Máster en Energías Renovables y Mercado Energético

Máster en Energías Renovables y Mercado Energético

Biomasa residual agrícola

ganadera y sus industrias.

Año de realización: 2011-2012

PROFESOR: Juan Lobo García. [email protected]

1. Introducción. 2. Residuos agrícolas.

3. Residuos de industrias agrícolas. 4. Residuos ganaderos

Capitulo 1

Introducción

Visión global de la biomasa y opinión

del profesor.

Presentación SAVB.

Definición de biomasa.

La biomasa y otras EERR.

5

Juan Lobo García

Sociedad Andaluza de Valorización de la Biomasa C/ Isaac Newton - Pabellón de Italia - 5ª SO

41092 Sevilla 954467718 [email protected]

DEFINICIÓN BIOMASA

CONSIDERACIONES PARA EL DESARROLLO DE LA BIOMASA

COMO ENERGÍA RENOVABLE

1.- EL BALANCE ENERGÉTICO DEBE SER POSITIVO.

LA ENERGÍA OBTENIDA CON EL APROVECHAMIENTO DE LA BIOMASA DEBE SER SUPERIOR A LA NECESARIA PARA PRODUCIRLA, TRANSPORTARLA Y PROCESARLA

2.- EL BALANCE DEL CARBONO DEBE SER NULO O NEGATIVO.

EL CARBÓN LIBERADO DURANTE LA PRODUCCIÓN, TRANSPORTE Y APROVECHAMIENTO, DEBE SER INFERIOR AL ABSORBIDO O FIJADO POR LA PROPIA BIOMASA

3.- SE DEBEN UTILIZAR LOS EXCEDENTES TRAS GARANTIZAR LA FERTILIDAD DEL SUELO

LA REALIZACIÓN DE BALANCES DE MATERIA ORGÁNICA PUEDE SER UN CRITERIO PARA CALCULAR LOS EXCEDENTES

4.- ES NECESARIO CARACTERIZAR PREVIAMENTE LA BIOMASA A APROVECHAR:

- DETERMINAR POSIBLE PRESENCIA DE RESIDUOS TÓXICOS - REALIZAR PRUEBAS DE COMBUSTIÓN O DIGÉSTIÓN QUE

DETERMINEN LA FORMACIÓN DE TÓXICOS DURANTE EL PROCESO Y LAS MEJORAS TECNOLÓGICAS A UTILIZAR

LA BIOMASA –OTRAS EERR

•La biomasa tiene un dueño, en las otras la fuente es gratis. •Produce todo tipo de energía: calor, electricidad y biodiesel. •Gran generadora de empleo.

0 500 1000 1500 2000

2000 2006 2010

k te p /a ñ o

E.Eléctrica E.Térmica Biocarburantes

788.7

1140.6

1.506.5

E.Renovables 2010: 2.650 ktep

Biomasa 2010

56,8% Biomasa 2006

62.3%

PLAN ENERGÉTICO DE ANDALUCÍA

Objetivos biomasa

E.Renovables 2006: 1.829,8 ktep

NECESIDADES DE APROVECHAMIENTO DE BIOMASA

Potencial biomasa 3,327 ktep

0% 5% 10% 15% 20% 25% 30% 35% 40% 45% 50%

APROVECHADO 2000 APROVECHABLE 2006 APROVECHABLE 2010

Tipos de residuos y logística de aprovechamiento

Los residuos agrícolas como fuente de biomasa.

Logística de recogida de la poda del olivar.

Recogida de poda de olivar con prototipo SAT-4

Propuesta de recogida de otros residuos agrícolas.

Girasol. Algodón. Vid. Frutales Invernaderos.

Actuaciones concretas de aprovechamiento energético

Residuos agrícolas

INTRODUCCIÓN RESIDUOS AGRÍCOLAS

Se incluyen en esta denominación todos los residuos que se generan por cultivos agrícolas directamente en el campo,

DEFINICIÓN

CULTIVOS LEÑOSOS: - INCLUYE: PODA DE FRUTALES

- UTILIZACIÓN: - COMBUSTIBLE DOMÉSTICO - ALIMENTACIÓN ANIMAL - QUEMA

- ENTERRADO CAMPO

CARACTERÍSTICAS QUE DEBE CUMPLIR UN BUEN COMBUSTIBLE

POSIBILIDADES DE UTILIZACIÓN DE LAS R. AGRÍCOLAS EN ANDALUCÍA

CULTIVOS INVERNADEROS

C. HERBÁCEOS (Algodón, maíz, girasol) C. LEÑOSOS (olivar, vid, frutales, cítricos)

CRITERIOS DE SELECCIÓN

NO TIENEN OTRA UTILIDAD

RELATIVAMENTE CONCENTRADOS

SUPERFICIE IMPORTANTE

COSTE DE ELIMINACIÓN PARA EL AGRICULTOR

EL APROVECHAMIENTO COMO ENMIENDA NO ES UNA PRÁCTICA HABITUAL. CONOCIMIENTO DEL PROCESO DE ELIMINACIÓN DE LOS RESIDUOS

- MANERA MÁS BARATA

- PARTE DE LOS PROCESOS LOS PUEDE REALIZAR EL AGRICULTOR

Elevado poder calorífico

Bajo contenido de humedad a la hora de utilización. Mínimo contenido de impurezas.

VENTAJAS DEL APROVECHAMIENTO DE LOS RESIDUOS AGRÍCOLAS

DISMINUYE RIESGOS DE INCENDIOS

DISMINUYE LA APARICIÓN DE PLAGAS

MENOR COSTE PARA EL AGRICULTOR

UTILIZACIÓN DE MAQUINARIA CONVENCIONAL

CREACIÓN DE EMPRESAS DE SERVICIO INTEGRAL

• OROGRAFÍA Y DISPERSIÓN

• RECOGIDA RÁPIDA EN CAMPO Y ESTACIONALIDAD(plagas, cultivo posterior, necesidad de almacenamiento, necesidad de disponer de mucha maquinaria)

• EMPLEADO EN ALIMENTACIÓN ANIMAL O CAMA DE GANADO • PEQUEÑA ESCALA DE LAS EXPLOTACIONES

• BAJA DENSIDAD ENERGÉTICA SUPERFICIAL • ELEVADO GRADO DE HUMEDAD

• ELEVADO COSTE DE EXTRACCIÓN

• ELEVADO COSTE DE TRANSPORTE • POCA EXPERIENCIA COMERCIAL

• PRESENCIA DE PRODUCTOS INDESABLES (piedras, arena, pesticidas)

PROBLEMÁTICA DE UTILIZACIÓN DE LOS

RESIDUOS AGRÍCOLAS

Requisitos legales de gestión y de las buenas condiciones agrarias

y medioambientales. Reglamento (CE) Nº1782/2003

*Normas para luchar contra la erosión.

EL OLIVAR FUENTE DE ENERGÍA

Aceite oliva 0,6 t

Orujo 2,4 t

Hueso 0,35 t

Orujillo 1,98 t Aceite orujo 0,07 t

Leña 0,7 t Hoja 0,8 t Ramón 1,5 t

ANDALUCÍA

1.500.000 ha

LOGÍSTICA DE RECOGIDA DE LA PODA DEL OLIVAR.

E.térm ica 5% No uso 95% E.térm ica 100% HUESO

ORUJO / ORUJILLO

PODA E.térmica 44% E.eléctrica 44% Exportación 12%

Co_{2 inútil}

Uso actual de la biomasa del olivar

Fuente:AAE

ESTUDIO DE OPTIMIZACIÓN DE LA MECANIZACIÓN Y LOGÍSTICA NECESARIA PARA EL APROVECHAMIENTO DE LA BIOMASA PROVENIENTE DE LA PODA DEL OLIVAR (1999)

Experiencias realizadas por SODEAN-empresas privadas

¿Cómo vamos a recoger la poda de olivar?

SACA DE LEÑA PICADO DE LEÑA

AMONTONADO HILERADO

ASTILLADO EMPACADO

LARGA DISTANCIA CORTA DISTANCIA PARÁMETRO PARA ELECCIÓN DE MAQUINARIA

• Tiene por objeto impedir los daños ocasionados por el desarrollo del barrenillo. (Phloeotribus scarabaroides Bern).

• La lucha contra este insecto se dirige al control de la leña procedente de la poda e impedir que el nuevo adulto ,salga de ella y colonice los olivares colindantes.

ASTILLADORAS AUTOALIMENTADAS CON TOLVAS

SERRAT

BERTI

SERMAGASA

PICURSA

EMPACADO DE RAMÓN DE OLIVO CON EMPACADORA

FORESTAL TIMBERJACK -FIBERPAC 26-08-02

APROVECHAMIENTO ENERGÉTICO DE LA PODA DE OLIVAR EMPACADORA FORESTAL-TRABISA-ENDESA

RECOGIDA DEL RAMÓN HILERADO

ASTILLADORA AUTOALIMENTADA

TIRADA CON TRACTOR DE POCA

CAPACIDAD

Luis campo

PROPIEDAD

VALORIZA ENERGÍA-AGENCIA ANDALUZA DE LA ENERGÍA

RECOGIDA DE PODA DE OLIVAR CON PROTOTIPO SAT

EXPLOTADA POR SOCIEDAD ANDALUZA DE VALORIZACIÓN DE

LA BIOMASA

2 MÁQUINAS ARRASTRADAS

CONSTRUIDA Y DISEÑADA POR

EMPRESAS ANDALUZAS

3 MÁQUINAS AUTOPROPULSADAS

OPERACIÓN DE HILERADO

LA REALIZA EL AGRICULTOR CON MEDIOS PROPIOS OPERACIÓN DE RECOGIDA DE LEÑA

ASTILLADO

EMPRESAS DE SERVICIOS/COOPERATIVAS • Próximas al consumidor. • Disponer de personal y transporte propio.

• Experiencia en recogida de biomasa. • Contacto con el agricultor.

AGRICULTORES. • La poda no es oro molido. •Olivar arrancado. •.Diversos acuerdos con la empresa de servicios. • Hilerado con medios propios. Rendimiento

SAVB

•Construcción de 2 nuevas máquinas remolcadas y 3 autopropulsadas.. •Cesión de máquinas para su uso en régimen de explotación.

CONSUMIDORES • Parámetros de humedad y cenizas y tamaño. •Estacionalidad de la poda. • Otras biomasas. Bajos precios

•Generación de electricidad y pellet.

•.Más horas de funcionamiento

PARÁMETROS PARA EL DESARROLLO DE UN BUEN PROYECTO

FABRICACIÓN DE PELLET. GASIFICACIÓN

APROVECHAMIENTO TÉRMICO APROVECHAMIENTO ELÉCTRICO

ACTUACIONES CONCRETAS DE APROVECHAMIENTO

ENERGÉTICO DE LA PODA.

APROVECHAMIENTO DE LA MATA DE ALGODÓN

TOTAL

152,83

12

189 BIOMASA kg húmedo 1.262.737 RECOGIDA kg seco 959.696

Media 18%-30%

Mínima y máxima 15% - 42% kg húmedo/ha 7.575-8.483 kg seco/ha 6.201-6.297 Mínimo y máximo

(kg húmedo/ha) 2.670 – 10.950 HUMEDAD

RENDIMIENTO DE BIOMASA ZONA DE TRABAJO Nº HECTÁREAS

Nº FINCAS TRABAJADAS

Nº CAMIONES CARGADOS

RECOGIDA REMOLQUE DE ALFALFA

APROVECHAMIENTO ENERGÉTICO DE LA MATA DEL ALGODÓN EMPACADO EN CAMPO

EL AGRICULTOR REALIZA LA

OPERACIÓN DE ARRANCAR LA MATA

APROVECHAMIENTOS DEL SARMIENTO DE VIÑA

- USO ACTUAL ABANDONO EN CAMPO (CADA DOS CAMPAÑAS) QUEMA (EN LAS LINDES DE LAS FINCAS) - PROCESO DE QUEMA RETIRADA MANUAL A LINDE Y QUEMA

RETIRADA MECÁNICA A LINDE Y QUEMA - LOGÍSTICA DE RECOGIDA CARGA A CAMIÓN

TRANSPORTE A PLANTA

ASTILLADO CON ASTILLADORA FIJA COMBUSTIÓN

-ZONAS DE INTERÉS: JEREZ DE LA FRONTERA- MONTILLA

APROVECHAMIENTO DE LOS RESTOS DE COSECHA.

CULTIVOS BAJO PLÁSTICO

ALTA CONCENTRACIÓN.

POSIBILIDAD DE DOS COSECHAS AÑO. EL AGRICULTOR PAGA POR LA RETIRADA

APROVECHAMIENTOS DE LOS R. DE C. ARBÓREOS

-USO ACTUAL: QUEMA ENTERRAR

-PROCESO DE ELIMINACIÓN:

RAMAS

RETIRADA A LAS LINDES DE LA FINCA

IMPORTANCIA DEL CULTIVO DE GIRASOL EN ANDALUCÍA

CÁDIZ 15%

CÓRDOBA 19% GRANADA

3% HUELVA

7% JAÉN

2% MÁLAGA

4% SEVILLA

50%

superficie media andaluza 339,670 ha

VENTAJAS QUE PROPORCIONA LA RECOGIDA DEL CAÑOTE

o VALORIZACIÓN DE UN RESIDUO

o CONTROL DE EMISIONES A LA ATMOSFERA

EL AGRICULTOR REALIZA LA OPERACIÓN DE TIRAR EL CAÑOTE

REND. ASTILLADO: 8.970 kg/hora

REND. EMPACADORA PRISMÁTICA: 5.400 kg/hora REND. ROTOEMPACADORA: 2.630 kg/hora

PROPUESTA DE APROVECHAMIENTO DE RESTOS DE JARDINES

EJEMPLO DE ACTUACIONES EN ANDALUCÍA

EJEMPLO DE ACTUACIONES EN ANDALUCÍA

Planta de gasificación con residuos de invernaderos

Parque de almacenamiento

de poda Orujillo

Sistema de alimentación

Tipos de residuos y ejemplos de

aprovechamientos.

Diferentes residuos.

Residuos de almazara.

Residuos de extractoras.

Frutos secos.

Residuos de industrias agrícolas

RESIDUOS INDUSTRIAS AGRÍCOLAS-AGROALIMENTARIAS

* FABRICACIÓN DE ACEITES DE OLIVA . ORUJO DOS FASES,, HUESO * EXTRACCIÓN DE ACEITE DE ORUJO DE ACEITUNA

. ORUJILLO, HUESO * ELABORACIÓN DE FRUTOS SECOS

. CÁSCARA DE ALMENDRAS, CÁSCARA DE PIÑONES * PREPARACIÓN DE ALGODÓN

. SEMILLA, RESTOS DE DESMOTADO. * PREPARACIÓN DE ARROZ

. CASCARILLA, CENIZA * EXTRACCIÓN DE ACEITE DE SEMILLA

. CÁSCARA, TORTA AGOTADA * INDUSTRIAS VINÍCOLAS.

. RAPONES, ORUJOS, LIAS, VINAZA. * ELABORACIÓN DE ALCOHOLES ETÍLICOS

. GRAVILLA, PIELES, HARINA * INDUSTRIAS CONSERVERAS

. PIENSOS, HUESOS * FABRICACIÓN DE CERVEZAS Y MALTAS

. BAGAZO, LODOS DE DEPURACIÓN *FABRICACIÓN DE AZUCAR

. MELAZA, BAGAZO, LODOS DE DEPURADORAS, PULPA AGOTADA * FABRICACIÓN DE COSERVAS ANIMALES-VEGETALES

. RESIDUOS FRESCOS, HUESOS, PIELES * SACRIFICIO DE GANADO

. SEBOS, RECORTES DE PIEL

INDUSTRIA TIPO DE BIOMASA

Almazaras Orujo y hueso

Extractoras de aceite de orujo Orujillo y hueso

Arroceras Cáscara de Arroz

Desmotadora Restos de desmotado

Elaboración de frutos secos Cáscara de piña, piñones y almendra

HUESO DE ACEITUNA DE ADEREZO ENTERO DE LA VARIEDAD MANZANILLA.

Sistema de alimentación

con hueso de pequeño tamaño

EXTRACTORA

EXTRACTOR ALMAZARA SECADO Cogeneración Agua Orujillo

Aceite de orujo

METANIZACION SECADO Ciclo vapor o gasificación Residuo Biogas

Orujo de dos fases

3% Aceite 65% Agua 32% Sólido

Aceituna Aceite de oliva

Tecnologías para el aprovechamiento energético de los subproductos de la industria del olivar

Breve visón de los residuos ganaderos y

su problemática.

Introducción.

Residuos porcinos.

Residuos bovino.

Residuos ovino y caprino.

Gallinacea.

Residuos ganaderos

INTRODUCCIÓN A LA PROBLEMÁTICA R-GANADEROS

- POCAS CABEZAS GANADO - CAMA FORMADA POR PAJA - MUCHA SUPERFICIE AGRÍCOLA

- CRIA INTENSIVA - EMPARRILLADO - ABONOS QUÍMICOS

GRANJA MÚLTIPLES GRANJAS

PROBLEMAS

. MEDIOAMBIENTALES SISTEMAS DE TRATAMIENTO USO UNA VEZ TRATADO RESIDUOS GANADEROS

alta carga orgánica alto poder contaminante

SUBPRODUCTO O MATERIA PRIMA SECUNDARIA BUENA

IDENTIFICACIÓN DE LA BIOMASA

CLASIFICACIÓN GENÉRICA

CLASIFICACIÓN MATERIA SECA

PASTOSO MS ≥10% (bovino y aviar) LÍQUIDOS MS ≤10% (porcino, bovino) DILUIDOS Añadido agua/manejo

CLASIFICACIÓN TIPO DE GANADO

PORCINO BOVINO

OVINO - CAPRINO AVÍCOLA

ESTIÉRCOL: deyecciones sólidas + líquidas + cama del ganado

PURINES: lixiviados de los estiércoles

IDENTIFICACIÓN DE LA BIOMASA

COMPOSICIÓN

DEYECCIONES SÓLIDAS-LÍQUIDAS AGUA DE LAVADO

CAMA PAJA RESTOS ALIMENTOS

LIMPIEZA Y DESINFECCIÓN DE INSTALACIONES

MEDICAMENTOS Y RESIDUOS BIOSANITARIOS Botes, vacunas, aguja, antibióticos RESTOS EMBALAJES

ANIMALES MUERTOS

IDENTIFICACIÓN BIOMASA

R. GANADO BOVINO

•ESTIÉRCOL SÓLIDOS Y LICUADOS DE LOS BOVINOS - ESTIÉRCOLESE SÓLIDOS PASTOSOS - EST. SÓLIDOS CAMA POCO DESCOMPUESTA - EST. SÓLIDOS ESTABULACIÓN LIBRE EMPAJADA •ESTIÉRCOLES LÍQUIDOS DE LAS VACAS LECHERAS

- CÁLCULO POTENCIAL ENERGÉTICO •ESTIÉRCOLES LICUADOS DE LOS TERNEROS

-ANIMALES CARNICERÍA

- MATERIA GRASA Y PELOS ELEVADOS - FERMENTABLE Y MALOLIENTE - CÁLCULO POTENCIAL ENERGÉTICO •ZONAS PRODUCTORAS DE ANDALUCÍA

- POZOBLANCOC COVAP

- SEVILLA, CÁDIZ, CÓRDOBA: 79% DE ANDALUCÍA •ESTIÉRCOL LICUADO DE LOS CERDOS

- HECES Y ORINES DILUIDAS - PRODUCTO FERMENTABLE - MALOS OLORES ANAEROBIOS - CÁLCULO POTENCIAL ENERGÉTICO •ESTIÉRCOL SÓLIDOS

- CAMA (serrín, paja)

- GANADERIA POCAS CABEZAS •CAMA DE PAJA BIODEGRADABLE

- SISTEMAS AHORRO AGUA Y ALIMENTACIÓN - LÍQUIDOS CONCENTRADOS

- AÑADE CAMAS DE PAJA

R. GANADO PORCINO

IDENTIFICACIÓN DE LA BIOMASA

R. DE GANADO OVINO Y CAPRINO

RÉGIMEN EXTENSIVO: - NO PRESENTA PROBLEMA SU ELIMINACIÓN - NO PRODUCTOS ENERGÍA

CRÍA CORDERO: POSIBLE PRODUCTOR DE RESIDUOS

R. GANADO AVÍCOLA

TIPOS

•CAMA DE ANIMALES PARA CARNE (RICO EN MATERIA ORGÁNICA) •EXCREMENTO DE LAS GALLINAS PONEDORAS SECADO (ABONO)

•ESTIÉRCOLES LICUADOS DE LAS GALLINAS PONEDORAS (CON AGUA PARA BOMBEO)

* GESTIÓN DE LOS RESIDUOS

• COSTUMBRE DE COMER LOS POLLOS EN FRESCO (DISPERSIÓN DE GRANJAS) •ENFERMEDADES

• SUFICIENTE S.A.U.

DISTRIBUCIÓN DE LOS RESIDUOS DE GALLINÁCEAS

L O C A L IZ A C IÓ N G E O G R Á F IC A D E L A S S U P E R F IC IE S P O T E N C IA L M E N T E C O N T A M IN A N T E S D E L O S A C U ÍF E R O S

GANADERÍA Y MEDIO AMBIENTE

* EFECTOS SOBRE EL MEDIO

- Efectos sobre el suelo

- Efectos sobre las masas de agua - Efecto sobre la atmósfera

* POTENCIAL CONTAMINANTE - CARGA ORGÁNICA

- EQUIVALENTE HABITANTE (E.H.):El residuo generador por una unidad

EQUIPOS PARA EL MANEJO DEL ESTIERCOL

Instalación de biogás en Linköping.