22 noviembre 2008

Ha llegado la hora de aprovechar la basura

Siempre se venía hablando de ello, pero no ha sido hasta tiempos muy recientes cuando la tecnología ha estado lo suficientemente avanzada como para extraer recursos de forma rentable de la basura. Bueno, “rentable” es un término muy ambiguo, digamos más bien que “puede resultar rentable”. ¿Pero cuándo y bajo qué condiciones? Vamos a estudiar algunos factores que nos ayuden a estudiar la viabilidad de un proyecto de transformación de la basura en energía. Ya hemos hablado en un par de artículos de este tema (Ver Viabilidad de los proyectos de obtención de energía a partir de residuos, y Cómo se consigue producir energía a partir de la biomasa). Pero es una cuestión candente, y sin duda seguiremos profundizando en ella. Utilizamos como referencia un artículo. “Starting out in waste-to-energy” en el último número de la revista Waste Management World, pero tantearemos también la riqueza que desde technorati podemos encontrar en lo último que en la blogosfera se ha escrito sobre tan interesante cuestión. Y como siempre, sin marcarnos pautas, a buscar, y a investigar. Lo más actual Lo más novedoso que hemos encontrado, ha sido el artículo “Denver Landfill Electrifies Waste, Powers 3000 homes”, que el día 13 de este mes publicó el magnífico Blog CleanTechnica, y cuya fotografía también ilustra este artículo. Se trata de uno de los muchos proyectos que se vienen poniendo en marcha en varios países avanzados para recuperar el metano de los vertederos. La nueva planta, se ubica en “Denver Arapahoe Disposal”, unas instalaciones que reciben 12.000 toneladas de residuos al día, o aproximadamente 3,7 millones de toneladas al año. Esta planta tendrá una vida útil de unos veinte años, y generará energía para satisfacer las necesidades de unos 3.000 hogares norteamericanos. La tecnología para producir energía a partir del metano ha estado disponible desde hace tres décadas, pero ahora está ocurriendo un fenómeno interesante del que iremos hablando en otras tecnologías. Los desarrollos iniciales sólo hacían viable este tipo de instalaciones en grandes plantas de tratamiento de residuos sólidos urbanos. Sin embargo, los avances de la tecnología han conseguido generadores cada vez más pequeños, y más flexibles. Este hecho es sumamente importante porque conforme pasan los años esta tecnología es rentable a escalas cada vez menores. Las posibilidades de este negocio Lo primero que es conveniente decir respecto a la recuperación de metano es que se trata de una actividad beneficiosa en todas sus facetas, ya que sirve para luchar contra el smog y contra el calentamiento global. También sirve para que disminuyan los problemas de salud en las áreas próximas a los vertederos, por lo que tendremos a la población de nuestra parte, que no es poco. Los artículos más rigurosos sobre la tecnología de aprovechamiento del metano de las plantas de R.S.U. son sin duda los de la Environmental Protection Agency. Resumiendo un poco, diríamos que en U.S.A. los vertederos son la segunda fuente de generación de metano de los Estados Unidos, con un alcance total del 22,5 %. El metano, 20 veces más poderoso que el CO2, y 150 veces más abundante ahora que en el pasado reciente (1750) es por tanto una prioridad máxima dentro de las políticas de reducción de los gases de efecto invernadero. En Estados Unidos, en particular, Landfill gas energy (LFGE) projects es una política prioritaria desde 1994, donde se alienta el desarrollo de pequeñas iniciativas destinadas a reducir las emisiones de metano. Esta cuestión debe ser tenida en cuenta por los planificadores de proyectos en otras regiones geográficas, pues como es de esperar este tipo de iniciativas son susceptibles de obtener financiación por los Organismos Internacionales. Dado que el metano contribuye mucho más al calentamiento global que el CO2, los proyectos de captura de metano en los lugares donde se genera por la actividad humana son muy bien vistos por las administraciones públicas, especialmente las municipales. Los residuos sólidos urbanos no tratados son grandes contribuyentes al calentamiento global, pues la descomposición de los materiales orgánicos emite metano en una cantidad importante. La producción de energía a partir de los residuos orgánicos municipales evita también la necesidad de utilizar recursos no renovables, como carbón, petróleo o gas natural, por lo cual los proyectos de recuperación de metano contribuyen doblemente a la protección del medio ambiente. Debe notarse que los dispositivos de generación de electricidad a partir de metano, generan algunas emisiones de NOx, que pueden contribuir a la formación de smog u ozono local. Pese a ello, los estudios han demostrado que la gran reducción de metano conseguida, la reducción de contaminantes peligrosos, y evitar el uso de recursos no renovables, hacen que esta actividad resulte altamente beneficiosa para el medio ambiente. Las producciones dadas por la EPA, punto de partida para estudiar rentabilidades (rentabilidad actualizada a junio de 2008), son que por cada millón de toneladas de R.S.U. pueden obtenerse 0,8 Megawatios de electricidad. Con este dato, puede calcularse rápidamente si estamos ante unas condiciones iniciales que hacen factible plantearse un proyecto de estas características. Los proyectos llevados a cabo en Estados Unidos, han demostrado que se pueden reducir las emisiones de metano de forma muy significativa. En efecto, pese al incremento del P.I.B., las emisiones han caído un 8 % desde 1990 (el P.I.B. ha crecido un 60 %). El negocio que se está moviendo ya en Estados Unidos en esta actividad no es pequeño, de hecho hay ya al menos 450 proyectos operacionales en 43 estados. La reducción obtenida anualmente en gases de efecto invernadero por estos proyectos es el equivalente a 14.300.000 vehículos de pasajeros, y se consigue una producción de energía con la que se abastecen más de 870.000 viviendas. Tecnología necesaria Parece bastante claro que los países que no están aún lanzándose vorazmente sobre el metano de sus vertederos son simplemente aquellos que no conocen el rendimiento de esta actividad o los que carecen de recursos financieros. Es por ello, previsible que en breve veamos un boom de este tipo de proyectos en lugares donde el preciado recurso se está dejando escapar a la atmósfera. En efecto, podríamos pensar que para recuperar el metano son necesarias grandes inversiones, como las que hemos comentado en otras ocasiones para las grandes plantas CHP (Ver por ejemplo, Nuevas plantas CHP de biomasa para Escocia y Alemania). Pues bien, nada más lejos de la realidad, pues esta tecnología puede aplicarse incluso a nivel de edificios individuales. Tenemos tres posibilidades:
  • Microturbinas (rango entre 30 kW a 250 kW).
  • Motores de combustión interna (100 kW a 3 MW).
  • Turbinas de gas (800 kW a 10,5 MW).
Como vemos, con un sencillo cálculo podemos determinar que incluso con producciones de residuos bastante pequeñas podemos empezar ya a generar energía y obtener beneficios vendiéndola. Aplicaciones directas Pero en muchos países aún no se han implantado esquemas de apoyo a las renovables que permitan la venta a la red, o simplemente no nos interesa. En ese sentido, están creciendo enormemente las aplicaciones directas cuyo único límite parece ser la imaginación y la disponibilidad de residuos. Las microturbinas de 30 kW pueden ser una herramienta esencial para resolver problemas de residuos concretos y a la vez conseguir producir energía. Esta aplicación es muy interesante como apoyo al sector industrial, especialmente donde hay gran consumo energético, o al sector agropecuario que genera materia orgánica abundante. Entre otras actividades destacamos:
  • Aplicaciones de calderas – sustituyendo al gas natural, carbón, fuel oil.
  • Aplicaciones de ciclo combinado.
  • Aplicaciones térmicas directas – Hornos, secadores.
  • Inyección directa en tuberías de gas natural.
  • Invernaderos.
  • Evaporación de lixiviados.Cultivos hidropónicos.
  • Fabricación de productos con materiales cerámicos.
  • Acuicultura.

Palabras clave: Leachate evaporation, microturbine, landfill gas (LFG)

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