Experiencias en la generación de energía eléctrica a partir del biogás en la agroindustria de palma de aceite. Mónica Cuéllar Sánchez TPA Consultores

Transcripción

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2 Experiencias en la generación de energía eléctrica a partir del biogás en la agroindustria de palma de aceite Mónica Cuéllar Sánchez TPA Consultores

3 Contenido 1. Reto de las plantas de beneficio. 2. Producción de biogás 3. Casos de Éxito: 1. Perú 2. Colombia 3. Guatemala 4. Honduras 5. Tailandia 6. Malasia 4. Conclusiones

4 Contenido 1. Reto de las plantas de beneficio. 2. Producción de biogás 3. Casos de Éxito: 1. Perú 2. Colombia 3. Guatemala 4. Honduras 5. Tailandia 6. Malasia 4. Conclusiones

5 Tradicionalmente los ingresos de las extractoras dependían de los aceites y los subproductos eran considerados residuos Aceites Tusas Fibra Cuesco Efluentes 24% 21% 12% 5% 80% 4,4 Ton - Ha 4,2 Ton - Ha 2,6 Ton - Ha 1,1 Ton - Ha 22 Ton de aceite por Ha. Hasta hace pocos años, ha iniciado el proceso de valorización de los residuos o Subproductos. En parte motivados por las presiones ambientales al sector.

6 Retos Adecuado manejo de los subproductos sólidos y líquidos generados en el proceso Aprovechamiento económico de los subproductos. Identificación de nuevas oportunidades de negocios. Objetivo Cero residuos. Uso eficiente y sostenible de los subproductos.

7 Adecuado manejo de los subproductos sólidos y líquidos generados en el proceso Aprovechamiento económico de los subproductos. Identificación de nuevas oportunidades de negocios. Objetivo Cero impacto ambiental del proceso, por el uso eficiente y sostenible de los subproductos. Tratamiento de efluentes enfocado a la producción de biogás, permite superar estos retos. El biogás puede ser utilizado en fines energéticos.

8 Contenido 1. Reto de las plantas de beneficio. 2. Producción de biogás 3. Casos de Éxito: 1. Perú 2. Colombia 3. Guatemala 4. Honduras 5. Tailandia 6. Malasia 4. Conclusiones

9 Los efluentes son líquidos con alto contenido de carga orgánica de alto impacto ambiental CH4 CH4 CH4 La normatividad ambiental ha estado orientada hacia el control de la calidad del efluente a la salida del tratamiento. CH4 El tratamiento del efluente produce Biogás Contaminación a los cuerpos de agua superficial y/o subterránea El Biogás es un gas con un potencial de efecto invernadero alto (21 veces)

10 Enfoque ambiental de tratamiento del efluente Efluente (e) Altos niveles de Materia Orgánica. DQO ppm Sistema de Tratamiento de Aguas Residuales Efluente (s) Vertimientos a cuerpos agua. DQO 1500 ppm(col) Bioreactores Digestión anaeróbica de la materia orgánica. Como subproducto se obtiene el GAS METANO Existen dos métodos para realizar el proceso: Enfoque energético Metano, es un gas efecto invernadero con alto poder calorífico Lagunas Posibilidad de generar energía y de obtener bonos de carbono (MDL) Existen opciones intermedias

11 Características del Biogás Composición media del biogás producido Composición Metano 50-70% Dióxido de Carbono 30 40%% Oxígeno + Nitrógeno 0,5% Monóxido de Carbono 0 1,5% Humedad 2,5% Acido Sulfhídrico (H 2 S)* 2500 ppm Fuentes: CENBIO, 2003 y SABESP, 2001 *Valores máximos reportados en sistemas en operación Poder calorífico : MJ/m 3 Mezclas Biogás: aire en relación 1:20 mezcla gaseosa altamente explosiva

12 La industria de la palma de aceite en el mundo, está incursionando en la producción de energía a partir del biogás. Biogás 1 Ton Racimos de Fruta Fresca 0,6 0,9 m 3 Ton RFF m 3 Ton RFF [CH 4 ] = 50 70% kwh / Ton RFF 0,2 Ton CO 2 e /Ton RFF

13 Historia 1984/1987 Pioneros Empresas Sime Darby (Malasia) y Palmar del Llano (Colombia) trataban los efluentes en biorreactores 1999 Cambio del tratamiento del efluente de biorreactores a lagunas cubiertas. La primera experiencia en Latinoamérica Palmeiras (Colombia). Desarrollos individuales dispersos 2005 Ratificación Protocolo de Kioto Consolidación Mecanismo de Desarrollo Limpio Inicio de la implementación de proyectos en el marco del MDL Los países palmeros de la región fueron pioneros en estos desarrollos: Honduras, Perú, Guatemala. En el SEA Tailandia implementó este tipo de proyectos. En Malasia e Indonesia la implementación ha sido lenta. Se complementaban con la generación de energía eléctrica para consumo interno y la producción de excedentes para la venta.

14 Historia en resumen Los proyectos se enfocaron en la generación de energía térmica y eléctrica 2014 Nuevas tendencias. Malasia informa que es estratégico para la comercialización del aceite de palma en el mundo la captura de metano en el STAR. El objetivo es que en 2020 TODAS las plantas de beneficio deben capturar el metano. Los proyectos están enfocados al uso eficiente de los subproductos, la autosuficiencia energética, la reducción del impacto ambiental y la generación de nuevos ingresos Malasia está en proceso de implementación de los sistemas En Latinoamérica. Se sigue pensando en el tema

15 Contenido 1. Reto de las plantas de beneficio. 2. Producción de biogás 3. Casos de Éxito: 1. Perú 2. Colombia 3. Guatemala 4. Honduras 5. Tailandia 6. Malasia 4. Conclusiones

16 Perú. Palmas del Espino Empresa del Grupo Palmas, ubicada en Palmawasi, Uchiza - San Martin. Inicio operación en Es un proyecto registrado ante el UNFCCC desde Sept Objetivo del Proyecto, es el reemplazo del combustible fósil en la generación de energía térmica del complejo industrial. Incluye: Planta Extractora 60 Ton RFF-h Planta de Refinación de Aceites Planta de Biodiésel Ton - año Fuente: PDD SUED /view

17 Perú. Palmas del Espino Productos Biogás 19 m 3 -Ton RFF %CH4 = 60-65% Generación de vapor: 3 calderas de vapor y 1 de fluido térmico Ahorro del 15% de la biomasa utilizada en las calderas Lodo es llevado al campo Efluente cumpliendo con la normatividad local.

18 Sept - Dic 2007 Ene - Dic 2008 Ene - Oct 2009 Nov Oct 2010 Nov Oct 2011 Nov Dic 2012 Perú. Palmas del Espino Reducción Ton CO2 equiv Está en proceso de renovación del segundo periodo de acreditación ante el UNFCCC Reducción de emisiones promedio año: Ton Fuente: PDD

19 Colombia. Aceites Manuelita Esta empresa es ejemplo de la optimización del uso del biogás en los diferentes procesos energéticos, bien sea térmicos o de generación de energía eléctrica. Proyecto inicio operación en enero Completo está constituido por: Planta de Beneficio 90 Ton RFF hora Planta de Biodiésel Ton - año Fuente: Generación y uso de biogás. Manuelita Aceites y Energía. XII Reunión Técnica Nacional de Palma de Aceite. 2014

20 Colombia. Aceites Manuelita Productos Biogás 35 m 3 -Ton RFF %CH4 = 56% Generación energía eléctrica 1,4 MW Generación de vapor (2 calderas + 1 calderin) Lodo tratado es utilizado en el sistema de compostaje Efluente cumpliendo con la normatividad local. Fuente:

21 Colombia. Aceites Manuelita Energéticos Económicos: Ambientales El complejo es autosuficiente energéticamente. Producen energía térmica y eléctrica La energía de la red es utilizada como respaldo. 80% en las compras de combustibles fósiles y energía eléctrica. Ingresos por venta de los excedentes a la red 85% de las emisiones de metano a la atmósfera. Cumplimiento con la norma de vertimientos Fuente:

22 Colombia. Extractora Tequendama Esta empresa, es parte del Proyecto Sombrilla aprobado por el UNFCCC a Fedepalma. Ubicado en Fundación, Magdalena Fue implementado por fases: Captura y mitigación del metano (Tea) 2013 Generación de energía eléctrica. Es parte de la Política de Sostenibilidad del grupo Daabon, la cual tiene como objetivo la integración de sus procesos productivos e incrementar la productividad.

23 Colombia. Extractora Tequendama Productos Biogás: %CH4 = 65% Potencial generación energía eléctrica 2,25 MW Los excedentes de energía son vendidos a la Red Efluente de salida, cumple normatividad local y es utilizado como fertirriego. Lodo tratado es utilizado en el sistema de compostaje 50% de las emisiones de metano a la atmósfera. Fuente:

24 Colombia. Proyecto Sombrilla Fase 1. Captura y Mitigación del Metano Fase 2. Cogeneración de energía eléctrica 31 Extractoras participantes Producción y venta de CER PDD registrado en 2009 por el UNFCCC - CDM Generación de energía eléctrica Sólo 1 proyecto autorizado en el PDD. Para los demás se solicitaría la ampliación del PDD El tamaño del proyecto implicaba la complejidad en los procesos de monitoreo y control de la reducción de GEI. La caída de los precios de los CER desmotivó la implementación de los proyectos

25 Colombia. Sólo 6 (de 65) plantas de beneficio cuentan con sistemas de captura y mitigación de metano. Las principales barreras son: La complejidad de la normatividad para la comercialización de la EE. El valor de la inversión Se espera que la Ley 1715 Promoción de la Energías Renovables permita la implementación de estos proyectos en el sector.

26 Guatemala. 4 de las 16 plantas extractoras del país capturan y utilizan en biogás. 3 del grupo HAME Extractora del Atlántico. El proyecto de E. Atlántico utiliza el biogás para la generación de energía eléctrica y es un proyecto registrado ante el UNFCCC desde el año La mayoría de las plantas utilizan el efluente en el compostaje.

27 Honduras. Eecopalsa Como resultado de la política de aprovechamiento de residuos del proceso inicio en proyecto el año 2005, como estrategia para optimizar la explotación de los subproductos, el cumplimiento de la autoridad ambiental y la certificación (RSPO) Fuente: Aprovechamiento y valorización energética de la biomasa y biogás. Conferencia Internacional en Palma de Aceite

28 Honduras. Eecopalsa La producción de biogás y generación de energía eléctrica, está integrada con la generación de energía eléctrica a partir de la biomasa sólida 30% de la energía generada se consume internamente. Ingresos por venta de los excedentes a la Red y de CERs Fuente: Aprovechamiento y valorización energética de la biomasa y biogás. Conferencia Internacional en Palma de Aceite

29 Honduras. El 60% de las extractoras aprovechan el biogás para la generación de energía eléctrica. Es uno de los países palmeros con el mayor grado de implementación de este tipo de proyectos. La normatividad de biocombustibles del país, involucra el uso y aprovechamiento del biogás, esto motivó la implementación de estos proyectos. La Empresa Nacional de Energía Eléctrica es la entidad que compra la energía. La normatividad define la fórmula para la venta de energía eléctrica. La normatividad de biocombustibles en la actualidad está en proceso de revisión. Se espera que no haya cambios en esta materia sino la inclusión de la normatividad para biodiésel y etanol.

30 Tailandia. Univanich Esquema producción y Uso de biogás Univanich implementó proyectos en las tres extractoras del grupo. Inició operación en el año Los tres proyectos están registrados ante UNFCCC CDM. Los objetivos son: La captura de metano La generación y venta de energía eléctrica y La reducción GEI y venta de CER. Fuente: PIPOC A Review of Three CDM Biogas Projects Based on Palm Oil Mill Effluent in Southern Thailand

31 Tailandia. Univanich Operacionales Extractora Inicio Operación Siam 2008 Biogás (m 3 Ton RFF) % Metano Potencial Generación (MW) 0,95 Lamthap % 1,95 Topi ,85

32 Tailandia. Univanich Beneficios: 1. Reducción de Ton CO 2 equivalente por año 2. Generación de energía eléctrica: mwh 3. Recirculación del efluente tratado a las plantaciones 4. Significativa reducción del consumo de diesel Fuente: Philippines 9th Ntational Palm Oil Congress. Four Pillars of Sustainable Palm Oil Production in Thailand

33 Tailandia. Metas de la Política de Promoción de Energías Renovables al 2036 Desde el año 2008 el Gobierno de Tailandia ha definido políticas para la promoción y uso de energías renovables. En 2002 el Gobierno de Tailandia, estableció el programa: Fuente: Department of Alternative Energy Development and Efficiency. Ministry of Energy Thailand VSPP (Very Small Power Producer Scheme). Estableció las reglas para la compra de energía eléctrica generada por pequeños productores a partir de la captura de metano. Capacidad máxima: 10 MW Precio de compra: U$0,08 kwh

34 Malasia. Desde el año 1984, se conoce que algunas plantaciones en Malasia hacían un tratamiento a los efluentes utilizando bioreactores. Sin embargo, sólo a principios de los años 2000, cuando fue ratificado el protocolo de Kyoto y el Mecanismo de Desarrollo Limpio se inició la implementación de algunos proyectos. Según el PIPOC, en 2011 sólo 43 de las 460 extractoras contaban con sistemas de tratamiento de los efluentes y captura del biogás. La mayoría motivados por el MDL. En 2016, 60 plantas de beneficio cuentan con sistemas de captura de biogás y generación de energía.

35 Malasia. Desde el año 2009, con el incremento de la producción y uso de biodiesel de palma en el mundo, se han incrementado las barreras para el comercio del aceite de palma para biocombustibles por el no cumplimiento de los requisitos de sostenibilidad (emisiones GEI). El programa RFS2 EPA, estableció que el biodiesel de palma no cumple con el nivel de reducción de GEI Mínimo requerido (20%) En Europa establecieron los niveles mínimos requeridos de reducción de GEI para los biocombustibles. En 2014, el 45% del aceite de palma importado en Europa fue utilizado en la producción de biodiesel

36 Malasia. En 2009, Malasia incluyó la captura y uso del biogás con fines energéticos dentro de las áreas claves para el desarrollo del país.

37 Malasia. NKEA Biogas program Sólo 60 extractoras cuentan con proyecto (de las 430) Normatividad: 1. A partir del 1 de enero de 2014: Las nuevas plantas deben incluir la captura de metano Las plantas que están en proceso de expansión deben incluir la captura de metano 2. A partir del 1 de enero de 2017: Todas las plantas de beneficio deben contar con la captura de metano. Fecha límite para su implementación: 1 de enero de 2020 Esta normatividad genera un nuevo estándar para la comercialización del aceite de palma en el mundo.

38 Contenido 1. Reto de las plantas de beneficio. 2. Producción de biogás 3. Casos de Éxito: 1. Perú 2. Colombia 3. Guatemala 4. Honduras 5. Tailandia 6. Malasia 4. Impactos

39 Impactos Económicos La implementación del uso de biogás reduce los costos relacionados con la generación de energía eléctrica por la sustitución de combustibles fósiles. Reducción de costos de mantenimiento, derivado de la mejora en la calidad de la energía eléctrica utilizada en el proceso. Generación de ingresos por la venta de los excedentes de EE a la red En la mayoría de los casos, el tiempo de recuperación de la inversión está entre 3 a 5 años, dependiendo de la configuración del sistema y las condiciones de la planta.

40 Impactos Ambientales Las principales emisiones de metano se producen en el tratamiento de los efluentes. Potencial de calentamiento global en Ton CO 2 equiv. Por cada Tonelada de RFF se reducen 0,2 Ton CO 2 equivalente. Fuente: EMPA, Ministerio de Minas y Energía Colombia

41 El uso eficiente del biogás con fines energéticos, contribuye a mejorar la puntuación en sostenibilidad de las plantas de beneficio.

42 Gracias por su atención Mónica Cuéllar Sánchez