BNCC Biogás Natural Concentrado y Comprimido Enriquecimiento del biogás LOGO para inyección en la red de gas natural o para su uso en vehículos.
PRODUCCIÓN PRIMARIA DE BIOGAS EN EUROPA. Producción de energía primario de biogás en la Unión Europea durante 2013 [en ktep] Biogás de Vertedero Biogás de estaciones depuradoras Otros ( residuos agrícolas, etc.) Fuente: Biogas Barometer EurObserv ER 2014
TRATAMIENTO DEL BIOGÁS: OBTENCIÓN DE BIOMETANO. Enriquecimiento del biogás: Eliminación de impurezas y separación de compuestos presentes en el biogás con objeto de conseguir un biogás de calidad equivalente a la del gas natural: - Contenido de CH 4 en el biometano: 90-99% - Separación del CO 2 - Eliminación de impurezas (e inertes): H 2 S, N 2, O 2, COVs, siloxanos,. Cómo eliminar el H 2 S? Adsorción CA, Filtración biológica o Lavado químico. Cómo separar el CO 2? PSA (Pressure Swing Adsorption): Proceso físico con carbón activo. Absorción con H 2 O a presión: Lavado con agua a presión. Absorción Química: Lavado con un solvente químico (alcanolamina). Membranas: Proceso físico de filtración a través de una membrana. Criogénesis: Proceso a alta presión y baja temperatura (diferencia entre punto de ebullición CH 4 (-160ºC) y CO 2 (-78ºC). NINGUNA TECNOLOGÍA DE ENRIQUECIMIENTO ELIMINA EL AIRE CONTENIDO EN EL BIOGÁS (EXCEPTO LOS PROCESOS CRIOGÉNICOS QUE TIENEN UN CONSUMO ENERGÉTICO MUY ELEVADO).
SISTEMAS DE ENRIQUECIMIENTO DEL BIOGÁS. 2. Absorción con H 2 O a presión. Lavado con agua a presión. Agua se regenera y recircula. Si el contenido en H 2 S es elevado el agua se contamina. Consumo energético superior a otros procesos que no trabajan a presión. Pérdidas de CH 4 en el gas de rechazo (CO 2 ) y COVs tratamiento del gas de rechazo necesario
SISTEMAS DE ENRIQUECIMIENTO DEL BIOGÁS. PSA (Pressure Swing Adsorption) Proceso físico con carbón activo. Adsorción-desorción del CO 2 en tamiz molecular de diferentes porosidades y a diferentes presiones.
SISTEMAS DE ENRIQUECIMIENTO DEL BIOGÁS. 3. Absorción Química. Lavado con solvente químico (alcanolamina) Trabaja a presión atmosférica (bajo consumo energético). Regeneración del solvente químico ciclo por destilación (bajo coste de consumibles). No presenta pérdidas de CH 4 ni COVs en el gas de rechazo el gas de rechazo no requiere tratamiento posterior.
SISTEMAS DE ENRIQUECIMIENTO DEL BIOGÁS. 4. Membranas. Proceso físico de filtración a través de una membrana. Proceso a alta presión (30 bar). Importante consumo energético y costes de mantenimiento debido a los compresores y a la sustitución de membranas. Proceso a baja presión. Solo algunas moléculas pueden penetrar en la membrana. Pérdidas de CH 4 en el gas de rechazo (CO 2 ) y COVs tratamiento del gas de rechazo necesario
SISTEMAS DE ENRIQUECIMIENTO DEL BIOGÁS. 5. CRIOGENIZACIÓN. Proceso de separación a través de la licuefacción a bajas temperaturas. Tiene ventajas significativas con respecto a otros sistemas: Posibilidad, en un futuro, de una baja demanda energética en el proceso. No hay contacto entre el gas y otros elementos químicos. Producción de CO 2 puro. Posibilidad de producción de BGL. Posibilidad de eliminar N 2. Quizá su principal desventaja esté en su económica de escala que no hace rentables planta pequeñas.
COMPARATIVA DE TECNOLOGIAS Fuente: Svenskt Gastekniskt CenterAB Rapport 2013:270
IMPLANTACIÓN PWS PWS 31% 34% TECNOLOGIAS TECNOLOGIAS (sin Alemania) Chem/phys 0% Scrubbing 7% Chemical Scrubbing 23% Chemical Scrubbing 28% Cryogenic 1% Membrane Cryogenic 18% 1% PSA 20% PSA 18% Membrane/Cryogeni Membrane/Cryog c enic 11% 2% 6% Fuente: Instituto Fraunhofer 2014
EVOLUCION DE LAS PLANTAS DE BIOMETANO EN EUROPA 350 Plantas Plantas Biometano Biometano UE (sin UE Alemania) Total 300 25 250 250 200 20 200 15 150 10 100 5 50 0 150 100 50 0 1987 1989 1990 1996 1998 2001 2002 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 1987 1989 1990 1996 1998 2001 2002 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 0 Norway Slovakia Luxembourg Spain Denmark France France Finland 1987 1989 1990 1996 1998 2001 2002 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 Finland Austria Austria Great Britain Great Switzerland Britain Switzerland Netherlands Netherlands Sweden Sweden Germany
INYECCIÓN DE BIOMETANO EN LA RED DE GAS NATURAL. Situación en Europa. Normalización del biometano en Europa: - Mandato M/475 de la Comisión Europea a CEN para la creación de una normativa para el uso del biometano en el transporte e inyección en las redes de gas natural (2010). - Creación del CEN TC 408 y sus respectivos grupos de trabajo europeos y con espejos en España a través de AENOR (2011) HERA PARTICIPA EN LA NORMALIZACIÓN DEL BIOMETANO EN EUROPA, A TRAVÉS DEL CEN PC 408 Y SUS RESPECTIVOS GRUPOS DE TRABAJO, ASÍ COMO EN SU COMITÉ ESPEJO ESPAÑOL, EL CTN 60 A TRAVÉS DE AENOR. Países que inyectan biometano actualmente en la red de gas natural: - Austria - Francia - Alemania - Países Bajos - Noruega - Suecia - Suiza - Reino Unido - Luxemburgo - Italia - España (en pruebas, Valdemingomez)
INYECCIÓN DE BIOMETANO EN LA RED DE GAS NATURAL. Regulaciones europeas. SWITZERLAND GERMANY FRANCE AUSTRIA SWEDEN NETHERLANDS SPAIN CH4 % v/v > 97 (inyección ilimitada) > 50 (con límite de inyección) - - >96 >97 85 95 Relative humidity phi < 60% - H2O Dew point ºC <60 <60 soil temperature < -5 a MOP -8 / 40 bar < 32 mg/nm3 < 32 mg/nm3 2 a 70 bar DUST mg/nm3 technically pure technically pure < 5 technically pure technically pure CO2 % v/v <3 < 6 <6 < 2 <3 <3-2,5 O2 % v/v < 0,5 < 0,5 < 0,5 < 0,01 <0,5 <1 <0,5 0,01 / 0,3* H2 % v/v < 5 < 5 5% < 6 <4 <0,5-5 H2S mg/nm3 < 5 < 5 - < 5 <10 10 <5 <15 (H2S + COS) S mg/nm3 < 30 < 30 < 30 < 30 <5 <23 <45 50 WOBBE H kwh/nm3 13,30 15,70 12,81 15,70 13,64 15,70 13,3 15,7 12,64 13,47 12,11 12,34 13,403 16,058 WOBBE L kwh/nm3 10,50 13,01 12,01 13,00 RELATIVE DENSITY - 0,55 0,7-0,55 0,75 0,555 0,7 0,55 0,65 - - - - 0,555 0,7 HIGH HEATING VALUE H kwh/nm3 10,7 13,1 - - - 10,70 12,80 10,7 12,8 - - 9,75 10,26 13,26 LOW HEATING VALUE L kwh/nm3 - - - 9,50 10,50 Pressure - - Grid - - - - Hg mg/nm3 < 10 < 50 - - - 1 Cl mg/nm3 < 1 10,5 F mg/nm3 < 10 NH3 - - - - technically pure 3 Mercaptanes mg/nm3 - - < 15 < 6 <6 - - 17 BTX 500 Siloxanes mg/nm3 <10 10 CO % v/v - - - < 2 - - - 2 Microorganisms Tecnically pure HC dew point ºC - - soil temperature > -2ºC (70 bar) 0 at OP - - 5
INYECCIÓN EN ESPAÑA. NORMATIVA Y REQUERIMIENTOS. - Resolución de 22 de septiembre de 2011 de la Dirección General de Política Energética y Minas, por la que se modifica el protocolo de detalle PD-01 medición de las normas de gestión técnica del sistema gasista. - Equipos de medición y análisis del gas en continuo (según normas UNE-EN aplicables): - Instalación de medida con analizadores de composición molar de diferentes gases; equipos de análisis de PCS, PCI, Indice de Wobbe y densidad relativa - Telemedida - Procedencia del biogás (vertedero, digestor, etc.) - Contador de gas, conversor de caudal PTZ, línea auxiliar de medida, unidad remota
INYECCIÓN EN ESPAÑA. NORMATIVA Y REQUERIMIENTOS. - Calidad del gas:
BIOGÁS NATURAL : TECNOLOGÍA DE HERA PARA PRODUCCIÓN DE BIOMETANO BNCC BIOGAS NATURAL CONCENTRADO Y COMPRIMIDO ABSORCIÓN QUÍMICA POR AMINAS TECNOLOGÍA DE ENRIQUECIMIENTO DE BIOGÁS DESARROLLADA POR HERA
BIOGÁS NATURAL : VENTAJAS DE LA TECNOLOGÍA DE ABSORCIÓN CON AMINAS DE HERA. BAJO CONSUMO DE ENERGÍA ELÉCTRICA. Consumo eléctrico proceso HERA: <0,2 kwh/nm 3 biometano Consumo eléctrico otros procesos: 0,30 0,60 kw/hnm 3 biometano BAJO CONSUMO DE MATERIAS PRIMAS. Proceso de regeneración de la amina muy eficiente Baja degradabilidad de la amina ALTA EFICIENCIA EN LA ELIMINACIÓN DE CO 2. Elimina el 99,9% del CO 2 contenido en el biogás PÉRDIDAS DE CH 4 NULAS. Gran selectividad del absorbente por el CO 2 y no por el CH 4 No requiere tratamiento adicional del gas de purga (CO 2 separado)
PLANTA DE BIOGÁS NATURAL : CERTIFICADOS DE CONFORMIDAD CE Y CUMPLIMIENTO DE NORMATIVAS. - Directiva Europea nº2001/27/ce (G25 y G23) - ATEX - PED - marcado CE de la unidad
PLANTA DE BIOGÁS NATURAL
REFERENCIAS: VACARISSES (PTRR) Fuente del biogás: depósito controlado Capacidad de tratamiento: 100 Nm 3 /h de biogás bruto Producción de biometano: 60 Nm 3 /h de Biogás Natural Uso del biometano: vehículos
REFERENCIAS: VALENCIA (GRANJA SAN RAMÓN) Fuente de biogás: digestión residuos ganaderos Capacidad de tratamiento: 100 Nm 3 /h de biogás bruto Producción de biometano: 60 Nm 3 /h de Biogás Natural Uso del biometano: vehículos
REFERENCIAS: MURCIA. Fuente del biogás: EDAR Capacidad de tratamiento: 15 Nm 3 /h de biogás bruto Cliente: EMUASA (Aguas de Murcia) Uso del biometano: vehículos
PROYECTO GÓNGORA. PROYECTO PILOTO DE UPGRADING CON GAS DE VERTEDERO 100 Nm 3 /h de biogás sucio Inicio: Enero 2015 Fin: Noviembre 2015 Parametrización de: Methane Slip Coste kw/m 3 Regulación Captación Calidad CO 2 Validación general técnico-económica de la técnica para el caso del biogás de depósito controlado de residuos de Góngora.
GRACIAS POR SU ATENCIÓN. Gracias por su atención.