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PRODUCCIÓN DE BIOGÁS
Ing. Agustín Rodríguez Carvajal
Cámara de Industrias de Costa Rica
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TABLA DE CONTENIDO
• ESTRATEGIA ENERGÉTICA
• EQUIVALENCIAS ENERGÉTICAS
• ESTIMACIONES EN PRODUCCIÓN DE BIOGÁS
• APLICACIONES ENERGÉTICAS
• ORIENTACIÓN DEL NEGOCIO
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ESTRATEGIA ENERGÉTICA
• LA ENERGIA ES PARTE DEL NEGOCIO, ES UN COSTO DIRECTO DE PRODUCCION
• LA ENERGÍA ES VITAL EN LOS PROCESO PRODUCTIVOS
• LOS DERIVADOS DE PETRÓLEO, A PESAR DE LA FUERTE VARIACIÓN DE PRECIOS INTERNACIONALES EN EL PAIS NO REDUJERON SUS PRECIOS EN MÁS DEL 20%
• LA HUELLA DE CARBONO MÁS DIFÍCIL DE REDUCIR ES LA ASOCIADA AL USO DE LOS DERIVADOS DE PETRÓLEO
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Sociedad que
funciona
basada en
fuentes no
renovables
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CAMBIO CLIMÁTICO
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Evolución de precio de electricidad
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Combustibles 9% 13% 16% 19% 12% 15% 15% 9% 14% 14% 13%
Fuente: Estados Financieros ICE y Proyecciones presentadas por el ICE a ARESEP
0.0
50 000.0
100 000.0
150 000.0
200 000.0
250 000.0
300 000.0
350 000.0
2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015
El problema no es únicamente el cambio climático, ni los combustibles - ICE Distribución
Millones de Colones
Distribución
Transmisión
Otros Costos Generación
Combustibles
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FUENTE: Elaborado en CICR con datos de Eurostat, EIA y ARESEP para CR.
8.4
9.4
12.613.1 13.4
12.8 12.912.3 12.4
7.28.0
8.5
10.3
14.0 14.415.1
14.5
17.6
5.76.2 6.4
6.8 6.8 6.8 6.8 6.7 6.8
0.0
2.0
4.0
6.0
8.0
10.0
12.0
14.0
16.0
18.0
20.0
2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013
Precio de la electricidad industrial EU, USA, Costa Rica en Centavos de Dólar por kWh
EU (27 countries)
Costa Rica
USA
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ASEGURAR EL
SUMINISTRO
ENERGÉTICO A
LARGO
PLAZO
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• ALINEAMIENTO EN LA GESTIÓN EMPRESARIAL
PENSAMIENTO ESTRATÉGICOPLANES ESTRATÉGICOS OBJETIVOS ESTRATÉGICOSPLANES ESPECÍFICOSACTIVIDADES Y METAS ASOCIADAS
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Equivalencias Energéticas de Biogás
• Un metro cúbico de biogás equivale entre 0.55 y 0.65 metros cúbicos de metano
• Un metro cúbico de metano equivale a 35.8 MJ o 8,600 kcal
• Densidad del diésel nacional: 855 kilogramos por metro cúbico
• Un kilogramo de diésel equivale a 42,900 kJ
• Un metro cúbico de biogás equivale aproximadamente a 0.5368 litros de diésel
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ESTIMACIONES EN PRODUCCIÓN DE BIOGÁS
• ESTIMACIÓNES PARA PERFIL DE PROYECTOS DE GENERACIÓN
0.8-1 kWh/kg DQO
24- 30kg DQO/kW de potencia constante
Una empresa que en sus aguas residuales tienen una cantidad equivalente a 1000 kg DQO/día podría generar:
40 kW de potencia durante 24/7,
68 kW de potencia durante horas pico y valle,
192 kW de potencia durante horas pico
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FUENTES POTENCIALES• Sistemas de tratamiento de aguas residuales
– Agroindustriales
– Comerciales
– Domésticas (ciudades)
– Granjas porcinas
– Lecherías y plantas procesadoras
– Matanza
• Rellenos Sanitarios
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Tamaño de aplicación por fuente
Micro1-10 kW
Pequeño10-100 kW
Mediano100 kW- 1 MW
Grande> 1 MW
• Pequeñas granjas
• Hogares• Albergues eco
turísticos• Lecherías• Engorde cerdos
• Lecherías• Engorde
Cerdos• Industria
Cárnica• Alimentos• Hoteles eco
turísticos
• Matanza de animales
• Industria Cárnica
• Lecherías grandes
• Engorde Cerdos
• Pulpas y jugos• Alimentos
• Rellenos Sanitarios
• Aguasresiduales ciudades
• Destilerías• Pulpas y Jugos• Palma Africana
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Tecnologías de generación de electricidad
• Generación de electricidad
Se aprovecha la energía del biogás para producirelectricidad únicamente.
La eficiencia de aprovechamiento de energía seencuentra entre 20-38%
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Generación a pequeña escala: EARTH, Costa Rica, 40 kW
Fuente: EARTH
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Tecnologías de generación
• Cogeneración de electricidad y calor
En este caso se aprovecha parte de la energíadel biogás para producir electricidad y partecomo energía térmica principalmente enproducción de agua caliente o vapor.
La eficiencia de aprovechamiento de energíaestá entre 50-85%
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Fuente: Levenger
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Tecnologías de generación
• Trigeneración (electricidad, calor, frío)
Se aprovecha la energía del biogás para producirelectricidad, calor en forma de agua caliente ovapor de agua y frío en sistemas de absorción.
La eficiencia de estos sistemas es mayor al 80%
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Fuente: Gas Naturas Fenosa
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EJEMPLOS
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• Generación de electricidad conmotogenerador de biogás en planta deproductos cárnicos.
Potencia promedio: 40 kW
Inversión: $ 30,000
Ahorro anual: $22,776
PSR: 1.32años
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Unidad de generación doméstica de calor y electricidad ECOGEN, 1 kW
Fuente: Expobienergía
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Relleno Sanitario, Isla Mujeres México, 0.75 MW
Fuente: Revista
Biocombustibles
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Relleno Lomas Los Colorados, Chile, Región del Maule, 2 MW, 2010
Fuente: Única mirando al
Blog
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ORIENTACIÓN DEL NEGOCIO
AutogeneraciónEl diseño del sistema normalmente no puede suplir lasnecesidades de la empresa, sino que se aprovecha laposibilidad para eliminar compras de electricidad
• Optimizar en función de potencia sustituida
Operación continua
Operación horaria (más potencia, menos horas, másahorro)
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ORIENTACIÓN DEL NEGOCIO
Generación Distribuida (Venta deexcedentes a la red)Es un esquema de autogeneración que permite elneteo y la colocación de excedentes de producción deelectricidad.
Los precios de venta están en función de:
• Política nacional de energía renovable (En CR ¿?)
• Requisitos para interconexión (En construcción)
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ORIENTACIÓN DEL NEGOCIO• Venta total de electricidad generada a la red
Pocas opciones de contratos de venta bajocriterios horario-estacionales relacionados conel costo real porque modelo vigente prioriza lageneración de las empresas del Estado.
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ESTRATEGIA ENERGÉTICA
• Estimación de diseño
0.8-1 kWh/kg DQO
24- 30kg DQO/kW de potencia constante
• Sustituye electricidad para autoconsumo entre $0.12-0.15/kWh
Debe entenderse el tema de máxima demanda
y el tema de energía.
Potencial Teórico: (cambia con el tiempo)
Potencial Tecnológico: frontera impuesta por el
avance tecnológico de las aplicaciones energéticas
Potencial Socioeconómico: frontera determinada
por la cultura, las costumbres, los valores, las normas
sociales, la ideología
Potencial Económico: frontera que se alcanza cuando
se reducen las fallas de mercado: competencia débil,
información incompleta, indefinición de los derechos de
propiedad, etc.
Potencial de mercado: frontera que se puede alcanzar sin intervención política.
Ah
orr
o e
nerg
éti
co
po
ten
cia
lEjemplos de medidas para
alcanzar la frontera
• Investigación, Desarrollo y
Demostración de nuevas
tecnologías
• Promoción de estilo de vida
alternativos
• Educación
• Involucramiento de la
comunidad en la elaboración
de políticas
• Reforma institucional
• Transformación de mercado
Tiempo