Biomethanne injection on the natural gas grid from the

INYECCION EN LA RED GASISTA DE BIOMETANO
PROCEDENTE DE LA DIGESTION ANAEROBIA DE
RESIDUOS DOMESTICOS
AYUNTAMIENTO DE MADRID
PARQUE TECNOLÓGICO DE VALDEMINGÓMEZ
WORKSHOP INTEENACIONAL BIOGAS – BIOMETANO
SEDIGAS-OFICINA ESPAÑOLA
CAMBIO CLIMATICO (MAGRAMA)
14 de Abril de 2015 MADRID,
Miryam Sánchez
Directora General del Parque Tecnológico de Valdemingómez
Ayuntamiento de Madrid
www.munimadrid.es
DIRECCION GENERAL
PARQUE TECNOLOGICO
VALDEMINGOMEZ
OBJETIVOS DE LA POLITICA ENERGETICA Y AMBIENTAL
DEL AYUNTAMIENTO DE MADRID
•
•
•
•
•
REDUCCION DE EMISION DE GEI´s
PROMOCIÓN Y FOMENTO DEL AHORRO Y LA EFICIENCIA ENERGÉTICA
PRODUCCION Y USO DE ENERGÍAS RENOVABLES
REDUCCION DE LA DEPENDENCIA ENERGÉTICA EXTERIOR
REALIZAR UNA GESTION SOSTENIBLE DE LOS RESIDUOS
DIRECCION GENERAL
PARQUE TECNOLOGICO
VALDEMINGOMEZ
POTENCIALIDAD DEL SECTOR RESIDUOS
•EL SECTOR DE LOS RESIDUOS SE ESTIIMA , CON BASTANTE
INCERTIDUMBRE , QUE ES UNA FUENTE RELATIVAMENTE PEQUEÑA DE
EMISIONES DE GASES DE EFECTO INVERNADERO (GEI) . ALREDEDOR DE
UN 5 % DE LAS EMISIONES ANTROPOGÉNICAS EN 2005).
•PUEDE LLEGAR A A SER UN CONTRIBUYENTE IMPORTANTE EN LA
REDUCCIÓN DE EMISIONES DE GEI.
•LA CONTRIBUCIÓN DE LA GESTIÓN DE RESIDUOS MUNICIPALES EN
ESPAÑA A LA MITIGACIÓN DE GEI PODRÍA LLEGAR A SUPERAR LOS 20 M Tn
CO2EQ/AÑO.
DIRECCION GENERAL
PARQUE TECNOLOGICO
VALDEMINGOMEZ
¿QUE ES EL PARQUE TECNOLOGICO DE VALDEMINGOMEZ?
• Es el complejo de instalaciones de tratamiento y eliminación de
residuos del Ayuntamiento de Madrid
• Está compuesto por:
– 3 plantas de clasificación de envases y materiales reciclables
– 2 plantas de compostaje
– 1 vertedero sellado y en desgasificación con generación energía
eléctrica
– 1 vertedero activo en desgasificación
– 1 planta de valorización energética (incineración con producción
eléctrica)
– 1 horno de animales muertos
– 2 plantas de biometanización
– 1 planta de tratamiento de biogás y producción de biometano
Selección materiales
Compostaje
Selección materiales
Compostaje
La Paloma
La Paloma
Las Dehesas
Las Dehesas
Selección materiales Las
Lomas
M.ORGANICA
CDR
Biometanización La
Paloma
CDR
M.ORGANICA
CDR
Planta
Incineración Las
Lomas
Biometanización Las
Dehesas
Vertedero Las
Dehesas
Subestación Las
Lomas
M.ORGANICA
BIOGAS
Planta
Tratamiento
Biogás
La Galiana (Desgasificación
Antigüo Vertedero y
Generación eléctrica)
Vertedero
LaGaliana
Subestación La
Galiana
DIRECCION GENERAL
PARQUE TECNOLOGICO
VALDEMINGOMEZ
PARQUE TECNOLOGICO DE VALDEMINGOMEZ
Instalaciones energéticas:
DESGASIFICACIÓN del antiguo y nuevo
Vertedero de
Valdemingómez
Planta de La Galiana (combustión del biogás en
motores – cogeneración)
BIOMETANIZACIÓN de la fracción orgánica
del residuo
2 Plantas de Biometanización de las Dehesas y
La Paloma
VALORIZACIÓN ENERGÉTICA de los
rechazos
Planta de valorización energética Las Lomas
(combustión en lecho fluidizado)
FLUJO DE RESIDUOS HASTA BIOMETANO
DIRECCION GENERAL
PARQUE TECNOLOGICO
VALDEMINGOMEZ
DIGESTO A COMPOSTAJE
BIOMETANIZACIÓN
PROCESO DE
SEPARACIÓN DE
RESIDUO ORGANICO
Digestión
anaerobia
LA PALOMA
LAS DEHESAS
Biogas
PLANTA DE TRATAMIENTO DE
BIOGÁS
MATERIA
ORGÁNICA
Pre-tratamiento
BIO LAS DEHESAS
LAS LOMAS
BIO LA PALOMA
INYECCIÓN EN LA RED DE ENAGAS
FUTURA GENERACIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA
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PARQUE TECNOLOGICO
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¿EN QUE CONSISTE EL PROYETO DE BIOMETANIZACIÓN?
• Inversión: 79 millones € (34 millones fueron cofinanciados por la UE)
• Digestión anaerobia (sin oxígeno) de la materia biodegradable de los residuos
domésticos en digestores. Controlando presión, humedad y temperatura se
consigue acelerar el proceso natural de fermentación controlando las
poblaciones bacterianas responsables.
• Complejo de biometanización con 2 módulos
• Nº digestores: 9 de 3500 m3 (diámetro interior 16,5 m y altura de 22 m.)
• Tipo de Biometanización: vía seca
• Dilución 30% MS + 70% Agua
• Mesófila (35-38º)
• Monoetapa
• TRH medio: 21 días
• Agitación: neumática
• 400 inyectores en la base del digestor
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PLANTA DE BIOMETANIZACION DE LAS DEHESAS
DIRECCION GENERAL
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PLANTA DE BIOMETANIZACION DE LA PALOMA
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ESQUEMA BASICO DE FUNCIONAMIENTO DE LA PLANTA DE BIOMETANO
RED ENAGAS
Bio La Paloma
3457 m3h
PLANTA
BIOMETANO
LF= 2 x 2000 m3h
2 Líneas de lavado
simultaneo
Compresor
LAVADO
Bio Las Dehesas
La Galiana
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PLANTA DE PRODUCCION DE BIOMETANO DE RESIDUOS
•
OBJETIVO:
TRANSFORMAR EL GAS GENERADO EN EL PROCESO
DE DIGESTION ANAEROBIA EN UN PRODUCTO CON
LAS MISMAS CUALIDADES QUE EL GAS NATURAL
•
TRATAMIENTO APLICADO:
– DESULFURACIÓN Y CONCENTRACION DEL
METANO
– COMPRESION DEL BIOGAS PARA ALMENTAR
LA RED DE TRANSPORTE DE GAS NATURAS
PROCESO TRATAMIENTO BIOGAS
CAPACIDAD: 4.000 Nm3/hora
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PLANTA DE PRODUCCION DE BIOMETANO DE RESIDUOS
•Biogas (6-9 bars) es lavado con
agua en el tanque scrubber para
liberar CO2, H2S
•CH4 atrapado en el agua es
capturado en Flash tank y
conducido a cabecera de proceso
•El agua es limpiada por aire en
Stripper Tank
•Sistema de compresión: comprime el biogás a una presión adecuada para el tratamiento. Consiste en un
separador de entrada para eliminar la humedad libre en el biogás, dos compresores acoplados en serie a un motor
eléctrico y dos intercambiadores de calor enfriados con agua para el enfriamiento intermedio y posterior de la
compresión.
•Sistema de mejora de gas: consiste en una torre de lavado o “scrubber” para el lavado con agua (absorción de
CO2 y otros gases solubles en agua), un depósito “flash” para la recuperación de gas y una torre de “stripping” para
la regeneración del agua de proceso.
•Sistema de secado: secador de adsorción con variación de la presión y de la temperatura (PSA/TSA, Pressure
Swing Adsorption/Temperature Swing Adsorption), que seca el gas tratado después de la torre de lavado de gases y
retira otras impurezas preparándolo adecuadamente para usarlo como combustible de vehículos.
.
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ESQUEMA FUNCIONAMIENTOPLANTA DE PRODUCCION DE
BIOMETANO DE RESIDUOS
DIRECCION GENERAL
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PLANTA DE PRODUCCION DE BIOMETANO DE RESIDUOS
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RESULTADO DEL ENRIQUECIMIENTO DEL BIOGAS
biogas
biogás
biometano
UPGRADING
96,49 % de CH4
60 % de CH4
1,74 % de CO2
42 % de CO2
0,0024 % de H2S
0,25 % de H2S
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PARQUE TECNOLOGICO
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CALIDAD DEL GAS NATURAL VS BIOMETANO EN ESPAÑA
Tabla 3. Especificaciones de calidad del gas introducido
Propiedad (*)
Unidad
Mínimo
Índice de Wobbe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
kWh/m3
13,403
PCS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
kWh/m3
10,26
Densidad relativa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
0,555
0,700
S Total . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
mg/m3
–
H2S + COS (como S) . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
mg/m3
–
RSH (como S) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
mg/m3
–
O2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
mol %
–
CO2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
mol %
–
H2O (Punto de rocío) . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
ºC a 70 bar (a) –
HC (Punto de rocío) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
ºC a 1-70 bar (a) –+ 5
Polvo/Partículas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
–Técnicamente puro
Tabla 4 Especificaciones
en el Sistema Gasista
en el Sistema Gasista
Máximo
16,058
13,26
50
15
17
0,01
2,5
+2
de calidad del gas procedente de fuentes no convencionales introducido
Propiedad (*)
Unidad
Mínimo
Máximo
Metano (CH4) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
mol %
95
–
CO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
mol %
–
2
H2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
mol %
–
5
Compuestos Halogenados:
– Flúor/Cloro . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
mg/m3
–
10/1
Amoníaco . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
mg/m3
–
3
Mercurio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
μg/m3
–
1
Siloxanos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
mg/m3
–
10
Benceno, Tolueno, Xileno (BTX) . . . . . . . . . .
mg/m3
–
500
Microorganismos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
–
Técnicamente puro
Polvo/Partículas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
–
Técnicamente puro
En el caso del biogás, se aceptará la inyección de biogás en la red con un contenido de O2 hasta el 0,3 mol % siempre que concurran simultáneamente las
siguientes circunstancias en el punto de inyección:
1. El contenido en CO2 no deberá superar en ningún momento el 2 mol %.
2. El punto de rocío de agua no deberá superar en ningún momento los menos ocho grados centígrados (– 8 ºC).
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PLANTA DE PRODUCCION DE BIOMETANO DE RESIDUOS
RESULTADOS
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TASA DE GENERACIÓN DE BIOGÁS m3/tn digerida
EVOLUCION PRODUCION ANUAL DE BIOMETANO
7.000.000
6.000.000
Nm3
5.000.000
6.049.818
4.000.000
3.000.000
2.000.000
1.000.000
0 0
2009
1.081.748
0
2010
0
2011
2012
años
1.852.326
2013
2014
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PARQUE TECNOLOGICO
VALDEMINGOMEZ
BENEFICIOS DE LA INYECCIÓN PARA LA CIUDAD DE MADRID
En 2014 el biometano inyectado en la red fue equivalente a la
energía necesaria para 190 autobuses de la EMT
En 2014 el biometano inyectado fue equivalente a la energía
eléctrica consumida por 10.400 casas
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PARQUE TECNOLOGICO
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PROYECTO PIONERO DE LA CIUDAD DE MADRID
• Es uno de los complejos de biometanización mayor de
Europa
• Se introduce por primera vez en España un biocombustible
(biometano de biometanización) en la red gasística de gas
natural
• Se produce en continuo biogás de los residuos
• Cada año dejan de emitirse más de 300.000 Toneladas de
CO2 equivalente procedente de la materia orgánica de los
residuos
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PARQUE TECNOLOGICO
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RETOS BIOMETANO EN UNION EUROPEA
•
Armonización métodos análisis biogás (2011-2013)
•
Armonización de los parámetros de calidad del biogás para el uso del
biometano en transporte e inyección en red (2014-2015)
•
Objetivo de la Directiva europea 2009/28/CE sobre la promoción del
uso de fuentes de energía renovable. En esta directiva se establece
que el biogás es un biocombustible gaseoso y en su artículo 16 obliga
a los estados miembros a asegurar que este combustible no sea
discriminado económicamente frente al gas natural convencional , a
facilitar la integración del biogás en las redes gasistas existentes y
que los operadores de las redes de distribución de gas publiquen las
regulaciones necesarias sobre la calidad, desodorización y presión
que debe cumplir este nuevo biocombustible.