Perspectiva crítica en el futuro de la tecnología de los biodigestores.

Transcripción

1 Perspectiva crítica en el futuro de la tecnología de los biodigestores

2 TALANOA Dónde estamos? Dónde queremos ir? Cómo llegamos allí?

3 Dónde estamos? TALANOA

4 Dónde estamos? BDG sofisticados- alto requerimiento tecnológico CSTR 35ºC Mezcla Pretratamiento mecánico

5 DG sofisticados- alto requerimiento tecnológico Altos costes de inversión Alta eficiencia volumétrica Centralizacion Enfocado a electricidad

6 Tecnologías sofisticadas - alto input tecnológico Tras cambios en política subsidios, el sector cae

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8 1000 plantas/año Puestos de trabajo área rural Competición por biomasa Incremento cultivo maíz y cambio de uso Rotaciones de cultivos mas cortas Problemas de aceptación social cambios en subsidios Enfoque en estiércol y pequeña escala

9 Tecnologías sofisticadas - alto input tecnológico Otras renovables producen mejor (y solo!) electricidad

10 Tecnologías sofisticadas - alto input tecnológico No se aprecia curva de aprendizaje en biogas

11 La task 37 de la IEA ya esta en pequeña escala y estiércol

12 Dónde estamos? BDGs sencillos - bajo requerimiento tecnológico

13 BDGs sencillos - bajo requerimiento tecnológico Domo fijo T ambiente Mezcla neúmatica <7-8%ST Just right technology

14 BDGs sencillos - bajo requerimiento tecnológico Baja inversión Eficiencia volumétrica menor Descentralizacion Enfocado a uso local de calor y nutrientes

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16 BDGs sencillos - bajo requerimiento tecnológico China units (2014) India units (2014) Nepal units (2015) VietNam units (2014) Kenya 16,419 units (2017) Ethiopia 13,585 units (2017) Tanzania 13,037 units (2017) Burkina Faso 7,518 units (2017) Uganda 6,504 units (2017) y en Latinoámerica?

17 BDGs sencillos - bajo requerimiento tecnológico Just right technology Biodigestores tubulares de bajo costo en Latinoamérica T ambiente Sin mezcla (o manual) <3-4%ST

18 BDGs sencillos - bajo requerimiento tecnológico Adaptados a climas fríos extremos T máxima ambiental Sin mezcla (o manual) <3-4%ST

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20 Grandes productores, Colombia

21 BDGs sencillos - bajo requerimiento tecnológico También dependen de subisidios Los PNBs exitosos en Asia y Africa, por evaluar en LAC De uso para cocina, fertilizante y mitigation ambiental

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23 BDGs sencillos - bajo requerimiento tecnológico También dependen de subisidios Los PNBs exitosos en Asia y Africa, por evaluar en LAC De uso para cocina, fertilizante y mitigation ambiental paso a usos productivos

24 Santa Rosa, G. Parra Ecuador, 2015

25 Santander, Finca TOSOLY, Colombia, 2015

26 BDGs sencillos - bajo requerimiento tecnológico También dependen de subisidios Los PNBs exitosos en Asia y Africa, por evaluar en LAC De uso para cocina, fertilizante y mitigation ambiental paso a usos productivos saneamiento, residuos sólidos, industriales.rural y ciudades intermedias

27 Dónde estamos? Tecnologías sofisticadas - alto input tecnológico Re-enfoque del sector Escala + pequeña Sustratos menos ricos Integración en finca Otros usos biogás Tecnologías sencillas - bajo input tecnológico Éxito de la propuesta Escalas mayores Infraestructura social (+ tech) Usos biogás en maquinaria

28 TALANOA Dónde estamos? Dónde queremos ir? Cómo llegamos allí?

29 TALANOA Dónde estamos? Dónde queremos ir? Cómo llegamos allí?

30 Contexto medioambiental Energético y agrícola de la tecnología de los biodigestores

31 Agricultura Rizobios... Fijación biológica del N atmosférico

32 Agricultura Proceso Haber-Bosch Fijación química del N atmosférico

33 Agricultura Población humana Población humana sin Haber-Boch Erisman, J.W., Sutton, M.A., Galloway, J., Klimont, Z. and Winiwarte, W How a century of ammonia synthesis changed the world. Nature Geoscience 1:

34 A modificado toda la agricultura

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36 Agricultura Energía

37 Agricultura Fertilizantes, riego, semillas, monocultivo energía

38 Energía

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40 Consumimos mas de lo que descubrimos

41 Y en algún momento se acabarán las reservas

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43 Realismo o optimismo business as usual

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47 La década de la gran prueba

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49 Resumen gráfico Relación economía y energía

50 No todo es electrificable

51 Bioenergía no es clave

52 Bioenergía no es clave Amonio Y químicos de alto valor Biometano (grid y transporte)

53 x5-x10 la inversión

54 No estamos haciendo la transición renovable necesaria

55 Energía futura disponible: un 50-80%? de la actual

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57 Octubre 2018

58 La economía NO se puede desacoplar de los recursos y energía

59 TALANOA Dónde estamos? Dónde queremos ir? Cómo llegamos allí?

60 Contexto Futuro con menos energía disponible Con menos globalización y movilidad Modelo agroecológico basado en pequeños campesinos agrodiversos (economía circular) Futuro con menos consumo y producción de COSAS (menos industria)

61 TALANOA Dónde estamos? Dónde PODEMOS ir? Cómo llegamos allí?

62 TALANOA Dónde estamos? Dónde PODEMOS ir? Cómo llegamos allí?

63 Implicaciones Estruvita? Si o si, reciclaje de nutrientes Sustratos disponibles Estiércoles de ganadería intensiva?

64 Estiércoles de ganadería intensiva?

65 Reducción mundial del 90-80% de cerdo y vaca

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67 Implicaciones Si o si, reciclaje de nutrientes Sustratos disponibles NO SI. Pero descentralizado Estiércoles de ganadería intensiva? Estiércol. energy crops?

68 Solo considerando cultivo, Sin considerar producción de biogás. Tasa retorno energético 5-10

69 Sorgo maíz Estiércol vaca

70 Implicaciones Si o si, reciclaje de nutrientes Sustratos disponibles NO SI. Pero descentralizado NO, o poco Estiércoles de ganadería intensiva? Estiércol. energy crops? Residuos de comida?

71 Con P escaso, y energía escasa, no se puede permitir FOOD WASTE ency_report_march_2017_web_res.pdf

72 En un mundo con hambre no se puede permitir FOOD WASTE

73 Implicaciones Si o si, reciclaje de nutrientes Sustratos disponibles NO SI. Pero descentralizado NO, o poco NO, o muy poco SI. SI. Pero menos SI. Pero descentralizado Estiércoles de ganadería intensiva? Estiércol. energy crops? Residuos de comida? Aguas residuales (urbanas y procesos) Residuos sólidos urbanos. Residuos agrícolas

74 Uso biogás Transporte interurbano trenes eléctricos Metano para aviación (un 35% del actual)

75 Maquinaria agropecuaria

76 Si el enfoque es electricidad para balancear la red Calor residual CHP intermitente A las bacterias les gusta dormir Merece la pena gastar biogás para calentar el bdg a 35ºC? 18ºC 1464 (ml/d) 18 +/- 7ºC 2226 (ml/d) 25ºC 2977 (ml/d) 25 +/- 7ºC 2890 (ml/d)

77 OLR (KGSV/M3) Si el enfoque ya no es electricidad no CHP, no calor residual Estiércol de vaca (0.2 m 3 CH 4 /kgsv) B(t)=B0(1-exp(-kt)) Merece la pena gastar biogás para calentar el bdg a 35ºC? K(T) por Arrhenius HRT=30d 1m 3 CH 4 = MJ/m 3 Calentar 1ºC cada día OLR 35ºC VERSUS NO HEATING (1ºC; 0.2m3CH4/kgSV) Si merece calentar No merece calentar Hay un espacio para la psicrofilia TEMPERATURA TRABAJO (ºC)

78 Por qué no psicrofilia? La mala fama de la psicrofilia

79 Por qué no spicrofilia? T=16.6ºC: OLR=0.26 kgsv/m3d SBP=0.23 Nm3/kgSV +botellas T=16.6ºC: OLR=0.26 kgsv/m3d SBP=0.33 Nm3/kgSV mataron los BMPs a la psicrofilia?

80 Por qué hablar de psicrofilia ahora? Descentralización, pequeño campesino accesibilidad a la tecnología Bajo coste Bajo requerimiento tecnológico Implica psicrofilia qué sabemos de la psicrofilia? Si electricidad no es el objeto Merece la pena calentar? Espacio para la psicrofilia

81 TALANOA Dónde estamos? Dónde PODEMOS ir? Cómo llegamos allí?

82 Tratamiento de FORSU Digestión anaerobia de FORSU Tecnologías sofistificadas Altos costos de inversión, operación y mantenimiento Pre-tratamiento muy exigente Agitación para vencer la costra Calefacción activa (35ºC) Economía de escala centralización Operación y mantenimiento costoso

83 Sumersión forzosa gracias al scum generado Pre-tratamiento dentro del mismo digestor igestor ASTRA

84 Rápida descomposición de verduras y frutas Descomposición más lenta de la biomasa con más lignina Reducción 75-95% de TS/VS en 4 días Pérdida del 25-45% de TS/VS en 30 días

85 Digestor ASTRA Producción de biogás: 60 l/kg Carga diaria : 500 kg Pre tratamiento dentro Costra como aliado (sumersión) No se adiciona agua

86 Heeb_2009.pdf (F. Heeb, 2009) Digestor BIOTECH El efluente se recircula y se emplea como inóculo

87 Digestor BIOTECH No agua adicional Recirculación Volumen digestor: 25 m 3 Carga diaria máxima: 250 kg Producción biogas: l/kg (F. Heeb, 2009) c

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90 Biodigestores tubulares experimentales en el CIB3 (2011)

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92 Viacha, La Paz, Bolivia. Endev-Bolivia-GTZ y CIMNE, 2011

93 Viacha, La Paz, Bolivia. Endev-Bolivia-GTZ y CIMNE, 2011

94 CIB3, La Paz, UMSA-HIVOS-CIMNE Bolivia, 2015

95 Se puede lograr una T en el bdg similar a T máxima ambiente CIB3, La Paz, UMSA-HIVOS-CIMNE Bolivia, 2013

96 Diseño solar Calefacción solar pasiva El bdg logra T= T ambiente máxima Calentar directamente el líquido

97 BDG de FORSU just right technolgy Pre-tratamiento? NO, sumersión Mezcla con agua para diluir? NO, recirculación Agitación? No, recirculación, rotura scum, Scum amiga Calefacción? Diseño solar

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99 Y si evitamos la cámara de biogás para calentar directamente el slurry? Biogas agua Tiquipaya, Cochabamba, UMSA-Hivos-CIMNE-ULL-UPC, Bolivia 2015

100 Tiquipaya, Cochabamba, UMSA-Hivos-CIMNE-ULL-UPC, Bolivia 2015

101 21% de cítricos ph %ST

102 Inicio con rumen cambio de dieta solo FVW por 2 años

103 l de biogas por kg fresco de FVW

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107 Conclusion just right technology En la década de la gran prueba

108 @probandox2

109 just right technology

110 Rotura de scum Aprovechar movimiento lodo para romper costra

111 Octubre 2018

112 Solo el 20% es electricidad Y de ese 20%, el 75% es fósil y mineral

113 De 87.6% fósil y mineral a 86.3%

114 Reducir CO2 es reducir economía ency_report_march_2017_web_res.pdf