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Ene/Feb 2014


Biocombustibles

Capacitación técnica en Alemania y visita a una planta de biogás

La planta de biogás más grande del mundo que inyecta biometano a la red domiciliaria. Bioenergía distribuida a partir de biomasa y efluentes en Alemania. ¿Una oportunidad para el desarrollo agroindustrial y agroalimentario argentino?

Revista PRODUCCION: Capacitación técnica en Alemania y visita a una planta de biogás
Los tres técnicos del INTA que visitaron la planta, Ing. Claudia González, Ing. Mario Bragachini, Ing. Daniel Grasso.
 

Una comisión argentina viajó a Alemania para participar en Agritechnica 2013, la exposición agropecuaria más importante de Europa que se realiza en Hannover, Alemania.
El contingente fue integrado por técnicos y representantes de INTA, INTI, Cancillería, la Embajada Argentina en Alemania, la Cámara Argentina de Fabricantes de Maquinaria Agrícola (CAFMA), Ministerios provinciales de Córdoba y Santa Fe, la firma Expo Agro, empresas argentinas de maquinaria agrícola y otras instituciones y organismos del sector.
Alemania es el país líder en producción de biogás con desarrollos tecnológicos muy innovadores. Italia es otro caso donde el biogás está muy investigado y desarrollado.
Tres técnicos del INTA visitaron la planta Weltec Biopower, la más grande del mundo que inyecta biometano a la red domiciliaria, la Ing. Claudia González, coordinadora del Programa Nacional Agroindustria y Agregado de Valor, el Ing. Mario Bragachini del INTA Manfredi y el Ing. Daniel Grasso, del INTA Castelar. El anfitrión fue Aguinaldo Ramallo, de Weltec Biopower, de Alemania.
Esta planta posee una capacidad de producción de biogás de 4.000 m3/hora y su equivalente en producción de energía eléctrica es de 7,4 MW. La planta se ubica en Könnern, Baja Sajonia, Alemania. Se comenzó a construir en octubre de 2008 y empezó a producir biogás en noviembre de 2009, es decir 13 meses de construcción, y cumplió 4 años de producción continua. La planta posee 16 biodigestores y provee, bajo convenio, 1.200 m3/hora de biometano a la red domiciliaria local. El gas inyectado a la red es de extrema pureza, de similares características al gas natural.
Además de los 16 biodigestores, en el parque se encuentran unos 12 tanques cilíndricos tapados que son depósitos del biofertilizante que sale como subproducto del proceso de producción de biogás, ya que este debe ser almacenado durante los 6 meses en que el suelo se encuentra congelado porque no está permitido su distribución en el campo en ese período.
La energía eléctrica verde por ley debe ser adquirida por el Estado, se encarga de regularla y adquirirla, pero no pasa lo mismo con el biogás que se vende solo por contrato a alguna empresa de distribución de gas domiciliaria para ser inyectado a la red de gas natural. Existen muchas de estas empresas y el Estado lo regula poco, el negocio es entre privados.
Para la alimentación de los 16 digestores, la planta posee un mixer de preparación de la ración para alimentar diariamente a cada biodigestor (un mixer para cada digestor). A la ración compuesta por silo de maíz en un 70%, residuos de la industria de la remolacha azucarera en un 25%, más estiércol de bovino de la zona y también algo de tierra (rica en hierro), proveniente del tratamiento del agua para precipitar el sulfato, es decir para bajar el sulfhídrico del biogás que debe ser acondicionado (bajando el porcentaje a cero) para poder inyectarlo a la red de gas.
El silo de maíz picado fino, que es una de las principales fuentes de biomasa para la planta de biogás, tiene un valor de 32 a 36 euros la tonelada de materia verde. El maíz que es picado con un 32% de materia seca (MS) lo compran a los productores en un radio de 20 km, ellos mismos tienen que picarlo y entregarlo puesto en los silos bunker de la planta. Entre el silo de maíz y los restos de la industria de remolacha azucarera (22% de MS) compran y consumen unas 250.000 toneladas por año de material tal cual. Los residuos de la industria de la remolacha azucarera poseen menor rendimiento energético que el maíz.
El biogás generado posee entre un 55 y 58% de metano, según los especialistas de la planta, cada 500 m3 de biogás se genera 1 MW de electricidad. En este caso la planta entrega a la red de gas natural 1.200 m3/h de gas purificado o biometano (99% de pureza de metano). Esta diferencia entre lo producido de biogás y el biometano inyectado a la red está dada por la concentración de metano y por el consumo de energía calórica utilizada para mantener a los biodigestores entre 38 y 42 grados de temperatura a los 15 biodigestores mesofílicos o entre 50 a 52 grados centígrados al único biodigestor termofílico. Este último que trabaja a mayor temperatura, posee un proceso biológico distinto e innovador que permite introducir materia prima con mayor contenido de celulosa (opera con bacterias especiales que trabajan en esos rangos de temperatura).
El contrato que posee esta planta con las empresas distribuidoras de gas es por un valor de 5 a 6 centavos de euro u 8 centavos de dólar el metro cúbico de biometano; o sea 6 euros cada 100 m3 de biometano inyectado a la red.
La empresa que fabricó esta planta en Alemania es Weltec Biopower. La misma planifica y produce plantas de biogás completas de acero inoxidable y las vende en todo el mundo. Cuenta en la actualidad con más de 80 trabajadores y unas 300 plantas instaladas en Europa, EE.UU., Chipre y Japón.
La empresa ha fabricado 20 plantas que utilizan residuos orgánicos de mataderos, frigoríficos, restos de comidas, residuos de la industria de la remolacha y papa. En muchos lugares de Europa se separa la basura orgánica en origen y ya poseen plantas instaladas por esta empresa para su tratamiento mediante biodigestión anaeróbica.
Según las metas que se propuso Alemania para 2020, el 20% de su energía total debe provenir de fuentes renovables. Actualmente, aproximadamente un 8% de su matriz energética es de fuentes renovables, distribuyéndose de la siguiente manera: 25% de biogás, 50% eólica y otro 25% fotovoltaica.
Actualmente el gobierno entrega un bono a las plantas de electricidad a partir de biogás, ellas almacenan el gas y producen 3 ó 4 MW para inyectar a la red eléctrica en forma puntual para compensar los altos y bajos de producción eléctrica del sistema de generación eólica y solar, ya que cuando no hay vientos los molinos eólicos no producen energía y pasa lo mismo cuando no hay radiación para el caso de la tecnología de generación solar fotovoltaica. Es un bono compensador del KW verde para los que almacenan gas y lo cuelgan a la red en forma puntual.
La empresa Weltec realizará una planta de biogás en la zona de Durango, en Uruguay, para un tambo de 14.000 vacas en ordeñe de propiedad de Bulgerone Panamerican Energy, en el cual no solo va a tener como materia de alimentación el estiércol de las vacas, sino también el efluente de biodiesel (la goma y glicerina de la soja) y el efluente de una industria láctea cercana (lactosa y suero). Con esto buscan reducir el impacto ambiental en la producción de leche, las industrias y también producir su propia energía, biogás para calderas, bioelectricidad y energía térmica para ser usado en el tambo y las industrias.


Características de los biodigestores

• Los biodigestores que fabrica y coloca Weltec (plantas llave en mano) son todos de chapa de acero inoxidable de 4 mm de espesor, abulonadas, permitiendo un fácil armado y transporte en container para su traslado o exportación.
• El techo es de una lona especial de polipropileno muy resistente, de esta forma la campana retiene el gas a baja presión.
• Para el aislamiento térmico utilizan un telgopor especial de unos 80 mm entre las placas. Esto es para evitar todo tipo de fugas térmicas en las plantas ya que son productores y no consumidores de energía.
• El calefaccionado de los biodigestores se realiza por 4 hileras de caños tipo serpentinas de acero inoxidable a unos 80 cm del piso del tanque.
• El método de fermentación es por bacterias anaeróbicas semejantes a las del rumen de los bovinos.
• Para la agitación, poseen 3 agitadores mecánicos tipo turbina colocados a 130 grados, accionados por motores eléctricos. Los mismos están ubicados a diferentes alturas para facilitar la circulación de la mezcla, prendiéndose unos 30 minutos antes de la carga diaria y funcionan hasta unos 30 minutos después de terminada la misma, ya que según los especialistas de la empresa, "no hay que molestar mucho a las bacterias".
• La carga se realiza desde arriba, a unos 50 centímetros por encima del nivel superior del caldo fermentativo que está a unos 6,4 m de altura.
• Acondicionamiento del biogás para ser inyectado a la red domiciliaria: El gas que extrae tiene una concentración de metano de más o menos un 55 a 58% de metano, el resto es agua, CO2, H2S. Estos compuestos son retirados por un método químico (aminas en el caso del CO2), carbón activado en el caso del sulfhídrico o biológico, llegando el gas (biometano) inyectado a la red con una concentración de metano del 99%, un 0,4% de CO2, cerca del 0% de sulfhídrico. El agua se la saca enfriando a -21,5° C. Luego a este biometano se lo comprime a una presión de 16 bares, quedando con propiedades semejantes al gas natural. Es importante tener en cuenta que la obligación establece que debe ser de 98% metano en gas a inyectar, de lo contrario se paga multa.
• Alimentación del biodigestor: Cada uno de los biodigestores posee su propio mixer de 3 rotores que mezclan la ración y alimentan por la parte superior al biodigestor. Los mismos tienen balanza y analizador de mezcla que por radio emiten los datos a una computadora de control central. Cada digestor tiene un control y trazabilidad del ingreso de la biomasa.
• Dimensión de los biodigestores: Los biodigestores tienen una altura de aproximadamente 7,3 m y un diámetro de 24,2 m.
• La ecuación de transformación de la energía del maíz lograda por la planta es de un 96%, o sea que un 4% de la energía del maíz sale por el purín o fertilizante orgánico. Además de maíz y residuo de remolacha, hay una parte minoritaria de silo de trigo y cebada picado fino.
• Cuenta con 8 silos de tipo bunker de maíz con una capacidad instalada de unas 120.000 toneladas.
• La empresa entrega el biofertilizante sin cargo a los productores que le venden el silo de maíz. El digestato o el fertilizante orgánico se lo entregan a los productores sin cargo en una proporción de 2 toneladas de maíz picado MV por 2 toneladas de fertilizante (gratis) a los productores localizados en un radio de 20 km de la planta.

Revista PRODUCCION: Capacitación técnica en Alemania y visita a una planta de biogás
 
Gentileza: Ing. Agr. M.Sc. Mario Bragachini, INTA EEA Manfredi

Portada de la Edición correspondiente a esta nota Esta nota fue publicada en las páginas Nº 46 y 47 de la edición en papel de la revista de Enero / Febrero 2014.
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