PRIMERAS EXPERIENCIAS DE OPERACIÓN DE LA PLANTA DE VALORIZACIÓN ENERGÉTICA DEL BIOGÁS DEL DEPÓSITO CONTROLADO DE LA VALL D EN JOAN (GARRAF, BARCELONA)

Transcripción

1 PRIMERAS EXPERIENCIAS DE OPERACIÓN DE LA PLANTA DE VALORIZACIÓN ENERGÉTICA DEL BIOGÁS DEL DEPÓSITO CONTROLADO DE LA VALL D EN JOAN (GARRAF, BARCELONA) Gustavo Fernández 12 de Marzo de

2 EL DEPÓSITO CONTROLADO DE LA VALL D EN JOAN (1) El DC de la Vall d en Joan es uno de los mayores de España. Contiene mas de 25 millones de toneladas de RSU. Su cierre en diciembre de Ocupa más de 64 Ha. El vertido de residuos se inició en el año 1974 El titular del DC es la Entitat Metropolitana de Serveis Hidràulics i Tractament de Residus (EMSHTR) La EMSHTR adjudicó la desgasificación y valorización energética del biogás a una UTE formada por Endesa Cogeneración y Renovables, SAU, i CLP Envirogas SL, el mes de julio de La duración de la concesión se extiende hasta el 30 de junio de

3 EL DEPÓSITO CONTROLADO DE LA VALL D EN JOAN (2) Zona 4 En explotación para vertido Zona 3 Finalizado el vertido Zonas 1 y 2 Cerradas y restauradas Situación de la planta de motogeneradores 3

4 Número de motores en operación Energía (GWh/año) BIOGÁS CAPTABLE Y ENERGÍA PRODUCIDA (1) Producción de biogás y energía eléctrica Número motores Biogás captable Energía eléctrica vertida a la red Año 0 4

5 ESQUEMA BÁSICO DE FUNCIONAMIENTO 1. Pozos de captación 2. Colector principal 3. Central aspiración 4. Antorcha 5. Motogeneradores 6. Subestación y línea 7. Balsa de lixiviados 5

6 ESQUEMA BÁSICO DE FUNCIONAMIENTO 1. Pozos de captación Más de 280 pozos de 20 metros de profundidad 6

7 ESQUEMA BÁSICO DE FUNCIONAMIENTO 2. Colector principal 2 colectores de 355 mm de diámetro, unos 5 km de longitud total 7

8 ESQUEMA BÁSICO DE FUNCIONAMIENTO 3. Central de aspiración 3 soplantes de 3000 m3/h de capacidad 8

9 ESQUEMA BÁSICO DE FUNCIONAMIENTO 4. Antorcha Una antorcha de alta temperatura (1000ºC), de 3000 m3/h 9

10 ESQUEMA BÁSICO DE FUNCIONAMIENTO 5. Motogeneradores 12 motogeneradores de 1039 kw cada uno, generando a 6,3 kv, en contenedores 10

11 ESQUEMA BÁSICO DE FUNCIONAMIENTO 6. Subestación y línea Una nueva subestación de 66 kv de doble barra y una nueva línea de 2 x x 25 kv, de 2 km de longitud 11

12 ESQUEMA BÁSICO DE FUNCIONAMIENTO 7. Balsa de lixiviados Pertenece al DC, y se envían los condensados del biogás para su correcto tratamiento 12

13 CIRCUNSTANCIAS ESPECIALES DEL PROYECTO El Depósito Controlado presenta tres problemáticas distintas: Una zona restaurada Una zona fuera de explotación pero no restaurada Una zona en explotación para vertido Fue necesario simultanear la construcción del campo de biogás con la restauración en una parte del Depósito El Depósito controlado se halla en el interior del Parque Natural del Garraf requisitos mas estrictos: Impacto visual Nivel sonoro 13

14 Vista general de la planta de valorización 14

15 mg/nm3 CARACTERÍSTICAS DEL BIOGÁS EXTRAÍDO (1): H 2 S Contenido de H 2 S en el biogás 1200 Límite de H2S según fabricante: 2000 mg H2S / 10 kwh biogas (1000 mg/nm3 para biogás del 50 % de metano) feb jun jul ago-03 9-oct-03 9-oct dic ene-04 15

16 mg/nm3 CARACTERÍSTICAS DEL BIOGÁS EXTRAÍDO (2): HALÓGENOS Contenido de halógenos en el biogás 250 Límite máximo de Cl + 2F según fabricante Límite de Cl + 2F según fabricante manteniendo garantía Cl F Cl+2F feb jun jul ago-03 9-oct-03 9-oct dic ene-04 16

17 CARACTERÍSTICAS DEL BIOGÁS EXTRAÍDO (3): SILOXANOS Los siloxanos pueden tener unos efectos muy nocivos sobre los motores, depositándose en los cilindros y causando fuertes abrasiones. Los siloxanos aparecen en cantidades variables en el biogás de vertederos En el caso de Garraf, se hallan entre unos 15 y 50 mg/nm 3 (silicio total). Se vigila muy estrechamente el funcionamiento de los motores (ausencia de detonaciones, contenido de metales y silicio en aceite) 17

18 Perforación de un pozo 18

19 Arquetas de pozos de captación en la zona restaurada 19

20 Pozo y conexión a colector en zona no restaurada 20

21 Zona 3 del Depósito con los tubos de captación 21

22 SEPARACIÓN DE CONDENSADOS DEL BIOGÁS Existen dos sistemas de separación de condensados: En la superficie del vertedero: purgado mecánico y reingreso del condensado a la masa de residuos En el punto más bajo del circuito (ante soplantes): sistema automático con bombas eléctricas, enviando el condensado a la balsa de lixiviados Con esta separación de condensados no es necesario realizar secado frigorífico del biogás 22

23 GESTIÓN DEL CAMPO DE BIOGÁS La gestión del campo es manual. Cada pozo dispone de una válvula de regulación y una toma de muestra. Periódicamente se analiza el biogás de cada pozo en cuanto a metano y oxígeno, ajustándose el pozo en función de los resultados Dada la inercia del proceso de generación de biogás en el vertedero y el funcionamiento plenamente estable de la planta de valorización, este sistema funciona satisfactoriamente. Gestión del campo de biogás: modo campo sigue motores 23

24 RIQUEZA DEL BIOGÁS (1) Objetivo: alcanzar un contenido de metano del 50 % La medición de la riqueza se realiza de tres formas: Analizador continuo de infrarrojos: sólo para la regulación de los motogeneradores Analizador portátil de infrarrojos, Geotechnical Instruments G3508, con el que se ajusta el campo de biogás Periódicamente se toman muestras de biogás y se envían a laboratorio para su análisis por cromatografía. 24

25 Diferencia CH4 (IR - Cromatógrafo) (%) RIQUEZA DEL BIOGÁS (2) Se observaron unas importantes diferencias entre riquezas (% metano) determinadas mediante analizador portátil de infrarrojos y mediante cromatografía DIFERENCIA MEDICIONES CH4 INFRARROJO - CROMATÓGRAFO 25,0 20,0 15,0 10,0 EMSHTR INSHT UTE 5,0 0, ,0 CH4 según cromatógrafo f (%) 25

26 RIQUEZA DEL BIOGÁS (3) Estas diferencias parecen atribuibles a interferencias cruzadas del enlace C-H del metano con otros enlaces C-H de elementos minoritarios en las mismas longitudes de onda. 26

27 RESULTADOS DE OPERACIÓN La planta está en fase de explotación, en operación continua. Conexión nuevo cargador baterías Tormenta Avería fuente alimentación 24 V control central 27

28 QUÉ APORTA ESTA PLANTA AL MEDIO AMBIENTE? Localmente: minimización de los olores, al captarse el biogás y tratase mediante combustión controlada a alta temperatura en los motores. Globalmente: minimización de la contribución de la emisión de gases de efecto invernadero generados en la biodegradación de los RSU en el seno del depósito controlado. Se tratan unos 50 millones de m 3 /año de metano del biogás. El efecto del CH 4 es 20 veces superior al del CO 2, en cuanto a calentamiento de la atmósfera Reducción equivalente: unas t/año de CO 2 Se generan unos 100 GWh/año, evitando la emisión de otras a t/año de CO 2 procedente de centrales eléctricas de combustibles fósiles. 28

29 QUÉ APORTA ESTA PLANTA AL MEDIO AMBIENTE? CO 2 producido en actividades de gestión de residuos (fuente: Prof. J.M. Baldasano, 1997) 29

30 QUÉ APORTA LA PLANTA AL BALANCE ENERGÉTICO? La planta de valorización de biogás produce unos 100 GWh/año de energía eléctrica Esta energía es equivalente al consumo de toda la iluminación viaria, artística, túneles, etc., de la ciudad de Barcelona (97 GWh / año). Por su producción eléctrica, esta planta es una de las mayores de Europa en valorización de biogás en depósitos de RSU. 30