La sostenibilidad es uno de los principales objetivos a alcanzar para garantizar un futuro a las generaciones actuales y venideras. Requiere, entre otras cuestiones, el recurso a fuentes de energía renovables y la minimización de la producción de residuos. Estos dos problemas se logran simultáneamente al convertir los desechos y la biomasa residual en energía. Es aquí donde la independencia energética sostenible mediante horno rotativo cobra un papel fundamental.
Waste-to-energy: convertir desechos en energía sostenible
Como hemos puesto de manifiesto en otros artículos de este blog, existe una enorme cantidad de opciones para generar energía a partir de diferentes materias primas y recursos que existen en el planeta.
La basura o los desechos de procesos industriales, incluso las que provienen del ámbito doméstico, es uno de los recursos subestimados hoy en día. Estos pueden aprovecharse como una verdadera fuente de energía, favoreciendo así una posible independencia energética sostenible. Cabe destacar, que este es un recurso muy abundante, ya que es lo que más se produce en el mundo.
Los países nórdicos, llevan años valorizando la basura de su día a día, consiguiendo diseñar un proceso tan eficiente en el consumo de desechos, que han requerido importar basura de otros países para satisfacer la demanda de este recurso. Generan así electricidad y la reutilizan en otros procesos industriales.
Planta de producción energética independiente a microescala
El caso de Wildpoldsried (Alemania)
Hace pocos meses conocimos gracias a los medios el caso de Wildpoldsried. Wildpoldsried es el pueblo alemán que genera ocho veces más electricidad de la que consume y la vende a la red. Se trata de un pueblo pequeño de 2.500 habitantes a hora y media de Múnich y cerca de los Alpes. Allí Ramón Arndt, un vasco que lleva 30 años en Alemania y que es el responsable de Planificación Estratégica en el Ayuntamiento de Múnich, explicaba el proceso:
«Hace más de 20 años un ganadero de aquí dijo, ‘yo tengo aquí mis vacas y con esto puedo generar biogás’. El estiércol va generando biogás y se va acumulando, llenando de metano y ese metano luego lo quemas en la planta energética de tu finca cuando tú quieras»
Gracias a la venta de energía sobrante de edificios municipales, los vecinos de Wildpoldsried apenas pagan por guarderías y gimnasios.
El caso de Giano Dell’Umbria (Italia)
Para las comunidades aisladas, generalmente en áreas naturales protegidas, depender de grandes centrales eléctricas se traduce en altos costos de energía y gestión de residuos. Este es el caso de Giano Dell’Umbria, una pequeña ciudad en el centro de Italia. Esto se debe a su distancia intrínseca de los vertederos y de las mismas centrales. En definitiva, en los pueblos pequeños, la dependencia eléctrica de la red se traduce en una baja sostenibilidad.
Por ello, se estudió la posible instalación de un sistema de conversión de residuos en energía a microescala, basado en una microturbina alimentada por gas de pirólisis residual.
La planta alcanza una alta eficiencia, teniendo en cuenta la escala, debido a su alta tasa de regeneración y se adapta a las necesidades de eliminación de residuos.
La tecnología “IPRP” (Integrated Pyrolysis Regenerated Plant)
En base a lo explicado en los dos puntos anteriores, es preciso concluir hablando de la tecnología “IPRP”.
El concepto de planta regenerada por pirólisis integrada (IPRP) se basa en una turbina de gas (GT) alimentada por pirogas producidos en un reactor de pirólisis lenta de horno rotatorio, donde el calor residual de GT se utiliza para sostener el proceso de pirólisis.
La planta IPRP proporciona una solución única para plantas de energía a microescala (menos de 250 kW), abriendo una posibilidad nueva y competitiva para la biomasa distribuida o los desechos en sistemas de conversión de energía.
Planta de producción de energía independiente a macroescala
Tratamos en este punto la conversión de energía de los combustibles residuales para lograr independencia energética. Este sistema combina un pirolizador de horno rotatorio, donde las fuentes de energía residual se convierten en gas de síntesis de valor calorífico medio-bajo (LHV), con una turbina de gas que produce energía y también proporciona calor residual para mantener la reacción de pirólisis endotérmica.
Los subproductos de la reacción incluyen carbón vegetal y alquitrán que tienen un contenido energético interesante y también pueden usarse para proporcionar calor adicional al proceso.
A través del modelado de software, el artículo analiza la influencia en el rendimiento de los principales parámetros termodinámicos, mostrando las posibilidades de alcanzar un óptimo para diferentes condiciones de trabajo que son características de diferentes tamaños de turbinas de gas.
Esto es interesante tanto para centrales eléctricas de tamaño mediano a grande, donde la eficiencia IPRP es comparable a un incinerador de parrilla, pero con costos de inversión más bajos.
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