se concentran generalmente en
biodigestores tipo laguna o tubulares de una sola cámara, sin embargo, desde el
2014, la Universidad Católica de Santa María cuenta con un sistema modelo
Rotaler de alta eficiencia, con producciones hasta 3 veces más por m3 de
biodigestor (Peña, 2014).
Entre las experiencias exitosas del uso de tecnología de biodigestores en el
Perú, destacan:
La Granja La Calera, ubicada en la provincia de Chincha, Región Ica. Su
actividad principal es la producción de huevos con aproximadamente 4 millones
de gallinas, así como la producción de frutas. Es la primera granja de pollos en
el Perú en introducir el manejo mejorado de excremento a través de
“PRODUCCIÓN DE BIOMETANO PARA COMBUSTIBLE DE
TRANSPORTE A PARTIR DE RESIDUOS DE BIOMASA”
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biodigestores. Tiene instalados 4 digestores de alta tecnología, se espera una
capacidad de producción de 7.000 m3 de biogás al día, el cual es utilizado en
calefacción de pollos bebe y su fábrica de cartón, el biol es utilizado en los
campos agrícolas como fertilizante (Flores, 2011). Bajo el sistema de
biodigestores continuo de La Calera, los tanques digestores se mantienen
permanentemente llenos y se renueva la mezcla en una proporción de un
treintavo por día, con un tiempo de permanencia promedio de 30 días. De los
biodigestores se obtiene una mezcla de materia orgánica descompuesta, la cual
es dispuesta en dos lagunas recubiertas de 5.000 m3 y 8.000 m3 de capacidad
de las que también se recupera biogás (MINAGRI, 2011).
El “Proyecto piloto de producción de biogás a partir de estiércol de cerdo y
mezcla de orina en temperatura ambiente en Ventanilla, Lima, Perú”. Se trabajó
en el Parque Porcino de Ventanilla, que tiene una extensión de 840 hectáreas
con 2.200 agricultores dedicados a la producción porcina. Existe una falta de
servicios en el área (suministro de agua, electricidad o recolección de desechos).
El tratamiento anaeróbico de estiércol de cerdo reemplazaría el vertido y la
incineración actuales, reduciendo la contaminación ambiental y los peligros para
la salud pública, además de proporcionar un fertilizante orgánico y biogás. El
objetivo de la investigación fue estudiar la viabilidad de la digestión anaeróbica
a temperatura ambiente del estiércol de cerdo diluido en orina, por medio de
reactores a escala piloto en el sitio. El objetivo final fue establecer parámetros de
diseño para que se implementen digestores anaeróbicos, ya que era parte de un
proyecto para mejorar las condiciones de vida de agricultores a través de la
incorporación de mejores técnicas de manejo. Los experimentos se llevaron a
cabo en una planta piloto de bajo coste, que consta de tres digestores
anaeróbicos (225 L de volumen total), sin calefacción o agitación, colocado en
un invernadero. La puesta en marcha del proceso de digestión se realizó con
una mezcla de temperatura adaptada, estiércol de cerdo, lodo y rumen fresco, y
mostró un buen rendimiento independientemente de la dilución de estiércol de
“PRODUCCIÓN DE BIOMETANO PARA COMBUSTIBLE DE
TRANSPORTE A PARTIR DE RESIDUOS DE BIOMASA”
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cerdo con agua u orina, que es un parámetro clave debido a la escasez de agua
en el área bajo estudio (Ferrer, Gamiz, Almeida & Ruiz, 2009).
En diciembre del 2009 se publicó el libro “Digestión Anaeróbica aplicada al
aprovechamiento de Residuos Agroindustriales” el cual contiene 4 capítulos que
buscan entregar conocimiento y reportar tecnología en el campo de todo lo que
se había avanzado sobre digestión hasta ese año. Muestra conceptos precisos
sobre la digestión anaeróbica, beneficios a la sociedad y productores, los
sustratos para la producción de biogás y biofertilizantes, sus etapas, factores que
influencian, tipos de biodigestores, componentes y bonos de carbono (Peña &
Salazar, 2009).
En el tercer capítulo, sobre la limpieza del biogás, para la separación del metano
de otros componentes se cita la remoción de vapor de agua mediante un sistema
de presión adsorción, la remoción de sulfuro de hidrógeno (H2S) con óxido de
ferro (Fe2O3) o carbón activado y la remoción de órgano-halogenados y metales
pesados. Este capítulo menciona “El uso del biogás como combustible en
Europa, son: contenido mínimo de metano: 96%, vapor de H2O: <15mg/m3, H2S:
< 100 mg/m3, tamaño de partículas: 40 µm” (Peña & Salazar, 2009).
La Red Nacional de biodigestores fue creada en el marco del Taller
Macrorregional Norte “Biodigestores, Experiencias en su Aplicación e
Investigación en Nuestro País” realizado el 21 y 22 de julio del 2011 en el Centro
de demostración y capacitación de tecnologías apropiadas (CEDECAP) en
Cajamarca, Perú. Con la Visión de ser la organización de referencia en la
investigación, desarrollo, implementación y difusión de biodigestores para
estimular el manejo adecuado de los recursos naturales y promover el bienestar
socioeconómico de zonas rurales de nuestro país (Cotrina, 2011).
La Cooperación holandesa (SNV), a través de su “Proyecto BioSinergia” (2010 -
2012) que ejecuta con Soluciones Prácticas y el Gobierno Regional de San
Martín, promueve la generación de energía eléctrica en comunidades aisladas
de la Amazonía Peruana a partir de biogás generado de residuos agrarios.
“PRODUCCIÓN DE BIOMETANO PARA COMBUSTIBLE DE
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Presenta un sistema de 2 biodigestores de 75 m3 cada uno para la generación
de biogás que se transformará en energía eléctrica (16 kW) para abastecer de
energía a 42 familias. Los biodigestores se alimentarán del estiércol del corral
comunal (60 cabezas), además de residuos de plátano, cacao, entre otros. A
destacar los materiales utilizados y su procedencia: biodigestores de
geomembrana PVC reforzada y proveedores peruanos, pero material importado.
Los generadores a biogás son importados de Alemania. El biogás se utiliza para
la generación de energía eléctrica mediante un sistema de generadores. El biol
se aplica para aumentar la productividad de los cultivos y pastos en la comunidad
(SNV & Soluciones Prácticas, 2012).
El Fundo América, se trata de un fundo privado ubicado en el distrito de Santa
Rita de Siguas en la provincia de Arequipa. Posee un biodigestor de dos cúpulas
de 350 m3 cada una y una laguna de recepción de biol de 350 m3 instalados el
2008. Produce diariamente 350 m3 de gas metano y 14 m3 de biol. Ambas
cúpulas y la laguna secundaria del sistema de recuperación de residuos sólidos
y generación de energía limpia son productos de última tecnología existentes en
el mercado peruano. El Fundo América en convenio con la Universidad de San
Pablo. Ganaron en el 2010, a través de INNOVATE PERÚ del Ministerio de la
Producción, el financiamiento de dos proyectos: “Desarrollo de tecnología para
el aprovechamiento industrial del biogás por trigeneración y por celdas de
combustible en la región Arequipa” y “Desarrollo de tecnología para el
procesamiento eficiente del biogás en la región Arequipa”. El primer proyecto
busca lograr el ahorro del 70% en el consumo de energía del fundo, bajando sus
costes en el pago de este servicio, con lo que se da un uso económico al biogás.
(MINAGRI, 2011) (UCSP, 2012)
El segundo proyecto se deriva de la creación del biodigestor ya en marcha para
dar paso a la purificación del gas obtenido. En este proyecto se desarrolló un
filtro de limaduras de hierro, que permite reducir el contenido de H2S del biogás
a valores menores de 250 ppm (0,025%). Se ha desarrollado un filtro tipo
depurador que permite reducir el contenido de CO2 del biogás a valores menores
“PRODUCCIÓN DE BIOMETANO PARA COMBUSTIBLE DE
TRANSPORTE A PARTIR DE RESIDUOS DE BIOMASA”
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de 5%. El poder calorífico del biogás procesado es de 36 MJ/Nm3. Se desarrolló
un manómetro de baja presión, 2000 milibares para plantas de biodigestión. Se
ha presurizado el biogás filtrado y se han desarrollado los envases para
almacenarlo. Finalmente, se ha elaborado un proyecto para el Mecanismo de
Desarrollo Limpio a nivel de Documento de Diseño del Proyecto (DDP), que
permitirá vender Certificados de Reducción de Emisiones a partir de biogás.
Gracias a este proyecto se preparó una prueba piloto de colocación de
electricidad, producida en generador alimentado por biogás a la red eléctrica. Se
elaboró un documento sobre el uso del biogás como fuente de energía renovable
y un protocolo para seguridad en el manejo y uso del biogás. Se elaboró un
proyecto piloto sobre Mecanismo de Desarrollo Limpio para la reducción de
emisiones de Carbono (Peña & Soldevila, 2012).
Según el informe “Proceso y protocolo para el empleo adecuado del Biogás,
como combustible en caldero industrial y grupo electrógeno” del proyecto
“Mejoramiento del manejo de residuos industriales líquidos en agroindustrias de
la región Arequipa, utilizando tecnología de digestión anaerobia UASB”, cuando
se use el biogás para reemplazar un combustible fósil como petróleo, LPG o gas
natural, el combustible que se utilizaba previamente debe ser identificado y el
consumo promedio de los últimos 3 años reportado. Para operaciones nuevas,
el volumen de combustible que se habría utilizado si no se dispusiera de biogás,
debe ser determinado, basado en el volumen y energía en MJ del biogás utilizado
y el volumen y energía en MJ del combustible reemplazado, según la fórmula:
(Volumen de biogás consumido * kJ/m3) / (Densidad energética del combustible
fósil reemplazado, kJ/m3). Para operaciones donde el biogás es procesado
utilizando removedores (scrubbers) para eliminar el H2S, las concentraciones de
H2S deben ser determinadas cada mes como mínimo, utilizando detectores de
gas apropiados para las concentraciones esperadas (COPEMUR, 2012).
En diciembre del 2012, terminó el proyecto “Mejoramiento del manejo de
residuos industriales líquidos en agroindustrias de la región Arequipa, utilizando
tecnología de digestión anaerobia UASB” donde se experimentó el nivel de
“PRODUCCIÓN DE BIOMETANO PARA COMBUSTIBLE DE
TRANSPORTE A PARTIR DE RESIDUOS DE BIOMASA”
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laboratorio, para lo cual se diseñaron y construyeron tres prototipos
experimentales de reactor UASB, se desarrolló un sistema de automatización de
la planta piloto anaeróbica de tratamiento de agua residual utilizando
instrumentación industrial y control basado en un computador con un sistema de
control y adquisición de datos (SCADA). Se construyó un prototipo experimental
de 10 l/s de capacidad de reactor UASB para validar el manejo y re-uso del agua
proveniente del proceso de pimiento, alcachofa y cebolla de la planta de
COPEMUR. Se ha logrado purificar el biogás eliminando el H2S y el vapor de
agua, para lo cual se ha construido un filtro de una capacidad de filtrado de
15m3/hora (COPEMUR, 2012).
Adicionalmente, en el 2012 se realizó el proyecto de Curso de Complementación
Curricular en la Universidad Católica de Santa María “Ecoeficiencia: Producción
de Bioenergía a través de la tecnología de Biogás” por el Dr. Gonzalo Dávila del
Carpio, a través del cual, futuros profesionales de diferentes áreas, tales como
Ingeniería Biotecnológica, Ingeniería Ambiental, Ingeniería Agronómica,
Ingeniería Industrial, etc. podrán ampliar sus conocimientos en el tema de
generación de energías renovables, mediante la producción de biogás a partir
de residuos orgánicos del sector agrícola, agropecuario y agroindustrial, con un
concepto de Ecoeficiencia.
En el año siguiente se creó el Plan Nacional de Biorreactores - PNB (Acosta,
Martí & González, 2013) que cuenta con 6 componentes que enfocan sus
actividades en desarrollar capacidades locales para generar un sector de
biodigestores en Perú sostenible a medio plazo. Para el desarrollo de todas estas
actividades se han identificado múltiples instituciones que participarán bajo un
esquema de funciones específico.
En el 2016, según el Análisis de la variación de la eficiencia en la producción de
biocombustibles en América Latina (Morelos, 2016), el Perú lidera con eficiencia
igual a 1 en la producción de biodiesel. La metodología utilizada fue el análisis
envolvente de datos (Data Envelopment Analysis - DEA) para la evaluación de
“PRODUCCIÓN DE BIOMETANO PARA COMBUSTIBLE DE
TRANSPORTE A PARTIR DE RESIDUOS DE BIOMASA”
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la toma de decisiones de las unidades productivas según posición en la frontera
de productividad; adicionalmente, en este modelo se utilizó como entrada la
producción anual en toneladas de soya para la fabricación de biodiésel. Esta
máxima eficiencia en el Perú está relacionada con las políticas energéticas
limpias y el aumento de las capacidades técnicas y tecnológicas en la producción
de oleaginosas.
Desde el 2014, en la región de Arequipa, se viene realizando investigación en
biogás de alto rendimiento (3,0 m3 biogás/m3 de digestor) y se trabaja con
diferentes tipos de residuos orgánicos mayormente originados en el área
agrícola de la región (Peña & Salazar, 2014 citado por Reátegui, Peña et al.,
2018). Esta tecnología de producción es utilizada en casi todos los centros
comunitarios altoandinos, principalmente como fuente de calefacción. Y, como
se evidenció anteriormente, se puede encontrar bastante información, guías y
manuales bien desarrollados sobre su implementación doméstica; sin embargo,
poco esfuerzo se ha llevado a cabo para purificar el biometano (Reátegui, Peña
et al., 2018)
Estado del arte de las capacidades de I+DDT+i en el país
La Universidad Católica de Santa María ha instalado, en su sede de Majes, un
biodigestor de segunda generación, con reactor de 30 m3 de capacidad. El
biodigestor está trabajando a plena capacidad, produciendo biogás y
biofertilizantes. En el biodigestor se inyecta aire (4% del espacio de
almacenamiento de biogás del reactor, en volumen) para eliminar el H2S del
biogás. Sin embargo, no se disponía de un filtro para eliminar el vapor de agua.
En el 2017 se trabajó en la Eliminación de vapor de Agua por sistema de filtrado
PSA, para la producción de Biometano, donde se ha diseñado, construido y
evaluado un sistema de filtrado de Adsorción por Oscilación de Presión
(Pressure Swing Adsorption, PSA) para reducir el contenido de vapor de agua
en biogás a valores menores a 1,0% en volumen. Se evaluaron 3 presiones de
“PRODUCCIÓN DE BIOMETANO PARA COMBUSTIBLE DE
TRANSPORTE A PARTIR DE RESIDUOS DE BIOMASA”
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operación (4, 6 y 8 bares). El sistema toma biogás, lo presuriza e introduce por
la parte inferior de un tubo de acero de 0,20 m de diámetro y 0,5 m de altura, en
cuyo interior se encuentra zeolita. El flujo de biogás es controlado a través de
válvulas. El biogás filtrado se retira por la parte superior. Los resultados muestran
que la reducción máxima de contenido de vapor de agua se alcanza con la
presión de 8 bares, logrando un contenido de 2,2% de vapor de agua en volumen
(Peña & Dávila, 2017).
En el proyecto “Determinación de parámetros para la biodigestión anaerobia de
broza de Páprika (Capsicum Annuum)” se utilizó una mezcla de broza de páprika
y estiércol bovino como sustrato variando los parámetros de temperatura en 35,
45 y 50°C y tiempos de retención hidráulico de 7, 10 y 15 días, también se evaluó
el contenido de sólidos totales (ST) de 8, 15 y 20% y el efecto de recircular el
efluente en 10, 30 y 50% como volumen del influente. Se obtuvo una mayor
producción de metano (CH4) a una temperatura de 55°C, con un tiempo de
retención hidráulico de 15 días con 15% de contenido de ST. La variación del
porcentaje del efluente recirculado en el influente no afectó la producción de
metano ni la generación de biogás. (Postigo, Dávila, Medina, Moscoso & Peña,
2017).
En la “Evaluación de 3 presiones y 3 temperaturas en sistema de filtrado por
depuración (Scrubber) de CO2, para la producción de Biometano” se evaluaron
3 presiones de operación (6, 9 y 10 bares) combinadas con tres temperaturas
(10, 15 y 20°C). El sistema toma el biogás, lo presuriza e introduce por la parte
inferior de un tubo de acero de 0,05 m de diámetro y 3 m de altura, en cuyo
interior se encuentran cuatro tubos de PVC de diámetros decrecientes con
perforaciones y separadores que aumentan la superficie de contacto y por ende
la absorción de CO2. El agua se presuriza y alimenta por la parte superior. Los
resultados muestran que sólo la presión de operación de 10 bares y temperatura
15°C, logran reducir el contenido de CO2 a valores menores de 5 % en volumen
(Peña & Dávila, 2017).
“PRODUCCIÓN DE BIOMETANO PARA COMBUSTIBLE DE
TRANSPORTE A PARTIR DE RESIDUOS DE BIOMASA”
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La producción de biometano en el Perú cobra importancia por la gran cantidad
de subproductos orgánicos que pueden ser procesados, reduciendo el uso de
combustibles fósiles. Es por eso que, la Universidad Católica de Santa María en
alianza con Biogás Development & Training Center, New Delhi, India y el Instituto
de Investigación y Desarrollo para el Sur, unieron esfuerzos para la producción
y uso del biometano presurizado como sustituto de combustibles fósiles.
Obteniendo gas con un 85% de metano, CO2 al 9% O2 al 7.2% y SH2 al 1%. Se
probaron varios residuos orgánicos secundarios, que se generan paralelamente
en los sistemas de producción pecuarios, como el estiércol, purines y los
desechos de camales, conforman la biomasa que se puede utilizar
convenientemente en la codigestión (digestión simultánea de dos o más
sustratos) para obtener biogás; disminuyendo el uso de combustibles fósiles y el
consiguiente daño al ambiente. Por otro lado, en el proyecto se logró un sistema
de presurización de biometano a baja y alta presión, el cual fue utilizado para el
funcionamiento de un caldero de la planta lechera, para el quemador de secador
de cochinilla, para el generador de electricidad, un automóvil gol Volkswagen, un
tractor y un motocultivador del fundo La Católica, Majes - Arequipa (Reátegui,
Peña et al., 2018).
Junto al proyecto anterior se elaboraron las siguientes tesis de estudiantes de
pregrado y posgrado de la UCSM:
La tesis de Ponce, M., 2016, estudió la Optimización de Parámetros para la
Generación de Biogás en una planta Tipo HPTC (High Performance
Temperature Controled) de Doble Cámara Hidrolítica a partir de desechos de
camal y estiércol de vacunos en el fundo la Católica de Majes, Arequipa. Se
probaron en lotes tres cosustratos (1, 2 y 3) compuestos por estiércol de ganado
vacuno, sangre del beneficio de bovinos y contenido ruminal en diferentes
porcentajes. Estos fueron sometidos a digestión anaerobia en reactores de 500
ml a temperaturas (39, 45 y 50°C) y tiempos de residencia hidráulica 2, 4 y 6
días, para indagar cuál de ellos produce el mayor volumen de biogás,
encontrando que el S3+TRH6días+T39°C obtuvo 507,10 ml de biogás en
“PRODUCCIÓN DE BIOMETANO PARA COMBUSTIBLE DE
TRANSPORTE A PARTIR DE RESIDUOS DE BIOMASA”
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promedio por cada 500 ml de muestra. Luego este fue escalado
matemáticamente al biodigestor HPTC de 3 m3, donde se obtuvo una
composición máxima de 73,10% CH4, 18% CO2, 4% O2 y 0,14% H2S y un
promedio de 71,25 CH4, 21,75% CO2, 0,175% H2S y una generación media de
5.1983 m3 de biogás/ día. La energía estimada producida es igual a 37.035
kWh/día / m3 CH4 (Ponce, 2016).
Según Salazar, I., (2017), el proyecto tuvo como objetivo determinar el efecto de
la temperatura/presión sobre el desfibrilado en broza de paprika y residuos de
uva, para la producción de biogás en un biodigestor de alta eficiencia. Para ello
se utilizó un pre-tratamiento con un termohidrolizador, determinando el efecto de
la temperatura y presión de termo hidrolisis sobre la desfibrilación de residuos
de poda de uva y paprika, realizando ensayos con temperaturas de 60, 80 y
100°C y 1,0; 2,0 y 3,0 MPa, por un tiempo de 15 minutos, con tres repeticiones
cada una. Obteniendo una diferencia significativa al trabajar con una temperatura
de 100°C tanto para broza de paprika como para broza de uva. Luego, con el
mejor resultado se evaluó un proceso de digestión anaeróbica para cada sustrato
en un sistema de digestor de alta eficiencia, utilizando lodos activados con
temperatura controlada en 35°C, en cámaras metano génicas de 500ml.
Teniendo una producción de metano sobre el 65% más eficiente en broza de
paprika que en broza de uva, no existiendo diferencia significativa en broza de
uva referente a broza no termo hidrolizada. Finalmente, a partir de la biomasa
vegetal se puede obtener energía utilizando sistemas anaerobios de alta
eficiencia. Sin embargo, pese que el material lignocelulósico es uno de los más
abundantes (en Arequipa se dispone de aproximadamente 1600.000 t/año), su
utilidad es aún limitada debido a la falta de tecnología para degradar la fracción
recalcitrante de la biomasa, como es el caso de la lignina responsable del soporte
estructural y la impermeabilidad de las plantas que es altamente resistente a la
degradación química y biológica. Esta investigación buscó probar el efecto de la
termohidrólisis para poder tratar residuos lignocelulósicos como una alternativa
para su uso.
“PRODUCCIÓN DE BIOMETANO PARA COMBUSTIBLE DE
TRANSPORTE A PARTIR DE RESIDUOS DE BIOMASA”
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La tesis de maestría de Quispe, J. (2017), “Evaluación de los impactos
socioeconómicos del uso de biogás presurizado producido en el biodigestor de
alta eficiencia de la UCSM, en la irrigación el Pedregal Majes” se desarrolla en
la zona de El Pedregal en la región Arequipa, el cual identifica los impactos
socioeconómicos de la zona frente a la presurización del biometano. Debido a
que en el fundo de la Universidad Católica de Santa María ya se produce biogás,
y el siguiente paso es su respectivo envasado y una comercialización adecuada
o venta, esto ayudaría a sostener una mejor economía en dicha población cuyos
beneficiarios directos serían los pobladores de la zona (agricultores
productores), para mejorar niveles de vida y reducción de la contaminación
ambiental con la utilización de residuos fósiles y algunos otros residuos que se
desechan en la zona de estudio. A su vez, forma parte complementaria del
proyecto PNIA, dando fe que el proyecto sí es viable ya que reúne los principios
de sostenibilidad como son económico, social y ambiental, y se pretende dar a
conocer información que un proyecto que tiene como objetivo continuar
desarrollando investigación para el fortalecimiento y desarrollo de comunidades
poco involucrada en estudios de impactos socioeconómico y ambiental.
Se mencionan también otras tesis aun no defenfias, pero igual de importantes
para el desarrollo de esta investigación. “Monitoreo, evaluación y control de las
variables asociadas a biometano presurizado a fin de lograr su uso óptimo en un
motor de combustión interna” que tiene como objetivo principal el diseño de un
controlador para un sistema que permita al motor de combustión interna ciclo
Otto trabajar de forma óptima en gasolina como en el combustible alternativo
biometano (Córdova, 2017). Esta tesis reconoce dos partes importantes (la
planta de presurización a 200 bar y evaluación del uso en MCI) que están muy
ligadas en el proceso de producción y uso del biometano en el sector agrícola,
siendo este su foco principal referente al desarrollo de conocimiento, por lo cual
se identificó en el Perú que no está muy desarrollado el uso de este tipo de
tecnologías, ya que su uso solo se basa en la producción de biogás para un uso
muy escaso de recursos (Apaza, 2017).
“PRODUCCIÓN DE BIOMETANO PARA COMBUSTIBLE DE
TRANSPORTE A PARTIR DE RESIDUOS DE BIOMASA”
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Normativa nacional en materia de uso de biomasa par a
producción de biogás/biometano
En el 2017, se aprobó la “Norma técnica de Producción y Almacenamiento de
Biometano Presurizado”, elaborada por el Comité Técnico de la Universidad
Católica de Santa María en virtud de la Obtención de Biometano a partir de
Biogás en cumplimiento a Rues or Development and Approval of Peruvian
Standards 2008-12-23, 3ª Edición Resolución Nro. 048-2008/CNB-INDECOPI,
publicado por El Peruano en 2009-01-31. Se establece las disposiciones que
deben cumplirse para la elaboración y de la Norma Técnica Peruana. Dicha
Norma técnica tiene por objetivo presentar las actividades y análisis realizados
para cumplir con los contenidos necesarios en la producción y uso de Biometano,
que son (Guillén, 2017):
a Análisis del marco normativo regulatorio y otros relacionados al desarrollo de
proyectos de biometano y con las actividades propias de la seguridad.
b Determinar las “Especificaciones Técnicas” que establecen los criterios de
producción, operación y mantenimiento, así como los criterios de seguridad
para la producción y sus sistemas de aprovechamiento energético.
c Identificar las características técnicas particulares del biometano y su
tecnología, en relación con:
i Las características técnicas claves a regular técnicamente y por riesgo.
ii Los aspectos técnicos a considerar en un marco regulatorio de la
presurización y embazado del biometano.
iii Realizar una propuesta de norma técnica y de seguridad para
instalaciones de biometano considerando las etapas de producción de
biometano y su uso final.
d Identificar las características técnicas particulares del biometano y su
tecnología, en relación con:
i Características técnicas claves a regular técnicamente y por riesgo.
“PRODUCCIÓN DE BIOMETANO PARA COMBUSTIBLE DE
TRANSPORTE A PARTIR DE RESIDUOS DE BIOMASA”
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ii Aspectos técnicos a considerar en un marco regulatorio relativo a
proyectos de biometano.
e Realizar un levantamiento y análisis comparativo de la normativa extranjera.
f Realizar una propuesta de norma técnica y de seguridad para instalaciones
de biometano considerando las etapas de producción de biometano y su uso
final.
“PRODUCCIÓN DE BIOMETANO PARA COMBUSTIBLE DE
TRANSPORTE A PARTIR DE RESIDUOS DE BIOMASA”
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“PRODUCCIÓN DE BIOMETANO PARA COMBUSTIBLE DE
TRANSPORTE A PARTIR DE RESIDUOS DE BIOMASA”
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Producción de biometano para
combustible de transporte a
partir de residuos de biomasa
Anexo V. Actualización del estado del
conocimiento en aprovechamiento de
biomasa para producción de biogás en
Uruguay
Junio 2018
“PRODUCCIÓN DE BIOMETANO PARA COMBUSTIBLE DE
TRANSPORTE A PARTIR DE RESIDUOS DE BIOMASA”
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1
Estado del arte de las tecnologías en el país
Las primeras experiencias de generación de biogás en Uruguay datan de la
década de 1980 y se trata de experiencias familiares aisladas sin perfil comercial,
en la mayoría de los casos asociadas a tambos.
El primer emprendimiento tecnológico de generación de biogás tuvo lugar en el
Departamento de Maldonado a fines de la década de los 90, y tuvo como
objetivos el aprovechamiento energético y la reducción de emisiones por
tratamiento de residuos urbanos.
Además de la de Maldonado, en Uruguay hay otras dos plantas productoras de
biogás a partir de residuos, la de Montevideo y la de Florida. A estas se suman
proyectos más recientes en las que se utilizaron como materia prima residuos de
tambo (Estancias del Lago) o efluentes industriales (Lanas Trinidad).
El emprendimiento en el departamento de Maldonado comenzó en el año 1997
como un proyecto de recuperación y utilización energética del biogás generado
en el relleno sanitario (RS) de la localidad de Las Rosas. El RS se encontraba
contiguo a un vertedero operado desde 1989 y también resultó aprovechable
desde el punto de vista de la generación de biogás ya que, además de un sistema
de escurrimiento y tratamiento del lixiviado generado, se había tenido en cuenta
la realización de coberturas periódicas con arcilla. Al momento de los estudios
de factibilidad de la obra, el vertedero contaba con 300.000 t de residuos con un
contenido de materia orgánica estimado en 60 %. El relleno sanitario fue
diseñado con tres módulos, cada uno con dos celdas de 12.000 m3 y que
operarían por períodos de tres años en forma consecutiva. El relleno de la
primera celda se completó en 1999 recibiendo en total 80.000 t de basura. A
diferencia de la situación del vertedero, en los rellenos sanitarios se empleó
tapada diaria con film plástico para evitar la pérdida de gas al ambiente y el
contacto del aire con los residuos (Figura 1). En este momento el relleno sanitario
de Las Rosas se encuentra produciendo 1.500 MWh de energía al año con una
“PRODUCCIÓN DE BIOMETANO PARA COMBUSTIBLE DE
TRANSPORTE A PARTIR DE RESIDUOS DE BIOMASA”
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potencia instalada nominal de 1 MW, el biogás alimenta los motores de 0,5 MW
12 cilindros (Figura 2) por succión mediante soplantes (Figura 3). Una antorcha
se emplea para quemar el biogás en los casos de paro de la planta para
mantenimiento (Figura 4).
Figura 1. Vertedero de residuos urbanos de Las Rosas.
Figura 2. Generadores de 0,5 MW de la planta de producción de energía a partir de
biogás de Las Rosas.
“PRODUCCIÓN DE BIOMETANO PARA COMBUSTIBLE DE
TRANSPORTE A PARTIR DE RESIDUOS DE BIOMASA”
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Figura 3. Succión mediante soplantes (Las Rosas).
Figura 4. Antorcha de la Planta de Las Rosas.
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En el caso de Montevideo, gran parte de los residuos urbanos son tratados en la
Planta de Captura de Biogás de la Intendencia. El sistema de tratamiento consta
de un vertedero provisto de un sistema de canalización de pluviales y tapada con
arcilla compactada y cobertura vegetal, 59 pozos de captación de biogás que es
conducido a la planta a través de una red de tuberías y de un sistema de drenaje
y bombeo que conduce los lixiviados a una instalación en la que se procede a su
tratamiento. El biogás generado es quemado en una antorcha (Figura 5). Los
indicadores de funcionamiento de la planta presentados en 2015 muestran que
la planta tiene una capacidad de captura de 50.000 t equivalentes de CO2 al año.
Figura 5. Vista de la Planta de captura y quema controlada de biogás en el Sitio de
Disposición Final de Residuos de la Intendencia de Montevideo,
En Florida se emplea la tecnología de encapsulado de los residuos en bolsas de
polipropileno recubierto con polímeros. La planta tiene una capacidad de
procesamiento de 80 t de residuos por turno de trabajo y se estima que su
producción es de 180.000 m3 de biogás por mes y entre 220.000 a 240.000 litros
anuales de lixiviado. El biogás producido es evacuado a través de chimeneas,
pero no es aprovechado (Intendencia de Florida, 2018).
“PRODUCCIÓN DE BIOMETANO PARA COMBUSTIBLE DE
TRANSPORTE A PARTIR DE RESIDUOS DE BIOMASA”
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Una experiencia de aprovechamiento de efluentes industriales para la obtención
de biogás es el caso de la empresa Lanas Trinidad, en el departamento de
Flores. Se trata de un lavadero y peinaduría de lanas que transformaron su
laguna anaerobia en un biodigestor con el objetivo de generar energía eléctrica
con el biogás producido. El biodigestor es del tipo de cubierta inflable y fue
provisto de dispositivos de seguridad, bocas de inspección, purga, tubería de
captación y conducción del biogás hacia la planta generadora de energía
eléctrica (Figura 6). Esta planta cuenta con motogeneradores de 12 cilindros con
una potencia eléctrica de salida total de 366 KW. Se estima que la captura de
metano es de 2.000 m3 por día.
Figura 6. Planta generadora de energía eléctrica de la empresa Lanas Trinidad.
Otro emprendimiento de gran importancia es el del Megatambo Estancias del
Lago. En este tambo se instaló una planta de biogás (Figura 7) cuya producción
estimada es de 30.000 m3 de biogás por día y se encuentra asociada a una
planta de generación eléctrica de 3 MW que funciona tanto con biogás o
biocombustible.
“PRODUCCIÓN DE BIOMETANO PARA COMBUSTIBLE DE
TRANSPORTE A PARTIR DE RESIDUOS DE BIOMASA”
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Figura 7. Biodigestores para producción de biogás en Estancias del Lago.
Existen también otras experiencias asociadas al sector lechero. En particular,
algunas asociaciones en los departamentos de Rocha, Canelones y San José,
asociadas a ONG Creciendo con apoyo del estado (MGAP) y el surgimiento de
emprendimientos como la empresa NETUM, que se dedica al diseño, la
implementación, evaluación y seguimiento de sistemas de tratamiento y
valorización de residuos.
Estado del arte de las capacidades de I+DDT+i en el país
Entre las entidades que han desarrollado proyectos de investigación en relación
a biogás se encuentran las Facultades de Química, Ciencias e Ingeniería de la
Universidad de la República, el Instituto de Investigaciones Biológicas Clemente
Estable (Ministerio de Educación y Cultura) y el Ministerio de Industria, Energía
y Minería.
En la Facultad de Química, en el Área Fisicoquímica y en el Instituto Polo
Tecnológico de Pando en el marco de las líneas a cargo del Dr. Nestor Tancredi
y del Dr. Alejandro Amaya se han realizado diferentes desarrollos de materiales
carbonosos para la separación de metano/dióxido de carbono. Entre estos se
destacan gránulos de carbón activado/alquitrán (Amaya, 2011) y fibras de carbón
activado a partir de lana (Pina et al., 2018). En la misma Facultad, el grupo de
investigación microbiológica liderado por la Dra. Lucía Muxi, en el marco del
proyecto financiado por OEA Tratamiento anaerobio de efluentes industriales,
“PRODUCCIÓN DE BIOMETANO PARA COMBUSTIBLE DE
TRANSPORTE A PARTIR DE RESIDUOS DE BIOMASA”
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logró la patente del microorganismo Anaerobaculum mobile sp., capaz de
generar gases con alta proporción en CH4 (Muxí y Menes, 2001; 2002).
En la Facultad de Ingeniería, el grupo liderado por los Dres. Iván López y Liliana
Borzacconi han trabajado en múltiples proyectos vinculados al diseño de
reactores anaerobios con énfasis en la producción de biogás (López, 2016;
Lopez, Passeggi y Borzacconi, 2015; 2014, 2011a; 2011b; 2010).
En el Instituto Clemente Estable, la Dra. Claudia Etchebehere estudió el
comportamiento de microorganismos en la producción de biogás (Pycke et al.,
2011).
Hasta el momento la única iniciativa sobre generación y aprovechamiento de
biogás con participación del gobierno fue un proyecto piloto realizado en el marco
del proyecto BIOVALOR, cofinanciado por GEF (Global Environment Found) que
tuvo participación de los Ministerios de Industria, Energía y Minería, de Vivienda,
Ordenamiento Territorial y Medio Ambiente y de Ganadería, Agricultura y Pesca
e implementado por ONUDI (AD Solutions, 2016).
Normativa nacional en materia de uso de biomasa par a
producción de biogás/biometano
El desarrollo de una legislación sobre empleo de biogás y biometano en Uruguay
se encuentra en una etapa muy temprana.
Las principales disposiciones vinculadas al tema tienen que ver con el incentivo
de la protección ambiental, con adaptaciones del marco regulatorio en materia
de empleo de gas natural y con la reglamentación de la Administración Nacional
de Usinas y Transmisiones Eléctricas (UTE) para la venta al ente de excedentes
energéticos generados por particulares.
Entre las disposiciones de incentivo de protección ambiental, DINAMA establece
que todos los tambos con más de 500 vacas deben presentar una solicitud de
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manejo ambiental, y todos los tambos con menos de esa cifra de ganado deben
manejar el sistema de efluentes asociados a los planes de uso y manejo de
suelos y fertilización, que se lleva adelante coordinadamente entre el MGAP y la
DINAMA. Esta disposición puede considerarse como un incentivo para la
producción de biogás ya que es una excelente forma de transformar un residuo
en un subproducto que contribuya a la sustentabilidad de los establecimientos
agropecuarios.
Para poder integrar el uso del biometano como gas combustible dentro del marco
normativo uruguayo, se requiere una adaptación de las especificaciones de la
calidad del gas natural postuladas en el Decreto 78/999. De acuerdo con este, el
biometano es un hidrocarburo con una pureza entre 95% y 99% en metano y los
procesos de purificación de biogás pueden ser diseñados para lograr que estas
especificaciones se cumplan hasta cierto nivel. La adaptación a las
especificaciones de calidad es la clave principal para adoptar el marco
regulatorio del GN para el uso del biometano. En la Tabla 1 (AD Solutions, 2016)
se muestra los requisitos del decreto para el gas natural y las posibilidades de
que estos puedan cumplirse con biometano obtenido por purificación de biogás.
Tabla 1. Requisitos del Decreto 78/999 para GN y posibilidades de ser cumplidos por
biometano obtenido a partir de biogás (AD Solutions, 2016).
Los retos más importantes para la purificación del biometano con el fin de cumplir
esos requisitos son el contenido de H2S y el contenido de CO2, donde se requiere
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un cambio a cantidades inferiores o iguales a 5 mg/m³ para el H2S y a porcentajes
en volumen inferiores o iguales a 5 % para CO2.
En cuanto a la posibilidad de que empresas privadas (microgeneradores) puedan
verter excedentes de energía generados a la red, de acuerdo con el decreto
173/010 del Poder Ejecutivo, los microgeneradores podrán intercambiar energía
en forma bidireccional con la red de distribución. Este decreto tiene una validez
establecida de 10 años y, considerando el cambio en la matriz energética
uruguaya se estudian modificaciones al mismo (UTE, 2010).
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