Energía a partir de residuos: pros y contras de la gasificación avanzada frente a la incineración
Con el aumento de los volúmenes de residuos y el impulso hacia fuentes de energía sostenibles, producir energía a partir de residuos tiene el potencial de ser la solución perfecta para ambos problemas. Sin embargo, no todas las tecnologías que producen energía a partir de residuos son iguales.
Varían en términos de eficiencia, impacto ambiental y viabilidad económica. Este artículo compara y contrasta la incineración, con mucho la tecnología de conversión de residuos en energía más utilizada, con la gasificación avanzada, para destacar por qué esta última es la opción más sostenible y económicamente viable.
La gestión de residuos es cada vez más desafiante
Es bien sabido que la producción de residuos está aumentando. De acuerdo a el Banco Mundial , producimos 2.010 millones de toneladas de residuos sólidos urbanos a nivel mundial cada año. Incluso en los países de ingresos altos, se prevé que los volúmenes diarios de desechos per cápita aumenten en un 19% para 2050.
Al mismo tiempo, Los países de la Unión Europea generaron 487 kg de residuos por persona en 2017.
Como resultado de estas cifras alarmantes, la preocupación pública y la política gubernamental se han combinado para imponer más restricciones sobre cómo se gestionan los residuos.
En marzo de 2020, la Unión Europea adoptó su Plan de acción de economía circular – uno de los pilares principales del Green Deal de la región. Este plan incluye un objetivo vinculante para reducir los vertederos al 10% del total de residuos municipales para 2030, desde un promedio de la UE del 23% en 2018. Otras partes del mundo van en la misma dirección.
La energía sostenible es una parte esencial de la política energética
Al mismo tiempo, las preocupaciones sobre el cambio climático están impulsando el objetivo del Acuerdo Verde de la UE de convertirse en carbono neutral para 2050.
La Comisión Europea ha publicado recientemente agenda de inversión en energías limpias busca impulsar la transformación de su sistema energético “que representa el 75% de las emisiones de gases de efecto invernadero de la UE”.
La producción de energía a partir de residuos puede resolver el problema de los residuos Y el problema energético mediante la aplicación de procesos térmicos para convertir esos residuos en energía. Sin embargo…
No toda la energía de las tecnologías de residuos es igual
- Incineración aplica oxígeno y altas temperaturas a los desechos, quemando efectivamente los desechos para convertirlos en calor, cenizas y gases de combustión. El gas de combustión debe limpiarse de partículas y gases contaminantes antes de ser liberado a la atmósfera.
- Gasificación avanzada funciona transformando termoquímicamente las materias primas residuales utilizando temperaturas superiores a 700 ℃ y un suministro altamente controlado de oxígeno o vapor, sin utilizar la combustión. El proceso crea un gas sintético (gas de síntesis), que luego se puede utilizar para una amplia variedad de aplicaciones.
Ventajas de la incineración
- Tecnología probada que ha sido probada a escala comercial
La incineración es sin duda una tecnología probada. El número total de plantas de incineración en Europa supera las 500 y el Confederación de Plantas Europeas de Residuos a Energía representa alrededor de 410 de estos en 23 países. La cantidad de residuos incinerados en Europa más del doble a 58 millones de toneladas entre 1995 y 2018.
- Una forma sencilla de gestionar los residuos
La incineración puede quemar hasta el 90% de todos los residuos sólidos generados, lo que la convierte en una forma extremadamente conveniente de gestionar los residuos, especialmente en comparación con los vertederos.
- Reduce el vertedero
De acuerdo con la Agencia Europea de Medio Ambiente , la proporción del total de residuos eliminados en vertederos disminuyó del 29% al 24% entre 2010 y 2016, y sigue cayendo. Parte de esa disminución se debe al aumento de la incineración. En el Reino Unido, por ejemplo, La incineración pronto representará más de la mitad de toda la eliminación de desechos. – un resultado directo de los esfuerzos del gobierno para reducir los vertederos.
- Genera energía
El calor producido por la incineración se puede utilizar como fuente de energía, así como como medio para generar electricidad.
Contras de la incineración
- Impacto ambiental negativo
La incineración produce gases de efecto invernadero, incluido CO2. La ceniza que produce incluye cenizas volantes, que contienen toxinas como dióxido de azufre, fluoruro de hidrógeno, óxido de nitrógeno, dióxido de silicio y más. Las cenizas volantes también pueden contener mercurio, arsénico, amoníaco, cadmio, cobalto, plomo y cromo, todos venenosos.
- Requiere sistemas de tratamiento de emisiones para capturar contaminantes
Las plantas incineradoras necesitan un tratamiento extenso de gases de combustión para cumplir con las regulaciones de cumplimiento ambiental.
Según una nota de investigación de Investigación de equidad de Arden :
“Una parte considerable de la infraestructura (y el gasto de capital) de una planta de incineración se dedica a la limpieza de los gases de escape. Esto también puede representar un costo significativo de las operaciones de un incinerador y puede requerir un mayor reemplazo de los consumibles ".
- Algunos países tienen ahora un exceso de capacidad de incineración
Por ejemplo, el Reino Unido se enfrenta a un exceso de capacidad de incineración de hasta 9 millones de toneladas, de acuerdo a grupo de presión UKWIN.
- A menudo es caro y lleva mucho tiempo recuperar los costes de inversión.
« Construcción y operación de plantas de procesamiento de residuos. como los incineradores, requiere períodos de contrato prolongados para recuperar los costos de inversión iniciales, lo que genera un bloqueo a largo plazo «.
Esto agrega un elemento adicional de riesgo, especialmente a la luz de la Decisión de la UE en 2019 eliminar gradualmente las subvenciones a las plantas de incineración.
- La presión regulatoria significa que puede no seguir siendo económicamente viable
En diciembre de 2019, se informó que el La Comisión Europea estuvo de acuerdo para “excluir la incineración de su lista de actividades que promueven la mitigación del cambio climático… declarando que minimizar la incineración y evitar la eliminación de residuos contribuirá a la economía circular”.
Dado que el crecimiento de la incineración depende en gran medida de la promoción de los gobiernos, esta decisión oficial de que la incineración no mitiga el cambio climático presenta un riesgo significativo para la viabilidad financiera futura de tales proyectos.
Ventajas de la gasificación avanzada
- Tecnología probada que ha sido probada a escala comercial
En EQTEC, tenemos más de 125.000 horas de funcionamiento del motor acumuladas y auditadas de forma independiente en nuestro Planta de 6M en Movialsa, España . Además, las universidades de Lorena, Francia y Extremadura, España, han realizado una extensa I + D en instalaciones basadas en nuestra avanzada tecnología de gasificación.
- No depende de subvenciones y es económicamente viable
“La economía vegetal es atractiva y no requiere subsidios”, según la nota de Arden Equity Research, que agrega:
“Las plantas no necesitan subsidios. Las plantas de EQTEC suelen generar una TIR del 12-14%, sustancialmente más alta que la tasa de rendimiento promedio de los proyectos de energía solar o eólica ".
- Puede diseñarse y construirse para aplicaciones específicas
La tecnología EQTEC se puede adaptar para una amplia gama de aplicaciones y ubicaciones, debido a nuestro enfoque modular, lo que significa que podemos dimensionar proyectos para cualquier capacidad desde 1MWe hasta 25MWe.
- La implementación flexible permite una menor huella de carbono
Esta flexibilidad nos permite trabajar con operadores de residuos para ubicar plantas modulares de gasificación de residuos más cerca de la fuente de residuos, minimizando el impacto del carbono al transportar residuos a distancias más largas.
- No contamina y no necesita ningún tratamiento de emisiones
Debido al hecho de que la gasificación avanzada es un proceso incombustible, y la pureza, confiabilidad y eficiencia de nuestro gas de síntesis, nuestra tecnología genera un 25-30% menos de emisiones de gases de efecto invernadero que la incineración. Tampoco produce cenizas volantes ni otros contaminantes.
- Cuando se utiliza con residuos de biomasa, califica como fuente de energía renovable.
Cuando la gasificación se utiliza para convertir material orgánico, como residuos de biomasa, en gas de síntesis, se puede considerar una fuente de energía renovable.
- Se puede utilizar para generar hidrógeno verde de forma económica y eficiente.
Gracias a un mayor enfoque en la cumbre del G20 de 2019 y la UE de 2020 Estrategia de hidrógeno , el hidrógeno ha atraído mucho apoyo como solución práctica para descarbonizar la economía global. Pero el desafío sigue siendo cómo producir más hidrógeno «verde», cuya producción es actualmente prohibitivamente cara.
La gasificación avanzada ofrece una alternativa más económica. Gracias a nuestra amplia experiencia e investigación y desarrollo a escala comercial, sabemos que el gas de síntesis que producimos a partir de la madera contiene, en promedio, un 42% de hidrógeno. Este hidrógeno puede luego separarse y purificarse para su uso como fuente de energía.
Este proceso es 100% ecológico y mucho menos costoso que el proceso de hidrólisis del agua.
- Además del hidrógeno, se ha demostrado que produce una amplia gama de valiosos productos.
En EQTEC, también podemos utilizar nuestro gas de síntesis para producir:
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Electricidad, para uso industrial capital o para vender a la red eléctrica nacional
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Calor / vapor, para aplicaciones de procesos industriales
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Biocombustibles líquidos, mediante la aplicación de un módulo de conversión de gas a líquido de Fischer-Tropsch
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Gas Natural Sintético, mediante proceso de metanización, para vender a la red nacional de gas
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Como subproducto, podemos generar Biochar, que a su vez se puede utilizar como fertilizante para el suelo, aditivo para eliminar o absorber suelos contaminados, material filtrante para eliminar metales pesados de las aguas residuales o como aditivo en productos cosméticos.
Está demostrado que puede procesar una amplia gama de residuos y materias primas.
En EQTEC, tenemos datos de operaciones comerciales y años de investigación y desarrollo probando los resultados de la gasificación de más de 50 tipos diferentes de materias primas residuales, que incluyen:
- Huesos de olivo
- Cáscaras de nueces
- Sorbete
- Bagazo de uva
- Serrín
- piñas
- Recorte forestal
- Lignito
- Caucho
- Escombros de demolición
- Plástica
- Residuos sólidos urbanos, también conocidos como residuos derivados de la basura.
Así como muchos más, demasiado numerosos para enumerarlos.
- La gasificación avanzada es alrededor de un 25-30% más eficiente que la incineración.
Una vez más, según Arden Equity Research, “la producción de energía de una planta de gasificación avanzada EQTEC típica es de 930 kWh por TM[metric tonne] de materia prima, 69% más que los 500 kWh por TM de materia prima, producidos por una planta típica de incineración de energía a partir de desechos ”.
Contras de la gasificación avanzada
- Es una tecnología incomprendida
El único problema serio con la gasificación avanzada es que muchos en el mercado no lo entienden.
Debido a algunas fallas de alto perfil de los proyectos de gasificación, especialmente en el Reino Unido, hay quienes creen que la tecnología no funciona a escala comercial o en ciertos tipos de materia prima residual. Otros no creen que la tecnología sea viable.
Sin embargo, todas estas suposiciones son incorrectas.
Gasificación avanzada: ¿la energía perfecta a partir de la solución de residuos?
Dependiendo de su gestión de residuos y sus necesidades energéticas, la gasificación avanzada es la mejor opción para preparar su energía de proyectos de residuos para el futuro.
Se puede implementar de forma flexible y modular, lo que significa que las plantas son más rápidas de construir y requieren un gasto de capital menor. Ofrece una gran flexibilidad con respecto a los tipos de materias primas residuales que puede procesar, así como una gran diversidad de producción. Todo lo cual lo hace adecuado para gestionar muchos tipos diferentes de residuos y ofrecer una variedad de fuentes de ingresos de alto valor.
Como solución de gestión de residuos, la gasificación avanzada es mucho más respetuosa con el medio ambiente que el vertedero o la incineración. Esta es una consideración importante cuando es probable que la incineración enfrente controles de emisiones más estrictos y posibles restricciones en nuevos proyectos en los próximos años.
La gasificación avanzada es la energía más limpia, ecológica, flexible y económicamente viable de la tecnología de residuos disponible actualmente. Es probable que su adopción crezca.
Por David Palumbo, director ejecutivo de EQTEC plc