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Titulo Presentación Empresa/Evento
Potencial de biogás vacuno en Galicia Área de Energías Alternativas
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Índice
1. Producción de residuos ganaderos en Galicia
2. Residuo ganadero vacuno, ¿que es? y sus características
3. Digestión anaerobia del purín vacuno
4. Potenciales de producción de biogás
5. ¿Una planta en cada granja o una colectiva (centralizada)?
6. Inversión económica
7. Proyecto de planta piloto en Galicia: Finca Mouriscade
8. Proyecto de planta industrial en Argentina: Escuela Agrotécnica Salesiana
9. Conclusiones
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El sector ganadero en Galicia se caracteriza por una alta densidad de granjas y un elevado
número de cabezas de ganado, siendo característico del minifundio gallego.
Problemática: Gran número de ayuntamientos con
excedentes de nitrógeno.
Explotaciones Animales tn residuos/ año
Porcino 1.715 1.070.000 3.751.353
Aviar 1.025 23.723.088 1.298.839
Vacuno leche 10.979 359.861 3.940.478
Ovino/caprino 24.306 246.948 246.948
Producción de los residuos ganaderos
Total de residuos (vacuno de leche, avícola, porcino, ovino y caprino): 9 M tn/año
0-25 kgN/ha
26-100 kgN/ha
>100 kg N/ha
Ayuntamientos
con excedentes
de nitrógeno
Elaboración propia. Fuentes: Medio Rural 2013, RD324/2000 y Diputación Foral de
Guipuzkoa.
1 Producción de residuos ganaderos en Galicia
Balance de nitrógeno
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1 Producción de residuos ganaderos en Galicia
Fuente: Medio Rural 2013
Distribución ganado vacuno por ayuntamientos
Fuente: Medio Rural.
Distribución de vacas lecheras en Galicia
0 a 99
100 a 499
500 a 1.999
2.000 a 4.999
5.000 a 9.999
10.000 a 14.245
Nº explotaciones
17.649
16.660
2.747
12.346
A Coruña
Lugo
Ourense
Pontevedra
El total del residuos de vacuno de leche es de aproximadamente: 4 M tn/año
Tamaño medio de explotación:
50-99 vacas lecheras
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Lignina
Carbohidratos (lento)
Carbohidratos (fácil)
Lípidos
Proteínas
Ácidos grasos volátiles
2 Residuo ganadero vacuno: ¿que es? y sus características
Características típicas:
• Variabilidad
• Mucha agua
• Materia orgánica particulada
• N,P y K elevado
• N en forma amoniacal (NH4+)
• Cu elevado
• Buena capacidad tampón
Lignina
Carbohidratos (lento)
Carbohidratos (fácil)
Lípidos
Proteínas
Ácidos grasos volátiles
Möller et al., 2004
El purín es la mezcla de los excrementos sólidos y líquidos del ganado, las aguas residuales
procedentes del lavado de la explotación y los restos de alimentos.
El empleo que se está dando en la actualidad a estos residuos es aplicarlos al campo como
abono, pero ante la gran concentración de granjas, y la necesidad de estas de deshacerse del
purín, la aportación es excesiva, contaminando suelos, aguas, y emitiendo a la atmósfera gran cantidad de gases que pueden contribuir al efecto invernadero.
Uno de los métodos de tratamiento y valorización es la digestión anaerobia.
Vaca Cerdo
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3 Digestión anaerobia del purín vacuno
Fuente: Situación y potencial de
generación de biogás. Estudio
Técnico PER 2011-2020. IDAE
DescripciónUsos permitidos para
digestatos
SANDACH C1 Eliminación
SANDACH C2 Fertilizantes/Enmiendas
Estiercol, leche etc. No requiere procesamiento previo Fertilizantes/Enmiendas
SANDACH C3 Fertilizantes/Enmiendas
No puede usarse para la
producción de biogás
Esterilización a presión y marcado
permanente del material
La pasteurización no es obligatoria
en todos los casos
Procesamiento previo a su
transformación en biogás
Reglamento SANDACH:1069/2009 & 142/2011
Digestión anaerobia
Es un proceso de degradación
biológica de la materia
orgánica en ausencia de O2,
por el que se obtiene biogás
(principalmente CH4 y CO2).
Fuente: Xavier Flotats et al., 2011
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3 Digestión anaerobia del purín vacuno
Ventajas:
• Estabilización parcial de la materia
orgánica.
• Reducción de patógenos (en función de la Tª)
• Control/reducción de malos olores
• Reducción de gases de efecto invernadero
• Producción de biogás/energía
• Mejora de las condiciones agronómicas del
estiércol (mineralización de nutrientes etc.)
• Reducción de contaminación (suelo, aire,
agua)
Inconvenientes:
• No elimina el nitrógeno
• El estiércol tiene un potencial de
producción de biogás relativamente
bajo
• Trabas administrativas.
• Baja rentabilidad económica con una
inversión alta
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Referencia Biodegradab. Rendimiento CH4 Producción biogás
% l CH4/kg SV m3 biogas/ton
Flotats, X. 2010 56,7 196 27,2
Amon et al., 2006 - 125-166 -
Angelidaki et al., 2003 - 210 20,6
Lehtomäki et al., 2007 - 233 18,5
El rendimiento de biogás está
afectado por varios factores entre los
que se incluyen:
1. Especie, y estadio etapa de
crecimiento
2. Cantidad y tipo de cama.
3. Procesos de degradación durante el
almacenamiento.
Mejora del potencial:
-Co-digestión (mezclas complementarias)
-Pre-tratamientos
Tratamiento
Incremento
potencial CH4 (%)
Maceración <0,35 mm 20
Maceración 2 mm 16
Descompresión-explosión 17
NaOH 20 g/kg SV 13
NaOH 40 g/kg SV 23
NH4OH <20 g/kg SV 0
NH4OH 40 g/kg SV 23
NaOH:KOH:Ca(OH)2 40 g/kg SV 20
Bacterias (hemicelulosa) - 20
Fuente: Angelidaki y Ahring, 2002
Fuente: Möller et al., 2007
Potencial de metano y biogás:
4 Potencial de producción de biogás a partir de purín vacuno
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Datos básicos Cantidad Unidades
Producción de estiércol 30,4* kg/vaca·día
Producción de biogás 20,6** m3 biogás /tn
Datos para la realización de los cálculos:
Fuente: EnergyLab
4 Potencial de producción de biogás a partir de purín vacuno
Potencial de producción de biogás en el
sector vacuno de leche en Galicia (m3)
A Coruña 38.202.131,5
Lugo 40.949.505,1
Ourense 798.296,6
Pontevedra 10.897.554,2
TOTAL 81.173.846,8
Potenciales de biogás (m3/año)
Fuente: *PROBIOGAS y **Angelidaki y Ahring 2003.
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5 ¿Una planta en cada granja o una colectiva (centralizada)?
¿Coste por transporte de residuos? No (excepto co-substratos) Si
¿Necesidad de personal cualificado? No Si
¿Planta de fácil explotación? Si No
¿Permite control de operación especial? No Si
¿Inversión inicial elevada? No Si
¿Permite la implantación de un centro de
gestión integrada de residuos?
No Si
¿Aprovechamiento eléctrico? Si, autoconsumo en granja Si
Gestión individual Gestión colectiva
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Rentabilidades aceptables si la producción específica de biogás >30m3/t residuo (Flotats y Sarquella, 2008).
Otras consideraciones: costes de gestión de digestato, accesibilidad a co-substratos,
ingresos por tratamiento de residuos, por producción de calor, fertilizante etc.
6 Inversión económica
Marcadas economías de escala.
Inversión en €/kWe de las plantas de biogás
En muchos casos es necesario: co-digestión.
Fuente: Bachmann 2012. IEA
Bioenergy Conference Austria
Fuente: Flotats y
Sarquella (2008).
Necesidad de buscar un tamaño de planta que minimice costes: gestión, transporte, etc.
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Objetivos del proyecto:
• Principal: conocer el impacto del
aprovechamiento energético de los purines
vacunos y de ofrecer una respuesta al tejido local.
• Fomentar el biogás como fuente de energía
renovable.
• Evaluación de viabilidad técnica (co-digestión) y
económica.
Justificación:
• Alta densidad ganadera en Galicia
• Aprovechar sinergias entre ganaderos, así como de éstos con los agentes implicados en la industria agroalimentaria.
Exceso de N en el suelo.
7 Proyecto de planta piloto en Galicia: Finca Mouriscade
En el año 2010 Convenio de Colaboración entre:
Consellería de Economía e Industria
Diputación de Pontevedra
EnergyLab
En Finca Mouriscade (Lalín).
para la realización de una planta piloto
de biogás a partir de purines vacunos.
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Características generales de la planta:
Aprox. 100 vacas lecheras de producción.
Planta de tamaño medio: en relación con
nº explotaciones
Autoconsumo de la energía producida
Proceso de codigestión: Mezcla silo de maíz y pienso.
7 Proyecto de planta piloto en Galicia: Finca Mouriscade
Características técnicas:
Tipo de digestor: reactor de mezcla completa
Volumen del digestor: 200 m3
Temperatura de operación: 38ºC
Caudal diario aproximado: 2,5-4 m3/día
Tiempo de retención aproximado: 25 días
Potencia de la microturbina: 30 kWe
Caldera auxiliar
Sistema de monitorización (consumos, Tª, presión…)
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7 Proyecto de planta piloto en Galicia: Finca Mouriscade
Tareas previas de laboratorio ( U. Santiago)
definición de las mezclas
determinación del potencial metanogénico:
- de cada residuo
- de las mezclas
creación de diferentes escenarios para la
operación posterior del digestor
Resultados ensayos en discontinuo
Posibles escenarios
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Tanque de recepción
Digestor
Basa de digestato
Gasómetro
Caseta de microcogeneración
Transformador
7 Proyecto de planta piloto en Galicia: Finca Mouriscade
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Objetivos del proyecto:
• Proporcionar mayor autonomía energética.
• Valorización eficiente de residuos.
• Producir un fertilizante apto.
• Reducción de olores asociados.
• Reducción de la factura energética térmica
(autoconsumo).
• Proyecto ejemplarizante a la comunidad, en
gestión de residuos ganaderos, sostenibilidad,
cuidado medioambiental y eficiencia energética.
En el año 2014 se firmó un contrato (financiado
por el gobierno alemán) entre:
Inspectoría Ceferino Namancurá-Don
Bosco-Argentina Sur
EnergyLab
En Escuela Agrotécnica Salesiana
(Población del Valle, Argentina).
para la realización de una planta
industrial de biogás a partir de los
residuos de la escuela agrotécnica
8 Proyecto de planta industrial en Argentina: Escuela Salesiana
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8 Proyecto de planta industrial en Argentina: Escuela Salesiana
Tareas EnergyLab:
• Supervisión técnica para la estimación y evaluación del potencial de biogás,
rendimiento energético teórico y cantidad de fertilizante que se puede generar.
• Elaboración de un pliego de condiciones técnica de licitación de la planta de la
Escuela Agrotécnica Del Valle.
• Soporte en la evaluación de ofertas técnicas para la construcción de la planta.
• Soporte técnico en la construcción y verificación puesta en marcha.
• Desarrollo de un curso de formación para alumnos, profesores y personal técnico.
Volumen reactor 250 m3
Tiempo residencia 30 días Potencial biogás 66.498 m3/año Potencia total kW 48,58
Nº animales y producción suero Parámetros estimados
Animal Nº animales
Cerdas parideras 25
Cerdas madres 60
Cerdos capones 400
Gallinas 1.000
Vacas lecheras (15% resid.) 200
(Suero de leche) (3 m3/dia)
Situación
actual
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Elevada disponibilidad del purín vacuno a nivel gallego, con un potencial aproximado de
producción de biogás de 81.173.846,8 m3.
Se necesita un estudio inicial detallado en cada granja para la toma de decisión de planta
colectiva o individual.
Finca Mouriscade: Primera planta piloto ejemplarizante de Galicia que permite estudiar el
potencial de biogás agroganadero gallego.
La producción de biogás es una oportunidad de mejora en la gestión de las deyecciones
pero que obliga a la mejora del sistema productivo de las granjas como la modernización en la
gestión de las deyecciones para evitar pérdidas de biogás a la atmósfera, llevar a cabo co-
digestión en granja etc.
9 Conclusiones
Necesidad de un impulso desde la administración gallega para fomentar la digestión
anaerobia en el sector ganadero (legislación, incentivos económicos, simplicidad de trámites
burocráticos etc.)
Mayor potencial : Lugo y A Coruña
