Experiencias y Uso de Biogás en México - AMENAamena.mx/memorias/EUBM_JBR.pdf · Digestores que...

Experiencias y Uso de Biogás

en México

Jose Buenrostro Pablos, AMENA – Mitigación del Cambio Climático.

Mayo 2011, Guadalajara, Jal.

Porcicultura

Restaurantes

Resíduos

Orgânicos

RastrosGanaderia

Rellenos

Sanitarios

Avicultura

Potencial

Generacion

biogas

16-25m3 biogas

Potencial del Biogas 31m3 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

RENDIMENTO EN ENERGÍA ELÉCTRICA DE

VARIOS SUBPRODUCTOS MÁS COMUNES

1 tonelada de aceite vegetal puro………………………………………..2.300 kWh

1 tonelada de residuos de rastro…….……………………………………..770 kWh

1 tonelada de vegetales (legumbres/frutas/otros) ……………………...230 kWh

1 tonelada de estiércol bovino…………………………………………….….88 kWh

1 tonelada de estiércol porcino……………………………………………….51 kWh

1 tonelada de desperdicios de restaurante.………………………...…….342 kWh

Proceso

basal

Biodigestor®

Caldera

Generador

Reforestación

Residuos

orgánicos

Residuos

orgánicosBiogas

Lombricultura®

Energía eléctrica

Vapor

Agua caliente

Bioabono

Lombriz

Alimento para

animalesFarmacéutica

Biorremediación

Agricultura orgánica

Siembra de

pastura para

ganado

DIAGRAMA DE PROCESO ECOEFICIENTE

Soplete

Flama

Productos

diversos

RECUPERACIÓN ENERGÉTICA RECICLAJE DE SUBPRODUCTOS FINALES

Ingresos nuevos

Energía útil para procesos de

producción del propio

establecimiento

Combustible

para vehículos

Agua residual

Reuso

Cogeneración

Agua

Bio-Digestión

– 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.

1.-BACTERIAS HOMOACETOGENAS

3.-BACTERIAS ACETOGENAS

4.-BACTERIAS METANOGENAS

5.-BACTERIAS METANOGENAS-ACETOCLASTICAS

Diagrama Digestión Anaeróbica

Biodigestor

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 (CO2,

CH4 y Humus).

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.

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.

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

Tipos de biodigestores

De régimen estacionario o de batch

De régimen semicontinuo

Horizontales de desplazamiento

De régimen continuo

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

Biodigestor Domestico de

polietileno de bajo costo

Biodigestores SocialesEstado 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

Principales Componentes

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.

Horizontales de desplazamiento

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

De régimen continuo

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

De régimen estacionario o de laguna

Captura Metano/Sistemas de Energía

CO2

Digestion anaerobica

Caseta ganado

Laguna

Excretas liquidas

Biogas (CH4)

Generador/flama

Resultado:Reducion de olores

Reducion de gases efecto invernadero

Obtencion de bioabono

Cubierta geomembrana

CH4

CH4

CH4

Electricidad

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.

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

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

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.

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.

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

USOS POSTERIORES DEL AGUA

Reciclaje-descarga cero

Riego agrícola

Abasto aréas verdes urbano

Lagunas, explotación pesquera

Recreación y otros usos

Estuarios

J. Buenrostro ‘11

Lumbricultura -Abono Orgánico

APROVECHAMIENTO DE LOSRESIDUOS ORGÁNICOS

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

Fermentación Anaeróbica

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