www.futurenviro.es | Marzo-Abril March-April 2021 108 Bioenergía. Gases renovables | Bioenergy. Renewable Gases Durante los últimos años se han realizado diferentes estudios sobre el potencial energético de España, entre ellos, unas estimaciones de 2018 establecían un potencial entre 1,7 – 2,9 Mtep. A partir de estos datos, podríamos estimar que en la actualidad se aprovecha en torno a un 20-30% del potencial disponible de residuos de los diferentes sectores (agroindustrial, depuración y residuos urbanos). Modelos de negocio según las materias primas y los proceso de digestión Desde el punto de vista de las materias primas, las plantas de biogás centralizadas y las descentralizadas son dos de los modelos de negocio más extendidos. En los modelos centralizados, los co-sustratos que se utilizan para la producción de biogás se transportan desde su punto de generación hasta la ubicación de la planta. Se diseñan para que sean plantas de tamaño medio-grande y utilizan varios cosustratos. Los usos de biogás más extendidos son la producción de biometano y la producción de electricidad y calor. Estos modelos de planta de biogás pueden tener ingresos adicionales por la gestión de los residuos. Los usuarios finales de estas instalaciones suelen ser gestores de residuos, inversores de energía renovable y cooperativas agroalimentarias que gestionan los subproductos orgánicos generados en distintos procesos productivos en una misma instalación centralizada. Las plantas descentralizadas son instalaciones que suelen ubicarse anexas al punto de generación de los sustratos que utilizan para la producción de biogás. Estas plantas pueden ser de monodigestión (un solo sustrato) o de codigestión, dependiendo de los subproductos orgánicos que se generen en el proceso productivo principal. En este caso, los usuarios finales suelen ser industrias agroalimentarias, que son las industrias que genera subproductos con mayor carácter orgánico, las explotaciones ganaderas que pueden producir biogás a partir de las deyecciones de los animales y las depuradoras de aguas residuales que gestionan los lodos producidos mediante tecnologías de digestión anaerobia. La clave de éxito de la rentabilidad de estas instalaciones, desde un punto de vista del proceso, radica en conseguir la producción de biogás objetivo de diseño durante la vida útil de la instalación. Para ello es esencial mantener un proceso biológico estable. La digestión anaerobia está compuesta por distintas poblaciones y especies bacterianas interrelacionadas entre ellas que son las encargadas de transformar los residuos en biogás. Esta complejidad biológica hace que la digestión anaerobia sea un proceso sensible, y que, necesita ser operado adecuadamente para evitar la inhibición de las bacterias. El primer paso para conseguir un proceso biológico estable, parte desde la etapa de concepción y diseño de nuestra instalación, con el diseño de la dieta de alimentación, que consiste en la selección de los cosustratos y de la proporción de cada uno de ellos en la mezcla final. La caracterización fisicoquímica y los ensayos de biometanización son dos herramientas básicas para conseguir diseñar las mejores dietas para el proceso. Una vez diseñada la dieta de nuestra planta, es importante determinar las condiciones de operación óptimas, es decir, la cantidad de cosustratos que se debería procesar diariamente para obtener un proceso estable. Los ensayos experimentales en digestores anaerobios piloto son una herramienta clave para determinar dichas condiciones de operación, y diseñar la planta de biogás industrial de manera correcta. Además, es importante diseñar estrategias de operación en periodos de operación no estacionarios o de inestabilidad (reducción de with waste management. The end users of these facilities are usually waste managers, renewable energy investors and agrifood cooperatives that manage the organic by-products generated in different production processes in one centralised facility. Decentralised plants are usually located adjacent to the point of generation of the substrates used for biogas production. They can be mono-digestion (single substrate) or co-digestion plants, depending on the organic by-products generated in the main production process. In this case, the end users are usually agri-food industries (the industries that generate the most organic by-products), livestock farms that can produce biogas from animal excrement and wastewater treatment plants that manage the sludge produced by anaerobic digestion processes. The key to the profitability of these plants, from a process point of view, lies in achieving the design target biogas output over the lifetime of the plant. To this end, it is essential to maintain a stable biological process. Anaerobic digestion is composed of different interrelated bacterial populations and species that are responsible for transforming waste into biogas. This biological complexity makes anaerobic digestion a sensitive process, and one which needs to be operated correctly to prevent inhibition of the bacteria. Achieving a stable biological process begins at the conception and design stage of the facility with feedstock design, which consists of the selection of the co-substrates and the proportion of each substrate in the final mix. Physicochemical characterisation and biomethanisation tests are two fundamentally important tools in designing the best feedstocks for the process. Once the feedstock has been designed, it is important to determine the optimal operating plant conditions, i.e., the quantity of co-substrates that should be processed daily to obtain a stable process. Experimental tests in pilot anaerobic digesters are a key tool for determining these operating conditions and designing the industrial biogas plant correctly. In addition, it is important to design operating strategies for periods of seasonal variation or instability (reduction of feedstock supply, toxic compounds, etc.) to reduce the impact of potentially lower biogas production on the profitability of our project. Business models based on biogas use Biogas is the end product obtained from the process, and once produced, it must be valorised, i.e., transformed into a product of economic value to enable the revenues that will make the project profitable. On a commercial level, biogas can be recovered by using it as energy, either directly in boilers or CHP plants to produce electricity and/or heat, or indirectly, by converting it into
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