Experiencias y Uso de Biogás en México. Jose Buenrostro Pablos, AMENA Mitigación del Cambio Climático. Mayo 2011, Guadalajara, Jal.

Transcripción

1 Experiencias y Uso de Biogás en México Jose Buenrostro Pablos, AMENA Mitigación del Cambio Climático. Mayo 2011, Guadalajara, Jal.

2 Porcicultura Avicultura Restaurantes Rellenos Sanitarios Potencial Generacion biogas Resíduos Orgânicos Ganaderia Rastros

3 Potencial del Biogas 31m3 biogas 16-25m3 biogas 49m3 biogas 300m3 biogás Notas: 1m3 de Restos Orgánicos de restaurantes produce 135 m3 de Biogas 1m3 de aceites de frituras produce 800 m3 de Biogas

4 RENDIMENTO EN ENERGÍA ELÉCTRICA DE VARIOS SUBPRODUCTOS MÁS COMUNES 1 tonelada de aceite vegetal puro kwh 1 tonelada de residuos de rastro kwh 1 tonelada de vegetales (legumbres/frutas/otros) kwh 1 tonelada de estiércol bovino..88 kwh 1 tonelada de estiércol porcino.51 kwh 1 tonelada de desperdicios de restaurante kwh

5 DIAGRAMA DE PROCESO ECOEFICIENTE RECUPERACIÓN ENERGÉTICA Proceso basal RECICLAJE DE SUBPRODUCTOS FINALES Agua Residuos orgánicos Productos diversos Biogas Biodigestor Residuos orgánicos Generador Caldera Combustible para vehículos Soplete Agua residual Lombricultura Bioabono Energía eléctrica Reuso Cogeneración Vapor Agua caliente Flama Lombriz Siembra de pastura para ganado Energía útil para procesos de producción del propio establecimiento Farmacéutica Alimento para animales Biorremediación Agricultura orgánica Reforestación Ingresos nuevos

6 Bio-Digestión 1.-BACTERIAS HOMOACETOGENAS 3.-BACTERIAS ACETOGENAS 4.-BACTERIAS METANOGENAS 5.-BACTERIAS METANOGENAS-ACETOCLASTICAS Ocurre por medio de las bacterias anaeróbicas presentes en las aguas residuales orgánicas. Produce una mezcla de gases con un alto contenido de metano llamado biogás. La implementación de este gas como alternativa de combustible es muy efectiva. La calidad del agua mejora notablemente.

7 Diagrama Digestión Anaeróbica

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9 Biodigestor Un Biodigestor es un contenedor cerrado, sellado e impermeable en el cual la sustancia orgánica es depositada para su fermentación en una solución acuática para producir así biogás y fertilizantes orgánicos. Biodigestor Afluente Efluente Su diseño debe proporcionar un tratamiento biológico que permita convertir la materia orgánica en productos finales fácilmente manejables que no afecten el ambiente (CO 2, CH 4 y Humus).

10 BIOGAS Es la mezcla de Metano y otros gases que se desprenden durante la degradación anaerobia de la materia orgánica por la acción de microorganismos. COMPONENTE CONCENTRACION CARACTERISTICAS Metano (CH4) 50-70% Explosivo Bióxido de Carbono (CO2) 25-35% Acidéz Hidrógeno (H2) < 5% Explosivo Oxigeno (O2) < 5% Inocuo Mercaptanos (CHS) 1.1% Mal Olor Acido Sulfhídrico (H2S) < 2% Mal Olor Se trata de un proceso complejo natural y práticamente autoregulado.

11 Factores que afectan la producción de gas Tipo de sustrato (nutrientes disponibles) Temperatura del sustrato; la carga volumétrica Tiempo de retención hidráulico Nivel de acidez (ph) Relación Carbono/Nitrógeno Concentración del sustrato; el agregado de inoculantes Grado de mezclado Presencia de compuestos inhibidores del proceso

12 Tipos de biodigestores De régimen estacionario o de batch De régimen semicontinuo Horizontales de desplazamiento De régimen continuo

13 De régimen Semicontinuo Mas usados en el medio rural: sistemas pequeños para uso doméstico. Verticales o cilíndricos con el techo y el piso en forma de domo. Se cargan por gravedad una vez al día. Producen una cantidad diaria más o menos constante de biogás

14 Biodigestor Domestico de polietileno de bajo costo

15 Biodigestores Sociales Estado de Guanajuato Objetivo: Digestores que provean de energía calórica y eléctrica a familias del campo Proporcionar un valor agregado a los desperdicios agropecuarios Contribuir a la recuperación del medio ambiente, evitando la tala hormiga de las familias rurales Producir composta y abono orgánico a través del residuo de la fermentación anaeróbica

16 Principales Componentes

17 Horizontales de desplazamiento Poco profundos y alargados, semejando un canal. Operan a régimen semicontinuo, entrando la carga y descarga por ambos extremos del biodigestor. Volúmenes mayores de los 15 m³. Enfocado a la generación de biogas o generacion de electricidad.

18 Horizontales de desplazamiento

19 De régimen continuo Para tratamiento de aguas residuales. Manejo de uno o varios sustratos. Plantas muy grandes. digestores son mas de tipo industrial Calefacción y agitación. Se genera gran cantidad de biogás que se aprovecha en aplicaciones industriales

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21 De régimen continuo

22 De régimen estacionario o de laguna Manejo de uno o varios sustratos. Digestores son fabricados con Geo membranas HD Calefacción y recirculación. Se genera gran cantidad de biogás que se aprovecha en generación de energía eléctrica y calórica Mas utilizados en granjas porcinas y lecheras en México

23 De régimen estacionario o de laguna

24 Captura Metano/Sistemas de Energía Caseta ganado CO 2 Generador/flama Electricidad Cubierta geomembrana Excretas liquidas Biogas (CH 4 ) CH 4 CH 4 CH 4 Digestion anaerobica Resultado: Reducion de olores Reducion de gases efecto invernadero Obtencion de bioabono Laguna

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26 Establo San Carlos San Luis Potosí, México Situación: Problemas de olor por el estiércol apilado Posible contaminación de aguas en el subsuelo por filtración Generación de moscas por estiércol expuesto Alto costo por consumo de electricidad y diesel en calderas para la operación del establo y cremería.

27 Situación Anterior al Proyecto Antes de la realización del proyecto para utilizar la biomasa de las deyecciones, el hacinamiento de la misma era un gran problema

28 Continuación Se depositaba al final de los corrales y una parte de la misma se secaba para utilizarla en la cama de los corrales. Los malos olores y la cantidad de moscas no se podían controlar

29 Distribución del Biogás Al cuarto de motogeneradores, y calderas que consume el 90% del biogás. Y a un quemador donde el biogás excedente es incinerado.

30 DISTRIBUCION DE LA ENERGIA ELECTRICA La sala de ordeña y la iluminación del establo, es alimentada con la energía eléctrica producida por el motogenerador de biogas.

31 Beneficios de la instalación del digestor: Reducción de olores Reducción de la cantidad de moscas Optimización del espacio disponible Generación de electricidad para la operación del establo y energía calórica en calderas Generación de abono orgánico

32 USOS POSTERIORES DEL AGUA Reciclaje-descarga cero Riego agrícola Abasto aréas verdes urbano Lagunas, explotación pesquera Recreación y otros usos Estuarios J. Buenrostro 11

33 APROVECHAMIENTO DE LOS RESIDUOS ORGÁNICOS Lumbricultura - Abono Orgánico

34 Biogas Resumen/Ventajas Disposición alternativa de las excretas & biobasura Alto potencial para reducción del efecto Invernadero Eficiente producción de Energía Eléctrica & calórica El Sustrato Remanente (lodos) del biodigestor se puede utilizar como un abono de alta calidad en la agricultura Concepto de descarga 0 (cero). El agua es tratada y reciclada en forma racional dentro del sistema

35 Fermentación Anaeróbica

36 Apoyo a Proyectos FIRCO Proyectos de generación y aprovechamiento de biogas en explotaciones pecuarias Semarnat - Recursos de la Unión Europea a Proyectos que Combaten el Cambio Climático Bancomext - programas de apoyo para proyectos sustentables CFE/FIDE Financiamiento proyectos de generación de energía eléctrica con biogas Otros programas Estatales y Federales