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15 de junio 2016
Ventajas y desventajas de las tecnologías de gasificacióncon respecto a la incineración de RSU
ATEGRUS – GENERA 2016
Zabalgarbi WtE Plant (Bizkaia)
©SENER Grupo de Ingeniería, S.A. – Getxo 2016
Jornada Técnica ATEGRUS – Modelo Energético Sostenible: Reducción de CO2 GENERA 2016
1. Acerca de SENER
2. Objetivos
3. Estructura del Proyecto
4. Proyecto tipo WTE
5. Proyectos ACT en el Reino Unido
6. Due Diligence tecnologías de gasificación
7. Comparativa de tecnologías
8. Ventajas de la gasificación
9. Análisis de riesgos
10. El futuro
11. Conclusiones
Indice
©SENER Grupo de Ingeniería, S.A. – Getxo 2016
Jornada Técnica ATEGRUS – Modelo Energético Sostenible: Reducción de CO2 GENERA 2016
SENER Grupo de Ingeniería
SENER es un grupo de ingeniería y tecnología privado, fundado en 1956 con una creciente presencia internacional.Desde sus inicios, la empresa se ha distinguido por el desarrollo de excelentes proyectos y soluciones innovadoras.
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SENER GRUPO – CIFRAS 2014
CIFRA DE NEGOCIO (M€): 1.305
PERSONAS: 5.541
VENTAS FUERA DE ESPAÑA: 90 %
SENER INGENIERIA Y SISTEMAS, S.A.
Fundada en 1956, SENER es la ingeniería más importanteen España. Particularmente reconocida por su capacidadpara abordar proyectos multidisciplinares de gran complejidad.
Capital 100% Privado
VALORES DISTINTIVOS
InnovaciónCalidadIndependencia
INGENIERÍA – CIFRAS 2014
CIFRA DE NEGOCIO (M€): 664,8CONTRATACIÓN (M€): 618PERSONAS*: 2.509
(*) 56% Titulados superiores18% Titulados medios26% Otros
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SENER INGENIERIA Y SISTEMAS: Unidades Estratégicas de Negocio
NAVALPOWER, OIL& GASINFRASTRUCTURAS & TRANSPORTE
AEROESPACIAL
Espacio
Aeronáutica
Defensa y Seguridad
Nuevos mercados: ciencia y sistemas médicos y CPV solar
Sistemas de guiado, navegacíón y control
Sensores y aplicaciones de ISR (inteligencia, vigilancia y reconocimiento)
Ciclos combinados, cogeneración, plantas convencionales y plantas nucleares.
Energías renovables: Solar, Biomasa, Bio-fuels, Hidro
Refino, química, petroquímica y plásticos
Plantas de gas
Alta velocidad ferroviaria
Ferrocarriles convencionales
Metros, metros ligeros y tranvías
Arquitectura y urbanismo
Planificación del transporte
Carreteras y autopistas
Puertos y obras marítimas
Aeropuertos
Infraestructuras hidráulicas
Sistema FORAN:
Líder mundial en CAD/CAE/CAM naval
Servicios de ingeniería naval:
conceptual, básica, detalle, fabricación, asistencia técnica
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Huella Global
Proyectos Principales
Delegaciones
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PLANTAS DE ENERGIA
GAS NATURAL LICUADO (GNL)
Tipos de Proyecto
Terminales de Regasificación
FSRU
Licuefación
Gasoducto virtual
Off-Shore GNL
LINEAS DE NEGOCIO (I)
Tipos de Proyecto
Ciclos Abiertos
Ciclos Combinados
Plantas de Cogeneración
Plantas de Carbón
Nuclear
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ENERGÍA TERMOSOLARTipos de Proyecto
Colector Cilindro Parabólico
Torre Central
Sales Fundidas
OIL & GAS
ENERGÍAS RENOVABLES
LINEAS DE NEGOCIO (II)
Tipos de Proyecto
Plantas de Biomasa
Valorización Energética de RSU
Hidroeléctricas
Tratamiento de Residuos Agropecuarios
Tipos de Proyecto
Unidades de Refino
Petroquímica y Procesos
Regeneración de Aceites Usados
Tratamiento de Gas y Separación
Almacenamiento Subterráneo de Gas
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SERVICIOS
Estudios de Viabilidad
Ingeniería Conceptual
Ingeniería Básica
Ingeniería de Detalle Supervisión de la Construcción
Puesta en Marcha
EPCM
EPC
Soporte Financiero
Operación y Mantenimiento
SENER trabaja en cada una de las etapas del Ciclo del Proyecto
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1. Reducir las emisiones, descarbonizar laeconomia
2. Cumplimiento de las Directivas de la UE,tanto de EE.RR. como de los objetivosclimáticos. Economía circular
3. Todo proyecto deberá maximizar laeficiencia y minimizar el impactomedioambiental
2. Objetivos
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3. Estructura del ProyectoAdministraciones
Públicas
Planta de valorización
energética de RSU
Residuos
EPC
• Propietario del terreno y de la Planta
• Autorizaciones y licencias• Acceso a la Planta
• Recolección y transporte• Origen: Peligrosos
No peligrosos• Vertedero
• Estudio conceptual• Ingeniería• Construcción• Commissioning / Puesta en
servicio
Financiación
O&M
• Operación• Mantenimiento
Emisiones
Electricidad
Consumibles
• Aire: cabinas de vigilancia
• Líquidos: effluentes• Solidos: escorias
cenizas
• Contrato PPA• Subestación eléctrica• Punto de conexión (Voltaje)
• Reactivos• Agua• Gas Natural
• Municipalidad• Otros?• Banca
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4. Proyecto Tipo WTE
Recepción RSU:1. Control de accesos2. Sistema de pesaje
(entrada y salida)
Foso de RSU:1. Almacenamiento 3 días2. Presión negativa
Reciclaje de metales
Estabilización de escorias:
Carreteras, obraspúblicas
Transporte de residuos
Metales recuperados:Reciclados
( )
Cenizas volantes:Residuos APC
(vertedero)
Ciclo agua-vapor:1. Turbina de vapor2. Condensador3. Sistema de refrigeración4. Sistemas auxliares
Electricidad
Gases:1. CO2 / H2O2. Control de emisiones3. Penacho
Reactivosquímicos
Agua
Efluentes
Gas Natural
1.000.000 personas ~250.000 t /a
46.250 t escorias/a(18.5% RSU)
5.750 t metales/a(2.5% RSU)
8.750 t cenizas/a(3.5% RSU)
250.000 Nm3/a
112.500 MWh/a~120,000 personas
75.000 t CO2 evitadas/a
3.250 t reactivos/a(cal, carbón activo, amoniaco)
500.000 Nm3/a
100.000 Nm3/a
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ZabalgarbiCondiciones Ambientales
Temperatura media ambiente 13.5ºC
Humedad relativa 85%
Horno
Potencia Térmica Residuos 70.83 MWt
PCI Residuos 8.500 kJ/kg
Aporte Residuos 30 ton/h (100% Carga)
Caudal Vapor AP 110.8 t/h
Emisiones base 3 % O2
SO2 < 35 mg/Nm3
NOx < 300 mg/Nm3
CO < 165 mg/Nm3
Partículas < 5 mg/Nm3
Consumo Gas Natural Quemador HRB Potencia Térmica Gas Natural 36 MWt
Turbina de vaporPotencia eléctrica Bruta 56.07 MWe
Presión condensación 50 mbar
Turbina de GasPotencia Térmica Gas Natural 107.9 MWt
Potencia eléctrica Bruta 43.93 MWt
Horas de operación previstas Horas de operación anuales 8.100 horas
Rendimiento Bruto Planta RSU 46.52%
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BALANCE DE CO2 DE DISTINTAS ALTERNATIVAS DE GESTIÓNemisiones resultantes de CO2 eq. por ton de residuo tratado
+1000
+ 500
0
- 500
- 1000
Vertedero controlado con captaciónde biogás, 55% del metano
Incineradora convencionalelectricidad
Incineradora elevada eficiencia electricidad
Vertedero controladosin captación de biogás
kg C
O 2 eq
uiva
lente
s / t
RSU
BALANCE DE CO2
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•Ubicación : Midlands•Capacidad : 200ktpa al gasificador•Waste Feedstock: C&I and MSW to MRF, RDF to G+M•Waste CV: 12.7MJ/kg•Eficiencia bruta: 30.64%•Eficiencia neta: 25.37%•Incentivos: CfD contratado•Planta en operación comercial en 2019
5. Proyectos ACT en el Reino Unido (merchant)
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Tecnología probadadesarrollada
específicamentepara basura
GenerandoSub-productosreutilizables
Escoria Metales férricos Aluminio
ValorizaciónEnergética con altaeficiencia Autoconsumosbajos ACT
Sin combustibleauxiliarSin usar carbónSin consumo deOtras fuentes deenergía
Minimizar el vertido final
Eficienciaenergéticamás alta
Tendencia
TIR más alta OPEX más bajo Huella de carbonoMás baja
Proceso robusto
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Gasification in Japan122 Operating Plants
9 under construction
> 9m tpa to be processed
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The European Scene
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KOBELCO, MHIEC, JFE, NIPPON STEEL,ENERGOS, OUTOTEC, EQTEC, CARECO, SYNGASPRODUCTS, BIOMASS POWER, VALMET,MICHAELIS, XYLOWATT,…
6. Due Diligence tecnologias de Gasificación
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7. Comparativa de tecnologías
Gasification and melting systems Incineration + ash melting Incineration only
Fluid bed Shaft furnace Stoker + ash melting Stoker
1. Recycling efficiency E G G F
2. Landfill load G G G F
3. Energy consumption G F F G
4. Fuel pre-treatment G F F E
5. Energy recovery effic G F F G
6. Processing capacity G F F E
7. CO2 emissions G F F G
8. Stable operation G G G E
9. Availability G G G E
E: Excellent; G: Good; F: Fair
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Gasification vs. mass burn incinerationGASIFICACION
• Riesgo de corrosión más bajo pero similar disponibilidad
• Tratamiento de gases más sencillo• Valorización material, reutilización
de escorias como agregaos de construcción
• Apropiada para landfill mining• Se adapta mejor a tamaños pequeños
• CAPEX y OPEX más altos• Operación más compleja• Eficiencias algo menores• Requiere pre-tratamiento de la
basura• Tecnologías menos probadas y
fiables
PARRILLA
• CAPEX y OPEX más bajos• Operación más sencilla• Tecnología probada, robusta y
fiable• Eficiencia y producción
eléctrica más alta
• Riesgo alto de corrosión-> menor disponibilidad
• Tratamiento IBA• Tratamiento de gases más
sofisticados
VEN
TAJA
SD
ESVE
NTA
JAS
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KOBELCOGasification & Melting
Bubbling Fluidised bedTrack record
• MSW25 plants since 1981
• Sewage Sludge23 plants since 1978
Fluidised bed
Swirl flow meltingTrack record
Sewage sludge incineration APCr
• 6 plants since 1987
Swirl flowMelting Furnace
Integrate ProvenTechnologiesto deploy
Gasification and Melting
Integrate ProvenTechnologiesto deploy
Gasification and MeltingStart R&D since 1997
First commercial plant in 2000
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El gasificador de lecho fluido genera syngas y materiales reciclados El horno de fusión genera escoria vitrificada, reutilizable en el mercado
de agregados de la construcción en el Reino Unido La reacción gas-gas utiliza menos aire, reduce las pérdidas de energía y se
genera más electricidad
Inert
Combustibleand
Moisture
Flue gas : Less energy lossby less flue gas volume
APCr
Recyclable Slag + Incombustibles
RDF
Air
GT
Higher steam flow
Higher electricity generation
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ElectricityPeople & Industry EfW
RecyclingRDF
Recyclates
Waste
Recyclableby-products
Increasing the viabilityMinimising the disposalClosing the Loop
ElectricityG+M
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• No es combustión. Ventajas permisología• Mayor flexibilidad– el syngas se puede utilizar
de varias formas y en distintas aplicaciones• Tiene potencial para conseguir eficiencias
más altas• El pre‐tratamiento de la basura es obligatorio
bajo la Directiva Marco de Residuos y cumplela jerarquía de la gestión de residuos
• Emisiones de NOx más bajas por utilizarmenos aire
• Se adapta mejor a tamaños de planta máspequeños
• En el Reino Unido la gasificación está primada
8. Ventajas de la gasificación
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1. RIESGO TECNOLOGICO
2. RIESGO CONSTRUCCION
3. RIESGO ADMINISTRATIVO
9. Análisis de riesgos
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10. El Futuro
Gasifier
Gas clean up
Gas engine
Gas Turbine
Fuel Cell
Electricity&
Heat
Gas grid
Bio-Fuel
Waste Feedstock
CombustionSteam cycle
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• Desarrollar e implementar soluciones quecontribuyan a la economia circular, potencienel reciclaje, maximicen la eficiencia yminimicen el impacto ambiental.
• Construir proyectos exitosos con tecnología dedoble etapa de combustión, mejorar lascondiciones de operación de las plantas
• Desarrollar las aplicaciones del futuro, paraello se requiere un gasificador y un sistema delimpieza adecuados
• Trabajar en coordinación con los centrostecnológicos para desarrollar soluciones másinnovadoras, robustas, fiables y eficientes
• Educar y convencer a la Administración deque los procesos de gasificación y decombustión no son lo mismo
11. Conclusiones