DESARROLLO DEL PLAN ESTRATEGICO DEL SECTOR DE LA VALORIZACIÓN ENERGÉTICA DE RESIDUOS

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1 Desarrollo del Plan Estratégico del Sector de la Valorización Energética de los Residuos. Diciembre 2013 Pág. 1 DESARROLLO DEL PLAN ESTRATEGICO DEL SECTOR DE LA VALORIZACIÓN ENERGÉTICA DE RESIDUOS Diciembre 2013

2 Desarrollo del Plan Estratégico del Sector de la Valorización Energética de los Residuos. Diciembre 2013 Pág. 2 Documento realizado por el Instituto Tecnológico de Canarias, S.A. dentro de la Encomienda para el desarrollo de un programa de actuaciones para la materialización de los ejes y medidas estratégicas asociadas a la EDIC, en 2013, realizada por la Consejería de Empleo, Industria y Comercio del Gobierno de Canarias Coordinación: Elaboración: Manuel Sánchez Rodríguez Jefe de Área de Industria Ramón García Déniz Héctor Mendoza Guzmán Gonzalo Piernavieja Izquierdo Salvador Suárez García Colaboración: Aday Andrés Sosa Alexis Sicilia Ana Paula Casco

3 Desarrollo del Plan Estratégico del Sector de la Valorización Energética de los Residuos. Diciembre 2013 Pág. 3 RESUMEN EJECUTIVO La generación de residuos supone un problema medioambiental, y su mala gestión podría provocar graves impactos irreversibles en los frágiles ecosistemas canarios. Potencialmente también puede representar un problema de salud pública. Un elemento clave en la lucha por reducir los volúmenes de residuos que se acumulan en los vertederos canarios, es la valorización energética de los mismos. La legislación sobre residuos señala la jerarquía que se debe seguir en la gestión de los residuos, donde la valorización energética se sitúa por detrás de la reutilización y el reciclado, y siempre por delante de la opción de la eliminación de residuos en vertedero. En el presente documento se estudian las potencialidades de valorización energética de residuos en Canarias, analizando las tecnologías con las que se pueden valorizar los residuos, entre las que se encuentran la biometanización, la gasificación, la pirólisis y la incineración. Se ha realizado una comparativa entre las tecnologías de valorización energética existentes con el fin de obtener una base sobre la que sustentar una elección adecuada. Dicha comparativa evalúa parámetros como pueden ser la necesidad de oxígeno, la temperatura, los subproductos aprovechables, los rendimientos y los costes de cada tecnología. RESIDUOS VALORIZABLES ENERGÉTICAMENTE EN CANARIAS Debido a la orografía de las islas que dificultan la mecanización de la agricultura extensiva, la falta de agua, y la falta de grandes superficies, no es posible desarrollar cultivos energéticos de forma eficiente. Por tanto la biomasa energética disponible se limita a los distintos residuos susceptibles de ser valorizados energéticamente. Estos incluyen: Residuos Sólidos Urbanos Lodos de depuradora Residuos agrícolas

4 Desarrollo del Plan Estratégico del Sector de la Valorización Energética de los Residuos. Diciembre 2013 Pág. 4 Residuos ganaderos Residuos forestales Actualmente los volúmenes de estos residuos destinados a su valorización energética son muy pequeños. Sin embargo suponen un gran potencial, y existe un gran interés por la explotación de estos recursos energéticos. Representan biomasa, y como tal, una fuente de energía renovable; además, es complementaria a otras EERR no gestionables como la eólica o la fotovoltaica. La gestión de lodos de las depuradoras de aguas residuales, tiene con respecto a otros tipos de residuos, la peculiaridad de que ciertos usos y posibilidades de reciclaje están regulados por normas específicas, algunas de carácter agronómico al existir la posibilidad de utilizarlos como abonos y enmiendas orgánicas en los suelos. Los lodos, en la mayoría de los casos, se destinan a vertedero. Sólo en algunos casos, como en Lanzarote, los lodos de depuradora, se introducen en la Planta de Biometanización del Complejo Medio Ambiental de Zonzamas. En Gran Canaria, el tratamiento futuro inmediato previsto para todos los lodos, es su digestión anaerobia en el Complejo Ambiental de Salto del Negro. En cuanto a residuos ganaderos, en Lanzarote, se están gestionando mediante digestión anaerobia, en la planta de biometanización del Complejo Ambiental de Zonzamas. En Tenerife un privado actualmente trata la gallinaza, mediante digestión anaerobia. Los restos orgánicos considerados como residuos vegetales, susceptibles de valorización energética, son las plantas o las partes de ellas que deben retirarse por necesidades del cultivo o para obtener los frutos y que no presentan interés económico en el tiempo ni en el lugar de su generación. Un factor importante en la gestión de estos residuos es la estacionalidad en la producción de restos orgánicos biodegradables ya que en función del tipo de cultivo, los ciclos vegetativos son diferentes y por tanto, las tareas de recolección y de producción de residuos, son cíclicas.

5 Desarrollo del Plan Estratégico del Sector de la Valorización Energética de los Residuos. Diciembre 2013 Pág. 5 MARCO NORMATIVO Europa propone una política para reducir cada vez más la eliminación de los residuos en vertederos, pero algunos países van más allá, y prohiben la entrada a vertedero de toda fracción combustible. La legislación que regula la valorización de residuos, se detalla fundamentalmente en Directivas comunitarias, que una vez transpuestas al ordenamiento jurídico español interno, se convierten en legislación de obligado cumplimiento. Hay dos leyes que representan los pilares de la gestión de los residuos. Por un lado la Directiva marco de residuos de 2008, y por el otro, la Directiva relativa al vertido de residuos de 1999 (ambas transpuestas a la legislación española). La Directiva 2008/98/CE del Parlamento Europeo y del Consejo, de 19 de noviembre de (Directiva marco de residuos), transpuesta en Ley 22/2011 de 28 de julio de residuos y suelos contaminados, establece la siguiente jerarquía de prioridades en la legislación y políticas sobre prevención y gestión de residuos: 1. Prevención 2. Reutilización 3. Reciclado 4. Otro tipo de valorización (por ej. energética) 5. Eliminación Las plantas de aprovechamiento energético de biomasa están reguladas por diversas normativas. Por un lado, desde el punto de vista de la potencia térmica, todas aquellas instalaciones de combustión, cuya potencia térmica nominal sea igual o superior a 50 MW, están sometidas a la legislación del Real Decreto 646/1991, que establece los límites de emisión de agentes contaminantes como el dióxido de azufre, los óxidos de nitrógeno y las partículas. Todas aquellas instalaciones industriales de combustión, de potencia térmica nominal inferior a 50 MW, están reguladas por el Decreto 833/75 y RD 1613/85, que desarrolla la Ley estatal de protección del ambiente atmosférico. Entre la normativa más importante a nivel europeo, nacional y canario, cabe mencionar:

6 Desarrollo del Plan Estratégico del Sector de la Valorización Energética de los Residuos. Diciembre 2013 Pág. 6 Comunitaria Estatal Autonómica Directiva 2008/98/CE sobre residuos Directiva 2008/1/CE sobre prevención y control integrado de la contaminación Directiva 2010/75/UE sobre emisiones industriales Directiva 86/278/CEE, protección del medio ambiente y de suelos en el uso de lodos de EDAR Directiva 91/676/CEE protección de las aguas contra contaminación por nitratos Directiva 2009/28/CE fomento del uso de energías renovables Ley 22/2011 de residuos y suelos contaminados Ley 16/2002 prevención y control de la contaminación Real Decreto 9/2005 actividades potencialmente contaminantes del suelo Real Decreto 1481/2001 regula la eliminación de residuos mediante depósito en el vertedero Real Decreto 1310/1990 y la Orden AAA/1072/2013 regulan la utilización de lodos de EDAR en el sector agrario Real Decreto 261/1996 protección de las aguas contra contaminación por nitratos Real Decreto-Ley 9/2013 medidas para garantizar la estabilidad del sistema eléctrico y deroga al Real Decreto 661/2007 Orden IET/1491/2013 peajes a la energía eléctrica y tarifas y primas de instalaciones en régimen especial Ley 1/1999 de residuos de Canarias Decreto 112/2004 procedimiento y requisitos de autorizaciones de gestión de residuos y registro de gestores de Canarias Decreto 147/2007 crea el inventario de suelos contaminados y regula su régimen jurídico Decreto 65/2001 regula el contenido y funcionamiento del registro de productores de lodos de EDAR Código de Buenas Prácticas Agrarias Decreto 49/2000 determina las masas de agua contaminadas por nitratos Planes Territoriales Especiales de Ordenación de Residuos Una vez evaluado tanto el marco normativo como las tecnologías que se emplean en la valorización energética de residuos, se analizan los Planes Territoriales Especiales de Ordenación de Residuos para las distintas islas componentes del archipiélago canario para conocer cómo se fomenta la valorización de los residuos orgánicos a nivel insular y las medidas que se adoptan para la gestión de los mismos. En las islas se está optando, mayoritariamente, por la biometanización y el compostaje de residuos orgánicos, con lo cual a lo largo del estudio

7 Desarrollo del Plan Estratégico del Sector de la Valorización Energética de los Residuos. Diciembre 2013 Pág. 7 se incluyen algunas experiencias de plantas de valorización energética mediante biometanización. ESTIMACION DEL POTENCIAL DE BIOMASA ENERGÉTICA DE CANARIAS HORIZONTE TEMPORAL 2020 Se ha elaborado un modelo matemático para correlacionar la evolución de los históricos de generación de distintos tipos de residuos, con los históricos de dos variable: PIB y población. A partir de ese análisis, y de estimaciones de Población PIB y Población extraídos del documento de Directrices sectoriales del Sector Energético de Canarias (DOSE), se han podido estimar las evoluciones previsibles en volumen de generación de residuos en el archipiélago en el horizonte temporal Estas previsiones se han hecho para cada uno de los cinco tipos de residuos disponibles (Residuos Sólidos Urbanos, agrícolas, ganaderos, lodos de depuradora y residuo forestal). Las estimaciones, además, se han hecho para cada isla. Para la estimación de los potenciales de biomasa energética que podría utilizarse de los residuos susceptibles de ser valorizados energéticamente, se han tenido en cuenta restricciones económicas, institucionales y legislativas, tecnológicas, medioambientales y sociales. En las estimaciones de la generación de residuos forestales se ha considerado que éstos tienen poca variación interanual, y por tanto se asume que la cantidad de biomasa disponible se mantiene constante en el horizonte TECNOLOGÍAS DE VALORIZACIÓN ENERGÉTICA DE RESIDUOS En este DESARROLLO DEL PLAN ESTRATEGICO DEL SECTOR DE LA VALORACION ENERGÉTICA DE RESIDUOS, se abordará la problemática analizando las tecnologías con las que se pueden valorizar los residuos orgánicos, entre las que se encuentran la biometanización, la gasificación, la pirólisis y la incineración.

8 Desarrollo del Plan Estratégico del Sector de la Valorización Energética de los Residuos. Diciembre 2013 Pág. 8 Biometanización Una de las alternativas más interesantes para la valorización energética de residuos es la biodigestión. Esto se ve reflejado en la progresiva expansión de los sistemas de digestión anaerobia, tanto a nivel nacional como a nivel europeo. La biodigestión soluciona por un lado la problemática de la acumulación de residuos orgánicos, generando biogás y un subproducto que puede ser empleado como fertilizante, y por otro reduce las emisiones de efecto invernadero al evitar emisiones de metano debida a la descomposición espontánea de la fracción orgánica de los residuos en los vertederos (considerando que una tonelada de CH4 equivale a 21 toneladas de CO2, con respecto al Global Warming Potencial GWP, que hace referencia a la capacidad de contribuir al calentamiento global de los dos gases). La digestión anaeróbica es un proceso biológico complejo y degradativo, en el cual parte de los materiales orgánicos, procedentes de los residuos, son convertidos en biogás, mezcla de metano y dióxido de carbono, con trazas de otros elementos. Este mecanismo, se genera gracias a un consorcio de bacterias sensibles o completamente inhibidas por el oxígeno. La digestión anaerobia se desarrolla en distintas fases, a través de las que ocurre el proceso de degradación de la materia orgánica, siendo posiblemente la primera de ellas la etapa limitante de la velocidad del proceso ya que la materia orgánica no puede ser consumida por los microorganismos a menos que se transforme en compuestos solubles. Cada fase presentará diferentes velocidades de reacción según la composición del substrato, por lo tanto, el desarrollo estable del proceso global requerirá de un delicado equilibrio que evite la acumulación de compuestos intermedios inhibidores y permita que la digestión transcurra correctamente. El biogás El biogás es una mezcla de gases, compuesto principalmente por metano y dióxido de carbono y mezclado en menor proporción con distintos gases, producidos a lo largo de las múltiples etapas del proceso de descomposición de la materia orgánica. La producción de biogás para cada tipo de substrato es variable en función de su carga orgánica y de la biodegradabilidad de la misma. Consecuentemente, la calidad de los gases precedentes del biodigestor, depende del sustrato que se utilice.

9 Desarrollo del Plan Estratégico del Sector de la Valorización Energética de los Residuos. Diciembre 2013 Pág. 9 Sustrato Biogás (m 3 /kg MS) Metano (m 3 /kg MS) Sustrato Biogás (m 3 /kg MS) Metano (m 3 /kg MS) Fangos EDAR 0,43 0,34 Residuos lácteos 0,98 0,78 FORM 0,61 0,38 Estiércol vacuno 0,40 0,90 Fangos papeleras 0,25 0,15 Estiércol porcino 0,26 0,21 Residuos mataderos 0,24 0,15 Hojas de papas 0,53 0,40 Residuos de cerveza 0,43 0,33 Hojas de maíz 0,49 0,41 El biogás se utiliza como combustible de origen renovable alternativo al gas de origen fósil. Actualmente, su uso más común es el de alimentar motores generadores para producir electricidad limpia. La electricidad producida puede ser vertida a la red eléctrica, o autoconsumirse. Al mismo tiempo, el calor generado en el motor, puede aprovecharse en procesos industriales, para calefacción e incluso para la producción de frío. Sin embargo, otras aplicaciones pueden ser la generación de calor mediante combustión, la integración en la red de gas natural o como combustible para vehículos o pilas de combustible. El digerido El proceso de digestión anaerobia, además de generar biogás como energía renovable, produce un material residual que es necesario gestionar adecuadamente para asegurar la viabilidad del proceso, preservando el medio ambiente. Generalmente, este residuo es un material semilíquido (digerido bruto) que puede separarse en dos fracciones: sólida (digerido sólido) y líquida (digerido líquido). En general, se obtiene un producto orgánico estabilizado, con una drástica disminución de coliformes totales, lo que mejora la calidad sanitaria, y presenta una buena actividad biológica y un adecuado desarrollo de fermentos nitrosos y nítricos, de la microflora total, hongos y levaduras; esto permitiría incorporarlo a sitios improductivos desde el punto de vista agroindustrial.

10 Desarrollo del Plan Estratégico del Sector de la Valorización Energética de los Residuos. Diciembre 2013 Pág. 10 Gasificación La gasificación es un proceso en el que se convierte, mediante oxidación parcial a elevadas temperaturas, una materia prima en un gas con moderado poder calorífico. Esta tecnología, normalmente trabaja con un 25-30% del oxígeno necesario para conseguir la oxidación completa, generando un gas compuesto principalmente por monóxido de carbono, hidrógeno, metano, pequeñas cantidades de otros hidrocarburos más pesados, como el etano y el etileno, agua, nitrógeno, y diversos contaminantes como pequeñas partículas carbonosas, cenizas, alquitranes y aceites, todos ellos en distintas composiciones dependiendo del material de partida. La gasificación se muestra como una alternativa atractiva frente a las tecnologías convencionales para el tratamiento de residuos con recuperación energética, siendo especialmente adecuada para residuos industriales. Los residuos sólidos urbanos presentan una problemática particular debido a su heterogeneidad y siempre precisan de una etapa previa al tratamiento. Para conseguir un proceso correcto y eficiente, se requiere de un material homogéneo como los fangos de papeleras, los residuos plásticos mezclados, residuos de la industria forestal y de actividades agrícolas. Pirólisis La pirólisis es la descomposición térmica de la materia orgánica, como la presente en los residuos, en ausencia de oxígeno. Desde la perspectiva de operatividad, la pirólisis es una tecnología versátil ya que todos los residuos poliméricos, naturales o sintéticos, son susceptibles de valorizarse mediante esta técnica. Tras el proceso pirolítico, se obtienen tres corrientes, cuyas composiciones varían en función de las condiciones de operación. A mayores temperaturas se maximiza la generación de gas, y éste a su vez tiene mayor poder calorífico.

11 Desarrollo del Plan Estratégico del Sector de la Valorización Energética de los Residuos. Diciembre 2013 Pág. 11 Incineración La combustión es una reacción química de oxidación entre un combustible y un comburente, generalmente aire, cuya característica principal es la gran cantidad de energía que se desprende y las elevadas temperaturas a las que se produce. Son precisamente el poder calorífico del material a incinerar y el potencial contaminante de las emisiones dos motivos que han hecho evolucionar los sistemas de incineración hacia procedimientos capaces de alcanzar mayores rendimientos en la combustión y mayor eficacia en la eliminación de contaminantes. La incineración ha sido objeto de críticas desde el punto de vista medioambiental debido a la formación de sustancias muy tóxicas, dioxinas y furanos, que junto a diferentes metales pesados, pueden ser emitidos por estas instalaciones. Sin embargo existen disposiciones y normas legales que limitan estas emisiones y para conseguir su cumplimiento ha sido necesario desarrollar nuevas tecnologías para el sistema de combustión y para el sistema de depuración de gases. Actualmente, la incineración debe contemplarse como uno de los posibles elementos que configuren los sistemas de gestión integrada de los residuos sólidos. Las características de los residuos suministrados a la instalación determinan las técnicas apropiadas y el grado en que la energía puede ser recuperada eficientemente. Comparativa de las tecnologías de valorización energética de residuos Una vez estudiadas cada una de las tecnologías, se incluye una tabla comparativa entre las mismas con el fin de obtener una base sobre la que sustentar una elección adecuada. Dicha comparativa evalúa parámetros como pueden ser la necesidad de oxígeno, la temperatura, los subproductos aprovechables, los rendimientos y los costes de cada metodología. PLANTEAMIENTO ESTRATÉGICO El objetivo final de las Directivas Europeas es la de reducir el impacto medioambiental de los residuos, y reducir los volúmenes de los que llegan finalmente como vertido a los vertederos. Desde esta óptica, el posible negocio de la valorización energética de residuos es secundario, y

12 Desarrollo del Plan Estratégico del Sector de la Valorización Energética de los Residuos. Diciembre 2013 Pág. 12 en muchos casos no representa una actividad económica rentable por sí misma. Sin embargo, es fundamental para contribuir a la reducción de los volúmenes de residuos, y de ahí que la creación y mantenimiento de una industria en torno a la valorización energética de residuos en muchos casos requiera apoyos públicos en forma de subvenciones de capital o de explotación. Estos apoyos públicos se justifican en la capacidad de contribuir a través de su actividad a la reducción de los volúmenes de residuo, y a la creación de empleo. Análisis DAFO El análisis DAFO constituye un instrumento de síntesis analítica de singular importancia ya que presenta la realidad objeto de estudio, facilitando el posterior desarrollo del consecuente Plan de Acción. Los cuatro elementos que constituyen el DAFO (Fortalezas, Oportunidades, Debilidades y Amenazas) se pueden agrupar en: Factores internos - Las Fortalezas y Debilidades del propio objeto de estudio Factores externos - Las Oportunidades y Amenazas que presenta el entorno externo En este estudio se identifica un total de: 28 DEBILIDADES (barreras tecnológicas, económicas, políticas y sociales que se han de superar para lograr los objetivos de alcanzar una gestión de residuos más sostenible, a través de una correcta valorización energética de los residuos que minimice los vertidos finales que lleguen al vertedero) 5 AMENAZAS (amenazas que con mayor o menor grado de probabilidad podrían afectar negativamente a la valorización energética de residuos en Canarias, y que es necesario identificar con el objetivo de evitar situaciones que pongan en peligro el normal funcionamiento del sector) 21 FORTALEZAS (elementos que si se aprovecharan adecuadamente, permitirían reforzar la situación de las empresas del sector de la valorización energética de residuos)

13 Desarrollo del Plan Estratégico del Sector de la Valorización Energética de los Residuos. Diciembre 2013 Pág OPORTUNIDADES (nuevas posibilidades que se presentan debido a cambios tecnológicos, sociales, políticos y económicos, y que podrían tener un importante impacto positivo en el sector de la valorización energética de residuos) ÁREAS PRIORITARIAS DE ACTUACIÓN, Y OBJETIVOS ESPECÍFICOS Se han propuesto 5 Objetivos Generales o Areas Prioritarias, que a continuación se relacionan, junto con sus Objetivos Específicos: 1. Promoción de tecnologías de valorización energética de residuos. Potenciar actividades de investigación y desarrollo, incorporando las mejores tecnologías disponibles, y el fomento de empresas de ingeniería y consultoría ambiental. Desarrollar actividades demostrativas sobre la viabilidad técnica y económica de soluciones técnicas innovadoras para la valorización energética de residuos. 2. Formación y sensibilización en relación a la valorización energética de residuos Formación a distintos niveles de técnicos con capacidad de instalar, operar y mantener sistemas de valorización energética de residuos Sensibilizar a la población del archipiélago sobre la necesidad de contribuir a través de la separación de residuos, a una valorización energética más efectiva de los mismos. 3. Mejoras en la recogida para maximización del aprovechamiento de biomasa disponible en los residuos y susceptible de ser valorizada energéticamente. Implantación de la recogida selectiva contenerizada de la materia orgánica biodegradable procedente de los residuos domiciliarios, con el fin de maximizar la valorización de los residuos generados en el archipiélago Fomento de gestores autorizados de materia orgánica, con el fin de que traten todos aquellos residuos orgánicos, incluyendo la fracción orgánica de residuos municipales,

14 Desarrollo del Plan Estratégico del Sector de la Valorización Energética de los Residuos. Diciembre 2013 Pág. 14 los residuos agrícolas, ganaderos, forestales y los lodos de depuradora, promoviendo, así, las instalaciones de valorización energética. Reducir el depósito de lodos de depuradoras en vertederos, siendo esta una biomasa valorizable energéticamente. 4. Implementación de instalaciones de valorización energética eficientes que contribuyan de forma eficaz a la reducción de los residuos destinados a vertido final en vertedero. Fomento de la biometanización para de los residuos orgánicos recogidos selectivamente, cuyo subproducto permitiría obtener un doble beneficio. Valorización energética de los fracción resto o residuos recogidos en masa, incinerando aquellos residuos que sean combustibles en plantas incineradoras, con recuperación energética, y destinando a vertedero aquellos que no lo sean, separados éstos previamente en plantas de tratamiento mecánico-biológico. Reducir la contribución al cambio climático de los gases de efecto invernadero (metano) producidos por la descomposición de materia orgánica en vertederos de Canarias. Se obtendrá además una reducción del CO2 por sustitución de combustibles fósiles por biomasa energética obtenida de residuos. 5. Desarrollo del sector industrial y la generación de empleo en torno a la valorización energética de residuos. Fomento de la creación de empresas y nuevos yacimientos de empleo, mediante políticas de subvenciones y de apoyo a la creación de empresas, en los sectores de valorización y gestión orientada a la recogida y separación de la fracción orgánica. Crear mecanismos para facilitar la financiación de nuevas infraestructuras de valorización energética de residuos Estudiar formas de colaboración pública-privada para promover proyectos de valorización de residuos en Canarias

15 Desarrollo del Plan Estratégico del Sector de la Valorización Energética de los Residuos. Diciembre 2013 Pág. 15 Evaluación de los Instrumentos económicos, y en particular los fiscales, que se han puesto en práctica para promover cambios en los sistemas de gestión de fracción orgánica de residuos existente PLAN DE ACCIÓN PARA LA PROMOCIÓN DE LA VALORIZACIÓN ENERGÉTICA DE RESIDUOS Inicialmente se identifican 100 posibles medidas encaminadas a maximizar la valorización energética de los residuos, asociándolas a los elementos identificados previamente en el DAFO, ya que cada una de estas acciones tendría como finalidad subsanar deficiencias o aprovechar oportunidades detectadas. Estas acciones propuestas se agrupan en Areas Prioritarias de actuación y Objetivos específicos. Para cada una de ella se define un posible indicador, al que se le asigna un valor. Asimismo se asigna un coste estimado para esa actuación en el horizonte temporal de 2014 a Plan de Acción óptimo para periodo A partir de la identificación de las posibles acciones a desarrollar en canarias para impulsar el sector industrial de la valorización energética, y considerando las restricciones presupuestarias que en la realidad harían inviable financiar todas las 100 acciones, se procede a hacer una selección de aquellas acciones óptimas. Para ello se asume que anualmente existirá una dotación de para su financiación, lo que supondría un total de para el periodo El reparto presupuestario por Areas Prioritarias quedaría: 1. Promoción de tecnologías de valorización energética de residuos Formación y sensibilización en relación a la valorización energética de residuos Mejoras en la recogida para la maximización del aprovechamiento de biomasa disponible en los residuos y susceptible de ser valorizada energéticamente

16 Desarrollo del Plan Estratégico del Sector de la Valorización Energética de los Residuos. Diciembre 2013 Pág Implementación de instalaciones de valorización energética eficientes que contribuyan de forma eficaz a la reducción de los residuos destinados a vertido final en vertedero 5. Desarrollo del sector industrial y la generación de empleo en torno a la valorización energética de residuos PRESUPUESTO TOTAL Asociado al coste de las acciones hay una serie de beneficios que se espera obtener: BENEFICIO INDICADOR VALOR Valor económico de los residuos como materia prima, al pasar estos de convertirse en un problema, a una oportunidad de negocio. Toneladas de biomasa energética susceptible de ser valorizada Ton La recogida y separación de la fracción orgánica aumenta la calidad del residuo susceptible de ser valorizado energéticamente, y por tanto su valor. % de la fracción orgánica susceptible de ser valorizada energéticamente 20% La valorización energética de residuos reduce el volumen de los rechazos que conforma el vertido que finalmente va a vertedero. % de reducción de los residuos que se vierten finalmente a vertedero 20% Socioeconómico El efluente de los biodigestores es un fertilizante mineralizado de altísima calidad, que puede contribuir a reducir la importación de fertilizantes inorgánicos. Toneladas de fertilizantes obtenidos de efluente de biodigestores Ton Desarrollo de tejido industrial capaz de generar empleo en torno a la valorización energética de residuos. Nº de empresas de gestión y valorización energética de residuos 15 Creación de empleo especializado en el ámbito de la valorización energética de los residuos Nº de puestos de trabajo 150 Tratamiento de residuos en las zonas de origen, evitando costes de desplazamiento de residuos a vertedero Toneladas de residuos tratados pequeñas plantas descentralizadas Ton Valor económico de los residuos de actividades agrícolas que podría complementar la renta de los Toneladas de residuos agrícolas recogidos Ton

17 Desarrollo del Plan Estratégico del Sector de la Valorización Energética de los Residuos. Diciembre 2013 Pág. 17 agricultores. Energético El aprovechamiento de los residuos como biomasa energética sustituye combustibles fósiles importados y contribuye a reducir las emisiones de gases de efecto invernadero. Reducción de la cantidad de electricidad producida con los combustibles fósiles equivalentes a la energía obtenida mediante la valorización Toneladas de combustibles fósiles importados Cantidad de electricidad (MWh) Ton MWh Disminución de emisiones por sustitución de combustibles fósiles Toneladas de CO Ton Medioambiental Reducción de emisiones por eliminación en vertedero de materia orgánica susceptible de descomponerse de manera natural en complejos medioambientales Toneladas de CO 2 (indirectas a partir del CH 4 evitado) Ton Otros beneficios difíciles de valorar Reducción del impacto medioambiental de la generación de residuos en los frágiles ecosistemas canarios. Mejora de la imagen de Canarias como destino turístico medioambientalmente sostenible. Mejora de la salud de los ciudadanos ya que al eliminar la materia orgánica de los vertederos, la proliferación de patógenos, plagas y roedores será menor

18 Desarrollo del Plan Estratégico del Sector de la Valorización Energética de los Residuos. Diciembre 2013 Pág. 18 ÍNDICE GENERAL 1. INTRODUCCIÓN PREÁMBULO DEFINICIONES ANÁLISIS GENERAL DEL SISTEMA ACTUAL DE GESTIÓN DE RESIDUOS FRACCIÓN ORGÁNICA DE RESIDUOS SÓLIDOS URBANOS Ejemplos de modelos de gestión implantados en otras ciudades LODOS DE DEPURADORA RESIDUOS DE ACTIVIDAD GANADERA RESIDUOS DE ACTIVIDAD AGRÍCOLA MARCO NORMATIVO Y LEGISLACIÓN APLICABLE EN MATERIA DE VALORIZACIÓN ENERGÉTICA DE LA BIOMASA NORMATIVA COMUNITARIA Legislación vigente sobre emisiones LEGISLACIÓN ESTATAL Legislación vigente sobre emisiones LEGISLACIÓN AUTONÓMICA CANARIA PLANES INSULARES DE RESIDUOS Plan Territorial Especial de Residuos de Gran Canaria Objetivos generales Diagnóstico sectorial Características esenciales en el sector de residuos Infraestructura de gestión y tratamiento de residuos Producción y gestión de residuos Residuos Urbanos Residuos Especiales Residuos Especiales: Lodos de depuradoras Residuos Ganaderos Residuos Agrícolas Residuos Forestales Problemática medioambiental preexistente Infraestructuras propuestas para solventar la problemática preexistente Plan Territorial Especial de Ordenación de Residuos (PTEOR) de Tenerife Objetivos del plan... 96

19 Desarrollo del Plan Estratégico del Sector de la Valorización Energética de los Residuos. Diciembre 2013 Pág Descripción de la situación actual en la gestión de residuos Residuos Urbanos Residuos Especiales: Lodos de EDAR Residuos Especiales: Subproductos de origen animal Residuos Ganaderos Residuos Agrarios Residuos forestales Modelos de gestión Plan Territorial Especial de Residuos de Lanzarote Principios inspiradores Objetivos Situación actual de la generación de residuos en Lanzarote Residuos Urbanos Residuos Especiales: Lodos EDAR Residuos Especiales: Subproductos de animales Residuos Ganaderos Residuos Agrarios Residuos Forestales Modelo de gestión Plan Territorial Especial de Residuos (PTER) de La Palma Objetivos Diagnóstico de la situación actual de los residuos en La Palma Residuos Urbanos Residuos Especiales: Lodos de EDARs Residuos Especiales: Subproductos animales Residuos Ganaderos Residuos Agrícolas Residuos Forestales Modelos de gestión Plan Territorial Especial de Residuos de Fuerteventura Objetivos Los residuos de Fuerteventura Actuaciones presentes y futuras ESTIMACION DEL POTENCIAL DE BIOMASA ENERGÉTICA DE CANARIAS HORIZONTE TEMPORAL Principales restricciones. Aspectos comunes Restricciones económicas y financieras Aspectos institucionales Aspectos jurídicos: Restricciones en el marco legal FRACCIÓN ORGÁNICA DE RESIDUOS SÓLIDOS URBANOS Aplicaciones de la energía obtenida a partir de los residuos sólidos urbanos

20 Desarrollo del Plan Estratégico del Sector de la Valorización Energética de los Residuos. Diciembre 2013 Pág Restricciones a la gestión de residuos: Dimensionamiento de infraestructuras y restricciones relacionadas Restricciones tecnológicas y de acceso al conocimiento Restricciones medioambientales y sociales Fracción orgánica de Residuos Sólidos Urbanos Modificación en la definición de compost Priorización en los planes insulares Convenio de Estocolmo sobre Compuestos Orgánicos Persistentes (COPs) en el marco de las Naciones Unidas, ratificado por 154 países Ámbito de aplicación del Convenio de Estocolmo Estimación de generación de residuos sólidos urbanos a LODOS DE DEPURADORA Restricciones en lodos de depuradora Estimación de generación de lodos de depuradora a RESIDUOS DE ACTIVIDAD GANADERA Estimación de generación de residuos ganaderos a RESIDUOS DE ACTIVIDAD AGRÍCOLA Estimación de generación de residuos agrícolas a RESIDUOS FORESTALES Legislación Estatal: Reglamentos y Legislación de la Comunidad Autónoma de Canarias RESUMEN DE LAS PREVISIONES DE GENERACIÓN DE RESIDUOS TECNOLOGÍAS DE VALORIZACIÓN ENERGÉTICA DE RESIDUOS BIODIGESTIÓN: BIOGÁS Descripción Fases en la digestión anaerobia Factores determinantes en proceso biometanogénico Naturaleza y composición bioquímica de la materia prima Relación C/N Temperatura ph y alcalinidad Tóxicos o inhibidores de la metanogénesis Agitación-mezclado Carga orgánica Otros parámetros Biogás Sistemas de producción de biogás Tecnologías existentes para la digestión anaerobia Sistemas secos en una etapa Sistemas en dos etapas

21 Desarrollo del Plan Estratégico del Sector de la Valorización Energética de los Residuos. Diciembre 2013 Pág Sistemas discontinuos: Digestores anaerobios Digestores de mezcla completa Digestores de flujo pistón Características del Biogás Proceso Biodigestores Tipos de digestores Sistema Hindú o KVICK Sistema Chino o SZCHAWN Otros diseños Dimensionamiento del biodigestor Volumen del biodigestor Usos del biogás Purificación del biogás Desulfuración Deshumidificación Eliminación de CO Motor y Generador Eléctrico Adaptación Diesel Adaptación motores de gasolina Seguridad Aspectos Económicos Fertilizante El digerido Criterios exigibles de calidad Contenido en materia orgánica y en nutrientes Características de los digeridos (Bernal Calderón y col., 2011) Estabilidad y madurez Valorización de los digeridos en la agricultura Tecnologías de tratamiento del digestato Recuperación de nutrientes (por ejemplo, precipitación, stripping) Eliminación de nutrientes (por ejemplo, nitrificación-desnitrificación) Restricciones y consideraciones en la biodigestión de residuos Biodigestión en Canarias Cogeneración Ejemplos de experiencias exitosas PIRÓLISIS Descripción Sistemas alotérmicos Sistemas autotérmicos

22 Desarrollo del Plan Estratégico del Sector de la Valorización Energética de los Residuos. Diciembre 2013 Pág Residuos pirolizables Tecnologías en los procesos pirolíticos Pirólisis lenta o carbonización Pirólisis convencional Pirólisis rápida a temperaturas moderadas Pirólisis rápida o "flash" a altas temperaturas Parámetros que intervienen en el proceso Características físico-químicas de la biomasa Temperatura Velocidad de calefacción Productos de la pirólisis Aplicaciones de los productos de pirólisis Fracción sólida Fracción líquida Fracción gaseosa Pirólisis de biomasa para generación de electricidad INCINERACIÓN Descripción El proceso de combustión Energía Cenizas Etapas en el proceso de incineración Temperatura de incineración, tiempo de residencia y contenido mínimo de oxígeno Tecnologías de combustión o incineración Hornos de parrilla Hornos de lecho fluidizado Hornos rotativos Tipo y naturaleza de los residuos Análisis económico Restricciones a la incineración o pirólisis: Información pública Almacenamiento permanente de escorias únicamente en: Balance de energía Cementera como alternativa a la incineración Valorización energética de residuos Tipos de residuos Balance energético Consideraciones medioambientales GASIFICACIÓN Descripción

23 Desarrollo del Plan Estratégico del Sector de la Valorización Energética de los Residuos. Diciembre 2013 Pág Principios de la gasificación Agentes gasificantes Biomasa Catalizadores Etapas en el proceso de gasificación Elección de la tecnología Análisis económico Utilidades de las cenizas en biomasa COMPARATIVA DE TECNOLOGÍAS DE VALORIZACIÓN ENERGÉTICA DE RESIDUOS Experiencias en Canarias PROVEEDORES EJEMPLOS DE EXPERIENCIAS EXITOSAS Biodigestor, Trebon, República Checa: Abastecimiento eléctrico y aprovechamiento máximo del calor generado en instalación hotelera Acciones desarrolladas: Combinación de ciclo orgánico de Rankine (ORC) con otros cogeneradores que permiten un uso combinado de calor y electricidad (CHP), optimizando la generación electrica a partir del calor resultante Desarrollo del proyecto: Operaciones efectuadas: Resultados logrados en el servicio: Planta de biogás orientada a una adaptación flexible de la producción eléctrica: Alemania Resultados alcanzados: Instalación de un agitador-fermentador y ahorrador de energía. Japón: Perspectiva global de biodigestor Acciones innovadoras desempeñadas Resultados de las acciones desempeñadas Aprovechamiento de la biomasa de origen forestal: INCINERACIÓN EN CALDERA DE BIOMASA CON VALORIZACIÓN ENERGÉTICA. SECTOR SERVICIOS, TURISMO PLANTEAMIENTO ESTRATÉGICO SITUACIÓN ACTUAL DE LA VALORIZACIÓN ENERGÉTICA DE RESIDUOS Sector empresarial Valorización de RSU Complejo medioambiental de Salto del Negro Gran Canaria Complejo ambiental de Arico Tenerife Complejo ambiental de Zonzamas Lanzarote Valorización de residuos ganaderos Valorización de aceites reciclados usados Aceite Vegetal Usado en la Refinería Tenerife Aceite Vegetal Usado en Gran Canaria

24 Desarrollo del Plan Estratégico del Sector de la Valorización Energética de los Residuos. Diciembre 2013 Pág. 24 Aceite Vegetal Usado en El Hierro Valorización de residuos forestales Valorización de lodos de depuradora ANÁLISIS DAFO APLICADO A LA VALORIZACIÓN ENERGÉTICA DE RESIDUOS Debilidades Amenazas Fortalezas Oportunidades DEFINICIÓN DE OBJETIVOS Y CRITERIOS PARA EL DESARROLLO DE LA VALORIZACIÓN ENERGÉTICA DE RESIDUOS Objetivos globales y áreas prioritarias de actuación Áreas Prioritarias Objetivos específicos Área Prioritaria 1: Promoción de tecnologías de valorización energética de residuos Objetivos específicos: Área Prioritaria 2: Formación y sensibilización en relación a la valorización energética de residuos Objetivos específicos: Área Prioritaria 3: Mejoras en la recogida para maximización del aprovechamiento de biomasa disponible en los residuos y susceptible de ser valorizada energéticamente Objetivos específicos: Área Prioritaria 4: Implementación de instalaciones de valorización energética eficientes que contribuyan de forma eficaz a la reducción de los residuos destinados a vertido final en vertedero Objetivos específicos: Área Prioritaria 5: Desarrollo del sector industrial y la generación de empleo en torno a la valorización energética de residuos Objetivos específicos: Principios sobre los que se ha de sustentar la valorización energética de residuos Principio de Formación e Información Principio de proximidad Principio de máximo aprovechamiento de los subproductos generados Principio de sostenibilidad PLAN DE ACCIÓN PARA LA PROMOCIÓN DE LA VALORIZACIÓN ENERGÉTICA DE RESIDUOS Definición de políticas y objetivos de promoción de la Valoración energética datos de partida Sistema GIS Datos disponibles Propuesta de acciones estratégicas para maximización de la valorización Área Prioritaria 1: Promoción de tecnologías de valorización energética de residuos Área Prioritaria 2: Formación y sensibilización en relación a la valorización energética de residuos Área Prioritaria 3: Mejoras en la recogida para maximización del aprovechamiento de biomasa disponible en los residuos y susceptible de ser valorizada energéticamente

25 Desarrollo del Plan Estratégico del Sector de la Valorización Energética de los Residuos. Diciembre 2013 Pág Área Prioritaria 4: Implementación de instalaciones de valorización energética eficientes que contribuyan de forma eficaz a la reducción de los residuos destinados a vertido final en vertedero Área Prioritaria 5: Desarrollo del sector industrial y generación de empleo en torno a la valorización energética de residuos Análisis coste-beneficio de implementación del plan Costes Área Prioritaria 1: Promoción de tecnologías de valorización energética de residuos Área Prioritaria 2: Formación y sensibilización en relación a la valorización energética de residuos Área Prioritaria 3: Mejoras en la recogida para maximización del aprovechamiento de biomasa disponible en los residuos y susceptible de ser valorizada energéticamente Área Prioritaria 4: Implementación de instalaciones de valorización energética eficientes que contribuyan de forma eficaz a la reducción de los residuos destinados a vertido final en vertedero Área Prioritaria 5: Desarrollo del sector industrial y la generación de empleo en torno a la valorización energética de residuos Beneficios Plan de Acción óptimo para periodo Área Prioritaria 1: Promoción de tecnologías de valorización energética de residuos Área Prioritaria 2: Formación y sensibilización en relación a la valorización energética de residuos Área Prioritaria 3: Mejoras en la recogida para maximización del aprovechamiento de biomasa disponible en los residuos y susceptible de ser valorizada energéticamente Área Prioritaria 4: Implementación de instalaciones de valorización energética eficientes que contribuyan de forma eficaz a la reducción de los residuos destinados a vertido final en vertedero Área Prioritaria 5: Desarrollo del sector industrial y la generación de empleo en torno a la valorización energética de residuos Beneficios Otros beneficios difíciles de valorar PLAN FINANCIERO Identificación de posibles fuentes de financiación FOMENTO DEL EMPLEO MEDIANTE LA GESTIÓN DE RESIDUOS EN CANARIAS CONCLUSIONES BIBLIOGRAFÍA ÍNDICE DE TABLAS, FIGURAS E IMÁGENES ÍNDICE DE TABLAS ÍNDICE DE FIGURAS ÍNDICE DE IMÁGENES

26 Desarrollo del Plan Estratégico del Sector de la Valorización Energética de los Residuos. Diciembre 2013 Pág INTRODUCCIÓN 1.1. PREÁMBULO La gestión sostenible de los residuos es, sin duda, uno de los retos más importantes que deberá afrontar Canarias en el siglo XXI. La falta de información y formación, la complejidad de la gestión en función del residuo a tratar, los costes y la falta de aprovechamiento de los subproductos obtenidos tras la valorización, son algunas de los factores en los que habrá que hacer una mayor incidencia. La generación de residuos supone un problema medioambiental y su mala gestión podría provocar graves impactos irreversibles en los frágiles ecosistemas canarios. Potencialmente también puede representar un problema de salud pública. Un elemento clave en la lucha por reducir los volúmenes de residuos que se acumulan en los vertederos canarios, es la valorización energética de los mismos. La legislación sobre residuos señala la jerarquía que se debe seguir en la gestión de los residuos, donde la valorización energética se sitúa por detrás de la reutilización y el reciclado, y siempre por delante de la opción de la eliminación de residuos en vertedero En el presente documento se estudian las potencialidades de valorización energética de residuos en Canarias, analizando las tecnologías con las que se pueden valorizar los residuos, entre las que se encuentran la biometanización, la gasificación, la pirólisis y la incineración. Se ha realizado una comparativa entre las tecnologías de valorización energética existentes con el fin de obtener una base sobre la que sustentar una elección adecuada. Dicha comparativa evalúa parámetros como pueden ser la necesidad de oxígeno, la temperatura, los subproductos aprovechables, los rendimientos y los costes de cada tecnología. La problemática de la eliminación de residuos motiva la búsqueda de soluciones o alternativas de tratamiento de los mismos, que a su vez generen un beneficio extra, como los que se pueden derivar de la valorización energética de residuos. Esta búsqueda de alternativas, muchas veces se encuentra

27 Desarrollo del Plan Estratégico del Sector de la Valorización Energética de los Residuos. Diciembre 2013 Pág. 27 promovida por la normativa vigente. Por otro lado, se examina el marco normativo, tanto a nivel comunitario, estatal y autonómico, referente a los distintos flujos de residuos. También se analizan los Planes Territoriales Especiales de Ordenación de Residuos para las distintas islas del archipiélago, para conocer cómo se gestionan los residuos y fomentar la valorización energética de los mismos a nivel insular. Una de las alternativas más interesantes para la valorización energética de residuos es la biodigestión. Esto se ve reflejado en la progresiva expansión de los sistemas de digestión anaerobia, tanto a nivel nacional como a nivel europeo. La biodigestión por un lado soluciona la problemática de la acumulación de residuos orgánicos, generando biogás y un subproducto que puede ser empleado como fertilizante, y por otro lado reduce las emisiones de efecto invernadero al evitar emisiones de metano debida a la descomposición espontanea de la fracción orgánica de los residuos en los vertederos (considerando que una tonelada de CH 4 equivale a 21 toneladas de CO 2, con respecto al Global Warming Potencial GWP, que hace referencia a la capacidad de contribuir al calentamiento global de los dos gases). Los Cabildos Insulares de islas como Lanzarote y Gran Canaria, ya están apostando por la biometanización de sus residuos, según indican en sus Planes Territoriales Especiales de Ordenación de Residuos. Por el contrario, otras islas optan por procesos de compostaje para el tratamiento de la fracción orgánica de sus residuos. Sin embargo, existe interés desde el sector privado por desarrollar proyectos de producción de biogás en la mayoría de las islas, incluyéndose instalaciones en Tenerife y en Fuerteventura. En función de todo lo anterior, se puede decir que la gestión de los residuos ha mejorado, fundamentalmente por las exigencias de la aplicación de las normativas europeas. Es un sector con expectativas de crecimiento futuro, lo que contribuirá a reducir el riesgo medioambiental que origina la acumulación de residuos en los vertederos de Canarias, y que a la vez contribuirá al desarrollo energéticamente sostenible y a la generación de empleo en el archipiélago DEFINICIONES