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Biogássubstratos, desarrollo de la técnica, costos
Ingenieurbüro für Entwicklung und Anwendung umweltfreundlicher Technik GmbH
Dipl.-Ing. Héctor MirandaCuxhavener Straße 10
D - 28 217 BremenAlemania
fon: 0049 - 421 - 38 678 - 34fax: 0049 - 421 - 38 678 - 88
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2CORFO 11-2007 HM -
UTEC GmbH
UTEC GmbH es una empresa de Ingeniería
dedicada desde 1980 al planeamiento, construcción, operación y monitoreode proyectos energéticos a base de Fuentes Naturales Renovables.
Los campos específicos desarrollados por UTEC GmbH son:
Gestión energética industrial y comunal
Energía Eólica
Biogás
Biomasa
Plantas de Compostaje
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3CORFO 11-2007 HM -
UTEC y Biogás
• Análisis de laboratorio• Diseño• Planificación• Construcción• Monitoreo
AlemaniaChileIndonesiaotros países
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4CORFO 11-2007 HM -
El sistema solar de energía
Biomasa Fuerza eólica e hidráulicaTemperatura del aire
Bomba de calor
PirólisisFermentación
Células solares Central eléctricaColector
Compostaje Combustión
Calor / frio Combustible Electricidad
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5CORFO 11-2007 HM -
Substratos apropiados
Desechos orgánicos de animales(purines de cerdo, vacunos, guano de ave, etc)
Plantas energéticas(plantas oleaginosas como maíz, cereales, colza, girasol)
Desechos orgánicos domiciliarios y comunales
Desechos orgánicos de la agroindustria
Lodos residuales provenientes de plantas de tratamiento de aguas servidas(Industriales y comunales)
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6CORFO 11-2007 HM -
Escremento animal
• Purines de cerdo
• Purines de vacuno
• Guano de aves
Escasa producción de biogás
Buena disponibilidad
Costo cero
No tiene mercado
Desechos orgánicos de animales
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7CORFO 11-2007 HM -
Plantas oleaginosas
• Maíz,
• Cereales,
• Colza,
• Girasol,
• Pasto,
Alta producción de biogás
Buena disponibilidad
Precio alto
Plantas energéticas
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8CORFO 11-2007 HM -
Desechos orgánicos domiciliarios y comunales
• Desecho orgánico separado en origen,
• Desechos de poda y corte de cesped
Mediana producción de biogás
Buena disponibilidad
Ingresos por eliminación
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9CORFO 11-2007 HM -
Origen industrial y comunal
• Lodo primario
• Lodos activados aeróbicos,
• Residuos del filtrado,
• Grasas acumuladas,
Alta producción de biogás
Buena disponibilidad
Ingresos por eliminación
Lodos residuales
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10CORFO 11-2007 HM -
Desechos de la elaboración y procesamientode productos agrícolas
• Restos de producción como afrecho, vinaza, melaza, desechos de pescadosetc.
• Productos descompuestos
• Productos fuera de fecha de conservación
• Sobreproducción
Mediana producción de biogás
Buena disponibilidad pero discontinua
Ingresos por eliminación
Desechos orgánicos de la agroindustria
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11CORFO 11-2007 HM -
Productos que NO se biodegradan
• Desechos con alto contenido de lignina
• Desechos con substancias tóxicas
No producen biogás
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12CORFO 11-2007 HM -
Tamaños de las plantas de biogás
• Plantas pequeñasMillones en India, China.Biodigestor 1 hasta 4 m³; Cocinar y alumbrado
• Plantas industriales agrícolasBiodigestores de 100 hasta 10.000 m³Cogeneración, 20 kWel hasta 2 MWel
• Plantas industriales tratadadora de desechosBiodigestores 1.000 hasta 10.000 m³Cogeneración, 100 kWel hasta 6 MWel
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13CORFO 11-2007 HM -
Biogás en Europa
Producción de biogás en Europa (en millones de m³)
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14CORFO 11-2007 HM -
Biogás en Europa
Potencia eléctrica instalada (MW)
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15CORFO 11-2007 HM -
Biogás en Europa
Potencia eléctrica instalada promedio por planta (kW)
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16CORFO 11-2007 HM -
Alemania
Desarrollo de la técnica del biogás en AlemaniaA la fecha de Septiembre del 2007 se han construido 3.711 plantas de biogás, con una potencia eléctricainstalada total de 1.300 MW
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17CORFO 11-2007 HM -
Alemania
Fachverband Biogas, 2006: Stand und Prognose 100 Mio. t/a9,6 Mio. t/a4,0 Mio. t/aReducción de emisiones CO2
85.00017.0005.000Puestos de trabajo
30%15%8%Porcentaje de exportación
7.600 Mio. Euro1.880 Mio. Euro490 Mio. EuroVentas
17%2,7%0,5%Participación en la generacióneléctrica
76.000 GWh/a12.300 GWh/a2.900. GWh/aEnergía10.000 MW2.277 MW450 MWPotencia el.
202020102005
Potencial de la técnica del biogás en el tiempo
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18CORFO 11-2007 HM -
Tendencias en desarrollo
Utilización de plantas energéticas
Mayor producción de biogás por la Microbiología
Biodigestores de alto rendimiento en el tratamiento de aguas
Inyección del biogás a la red de gas
Uso del biogás como combustible
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19CORFO 11-2007 HM -
Uso de plantas energéticas
Tendencias en desarrollo
• Cultivos más eficientes
• Mejoramiento del rendimiento
• Uso de especies mixtas
• Ensayo con nuevas plantas
• Uso de cosechas estacionales intermedias
• Importación de substratos
Trabas:
Competencia con alimentos
Aceptancia
Precios de mercado
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20CORFO 11-2007 HM -
Técnica de biodigestores
Tendencias en desarrollo
• Biodigestores de alto rendimiento
• Mejoramiento de la técnica de agitación
• Mejoramiento del proceso de fermentación
Trabas:
Altos costos
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21CORFO 11-2007 HM -
Microbiología
Desarrollo de tendencias
• Nuevas técnicas de medición
• Desarrollo de aditivos para majorar producción
• Uso de encimas
• Desarrollo de consorcios de bacterias porsubstrato
Trabas:
Muy intesivo en costos y tiempo
Complejidad del proceso
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22CORFO 11-2007 HM -
Utilización de biogás
Tendencias en desarrollo
• Tratamiento del biogás para inyectarlo a la red
• Tratamiento como combústible (CNG)
• Utilización para la producción de frio
• Utilización Microturbinas
• Utilización en celdas de combustible
Trabas:
Rentabilidad
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23CORFO 11-2007 HM -
La utilización de biogás
Caldera/CocinaAbsorbción LamparasCogeneración
Biogás
Motores
Electricidad CalorFrío LucesPotencia
mecanica Carburante
Eliminaciónde CO2
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24CORFO 11-2007 HM -
Standard actual: Cogeneración
Producción de energía eléctrica y térmica
• Grado de eficiencia de hasta 42 %
• Coeficiente de planta de un 90%
• Técnica madura
• Gran variedad de ofertas
Importante:
Servicio y mantenimiento
Experiencia del fabricante
Supervisión Online
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25CORFO 11-2007 HM -
Estructura de costos - INVERSIÓN
Inversión Costos ProporcionalesDesarrollo de proyecto 3% 2,0% hasta 5,0%Infraestructura 5% 2% hasta 8%digestores 50% 40% hasta 80%Conexiòn a la red 5% 0% hasta 5%motor de gas 25% 0% hasta 35%Medidas compensatorias 2% 1% hasta 3%Ingeniería 10% 8% hasta 15%
Sensibilidad económica Riesgo Posibilidades de limiter el riesgoPrecio de substratos alto contratos a largo plazoPrecio de energía bajo aumenta a largo plazoPersonal en sitio alto formacion, selecciónUtilisación e residuos medio contratos a largo plazos
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26CORFO 11-2007 HM -
Estructura de costos - OPERACIÓN
Costos de operación
• Suministro del substrato (incl. Transporte) 0 – 75 %
• Almacenamiento del substrato 1 %
• Reparaciones y mantenimiento 10 - 15 %
• Manejo 5 - 10 %
• Seguros 1 %
• Analítica 1 %
• Aplicación del efluente 0 – 5 %
• Consumo del proceso 7 – 10 %
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27CORFO 11-2007 HM -
Análisis de sensibilidad
Ejemplo a base de una planta de biogás con maíz como substrato
0%
5%
10%
15%
20%
25%
-30% -20% -10% 0% 10% 20% 30%diferencia de valor actual
substratosdisponibilidad motorabonoutilización calorInversión
tasa interna de retorno
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28CORFO 11-2007 HM -
Potencial en Chile
Potencial económico con substratos diferentes
precio minimo para plantas energéticas = 85,00 USD/MWhel
UTE
C 2
007
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29CORFO 11-2007 HM -
Biogás en Chile
Negrete, VIII Región
•Potencia el.: 40 kW
•Substrato: purín de vacunos
•Utilización del biogás en forma energética (electricidady agua caliente)
•Inaguración: comienzos del 2008
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30CORFO 11-2007 HM -
Muchas Gracias
Héctor MirandaCuxhavener Straße 10
D - 28 217 BremenAlemania
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Matías ErrazurízLuís Carrera 1796Vitacura - Santiago
Chile
fon: 0056 - 2 – 481 2420fax: 0056 – 2 – 481 2429