MPB 2. DISEÑO DE UN PRODUCTO INDUSTRIAL. Estudio de Mercado y Objetivos de diseño.

Introducción diseño industrial.

En la introducción al proyecto de la MiniPlanta de Biogás (MPB), que se realizó en una entrada previa en este blog, ya se argumentó la motivación del desarrollo de una planta de biogás para gestionar descentralizadamente residuos orgánicos y del proyecto que se ha montado entorno a ella.

La presente entrada se centra en el estudio de mercado y de alternativas actuales, y en la propia concepción del producto y en los objetivos de diseño del mismo.

El diseño de la MPB es, básicamente, el diseño de un nuevo producto. En la actualidad, los proyectos industriales de planta de biogás obligan a un diseño individual y detallado, en el que cada proyecto requiere un gran esfuerzo de ingeniería. En cambio, la MPB puede concebirse como un producto, ya que puede ser reproducida siguiendo el mismo diseño, y puede aspirar a tener un amplio mercado con ligeras modificaciones.

Pero diseñar una MiniPlanta de Biogás (MPB) plantea muchas dudas iniciales, la primera es la propia definición del producto. Definir el producto por el equipo de diseño sólo puede llevarse a cabo después de evaluar distintos modelos de negocio y tras un estudio de la situación actual del mercado y de los productos existentes en el mismo.

Se considera que la MiniPlanta de Biogás (MPB) debe ser una planta industrial escalada a procesar cantidades de residuos en el entorno de 1 a 3 toneladas diarias. Pequeños productores de residuos cuya gestión sea costosa, responsables de la gestión de basura orgánica en países desarrollados o en vías de desarrollo, o consumidores de energía cara pueden obtener una rentabilidad económica y medioambiental de una instalación de estas características. Por supuesto, estas instalaciones deben procesar esta cantidad de material de entrada de forma estable y con un alto grado de automatización. Todas las instalaciones diseñadas para un orden de magnitud inferior a 1 t/d no son consideradas Mini Plantas sino Micro Plantas de Biogás, y estarían en un concepto diferente, el de la producción doméstica de biogás.

Situación actual del mercado. Análisis de productos similares.

Tras desarrollar detalladamente los modelos de negocio que acotaban la solución a nivel de inversión posible, se realizó un estudio de mercado comparativo de las plantas de baja potencia o MiniPlantas de biogás existentes actualmente en el mercado europeo. En este estudio no se tuvieron en cuenta aquellas instalaciones que no sean comparables, como instalaciones domésticas para producir gas o plantas de proyectos de investigación de empresas y universidades, que no están listas para salir a mercado.

La primera impresión que ofrece este mercado es que se trata de un mercado por despegar. Parece que no termina de desarrollarse en Europa la producción descentralizada de biogás a pesar de que hay varias empresas intentando este modelo de negocio en varios de los principales países europeos. Alguno de estos modelos son adaptaciones de diseños industriales a pequeña escala, mientras que otros tienen diseños más arriesgados.

Ejemplo de MiniPlanta de Biogás simulando una planta industrial de biogás a pequeña escala.

Es destacable que la mayoría de las empresas que ofrecen estas instalaciones a pequeña escala NO ofrecen plantas industriales de biogás. Es posible que deficiencias de diseño o de operación, la falta de producción estable de estas instalaciones o su coste de inversión sean factores que estén dificultando acercar esta actividad a su máximo desarrollo.

La inmensa mayoría de las plantas disponibles se centran en diseños para granjas, restos de grandes comedores o rechazos de supermercados, así como en el uso del biogás para la producción eléctrica, aunque en las últimas semanas han salido noticias relativas a proyectos similares al concepto de biogasinera que AGF PROCESOS BIOGAS SL pretende desarrollar, y que explicó previamente en la entrada MPB1. En aquellos casos en los que se asocia una planta de enriquecimiento en la instalación de biogás, de nuevo se trata de una adaptación a pequeña escala de un proceso industrial, por lo que es costoso. Los sistemas de separación por membranas o de absorción disponibles a pequeña escala necesitan trabajar a presión o a altas temperaturas, lo que incrementa el coste de inversión considerablemente.

Un sustrato al que estas plantas parecen no estar siendo orientadas es al pequeño productor de residuo orgánico industrial o a la fracción orgánica del residuo doméstico. En otras entradas de este blog se hicieron estimaciones del potencial energético de la fracción orgánica de la basura doméstica, siendo éste un sustrato que, en su inmensa mayoría, aún está yendo a vertedero, siendo ésta una pésima gestión ambiental y una pérdida de recursos.

La mayoría de las soluciones son desarrolladas total o parcialmente en contenedores marítimos (sea containers, ISO container), evitando obra en lugar de ubicación y consiguiendo entregar la parte de la planta más compleja en cuanto a equipos e instalaciones probadas de taller. En algunos casos se necesita la construcción de un reactor para producir biogás en su ubicación final o está incorporado en los propios contenedores. Esta solución en contenedor parece la óptima y AGF PROCESOS BIOGAS SL la utiliza frecuentemente en las instalaciones industriales.

Un elemento que destacar es que todas las plantas actuales necesitan almacenar el gas generado, por lo que tienen que disponer de algún tipo de gasómetro, ya sea con material flexible (cúpulas o bolsa), por campana de agua o incluso destinando a esta función un contenedor marítimo para líquidos.

Todos los diseños se configuran en varios contenedores, normalmente separados, que contienen distintos elementos o equipos, por lo que se  requiere la conexión mediante tuberías externas de los distintos elementos internos de los contenedores. Esto obliga a realizar una instalación en campo con elementos externos: tuberías, válvulas e instrumentación, entre otros. Estos elementos hacen poco elegante el diseño de toda la instalación y obliga a realizar trabajos en la ubicación final del elemento. Esto se agrava en aquellos diseños donde los contenedores están físicamente separados entre sí, como ocurre con los contenedores donde se consume el biogás.

Pero con bastante seguridad se puede afirmar que el mayor factor limitante de estas plantas es el volumen de reacción. La mayoría de las plantas actuales de baja potencia no disponen de un elevado volumen de reacción, ya que están limitadas al volumen disponible en contenedores marítimos; y las que tienen un elevado volumen es porque requieren algún tipo de construcción en la ubicación final de la planta. Exceptuando los últimos casos, que son aquellos modelos donde se construye un reactor circular externo, no se dispone de mucho más de unos 20 m3 de volumen útil, por lo que no se podrá generar más de 10-20 Nm3 de biogás al día de forma estable. Apretar el proceso de la planta puede llevar a problemas de funcionamiento, como espumas, baja producción, fallo en la microbiología o un gas sucio y de baja riqueza.

Las plantas industriales de biogás trabajan en un rango medio de producción relativa de 0,5 – 1 Nm3 biogás por m3 de reactor al día (Nm3b·m-3R·d-1). Estas plantas industriales disponen de sistemas de agitación y calefacción, y sería razonable pensar que tienen un funcionamiento y un rendimiento mejor que plantas diseñadas con los mismos parámetros pero que no disponen, por ejemplo, de una agitación equivalente.

Por ello, es muy complicado que estas instalaciones puedan mantener de manera estable una producción alta de biogás y un caudal de entrada elevado. Alimentar a diario una tonelada de materia orgánica conlleva probablemente el fallo del proceso y el colapso de la planta, incluso si se consiguiera trabajar con producciones relativas superiores a las mencionadas (1,5 – 2).

Considerando una producción media a esa tonelada alimentada, la producción de biogás debería superar a diario los 50 Nm3, por lo que difícilmente estas plantas pueden alcanzar una producción estable, ya que no disponen volumen para ello usando tecnología tradicional. Si no se genera todo el gas posible, el contenido en sólidos biodegradables en el lodo será elevado, y se corre el riesgo de problemas asociados a un proceso parcial, como espumas o un gas muy sucio. Por los motivos previos, todas estas instalaciones necesitan filtros de carbón externos o incluso incorporan separadores de sólidos para dar salida a la biomasa no biodegrada y poder usarla para compost. Gran parte de estos sólidos deben pertenecer aún a fracciones biodegradables que la planta no ha sido capaz de convertir a gas, por lo que no se ha generado la cantidad máxima de energía, lo que posiblemente dificultará convertir el gas en un ingreso o ahorro económico que rentabilice la planta.

Una vez revisada la situación del mercado, se pueden definir los objetivos específicos del diseño de la MPB de AGF.

Objetivos de Diseño.

Después de valorar lo disponible en el mercado y de estudiar distintos casos de estudio y de negocio, se fijan los siguientes objetivos de diseño. Estos objetivos buscan desarrollar un modelo de planta que supla todas las carencias de las plantas actuales previamente contempladas.

  1. Aplicar un proceso de alta eficiencia industrial a una planta de pequeña escala. Conseguir producciones relativas de biogás superiores a 5 Nm3bm-3R·d-1.

Se diseña la planta para poder desarrollar procesos de alta eficiencia y mayor complejidad que permitan que la producción de gas por unidad de volumen sea similar a la alcanzada a escala industrial por AGF PROCESOS BIOAGS SL. Esto permite que la cantidad de material procesada en la planta y el gas generado sean muy superiores a sus equivalentes con el mismo volumen de reacción.

Este aspecto es fundamental para conseguir rentabilizar la planta. Para ello, será fundamental el control de la operación de la planta, tratándola como si de una planta industrial se tratase.

  1. Estabilidad de producción.

Realizar un diseño de ingeniería robusto y fiable, que genere una producción de biogás estable. A nivel operativo esto debe traducirse en una planta con funcionamiento automatizado exceptuando la alimentación de materia prima y labores generales de mantenimiento.

La planta debe producir biogás de forma estable y controlada a pesar de enfrentar diversos cambios en la alimentación. Es muy posible que por logística haya plantas donde no se pueda alimentar diariamente, sino una vez cada varios días o incluso una vez a la semana. Esto no debe ser problema para la planta de biogás, que debe mantener el control de la producción de gas en todo momento y la estabilidad de las distintas reacciones.

Esta puede ser una gran limitación a la hora de localizar potenciales proyectos. Depender de una alimentación continua para tener una producción de gas estable reduce considerablemente las posibilidades de encajar el proyecto a nivel operativo en muchas ubicaciones.

Como puede comprenderse, este es otro apartado fundamental para rentabilizar la planta, que no haya problemas de producción por cambios de composición en los materiales de entrada o por un incremento puntual de carga orgánica y se genere un biogás que pueda ser valorizado económicamente.

  1. Tener un coste de inversión contenido.

Alcanzar este punto está muy relacionado con un diseño de ingeniería óptimo de la instalación. Los posibles modelos de negocio están muy limitados en cuanto a rentabilidad y sólo se podrá expandir esta actividad si se tiene un coste de inversión que justifique el riesgo y que permita rentabilizar la inversión en aquellos casos donde se cumpla la existencia de residuos y un uso justificado del biogás generado.

El coste de inversión debe evaluarse en función principalmente del uso que se le vaya a dar al gas generado, ya que cada uso requiere una inversión u otra.

  1. Ingeniería Óptima.

El diseño de ingeniería deber ser tan bueno como sea posible, cuidando al máximo cualquier detalle, incluso los que no se ven. Se han necesitado años de investigación y de desarrollo para el diseño de algunas partes de la planta MPB.

El diseño realizado se basa en los siguientes aspectos:

  • Diseño minimalista, amistoso y afable. Se busca que la planta sea lo más sencilla posible a nivel visual, sin ningún tipo de tuberías u otros elementos externos. Busca ser accesible, no ser excesivamente compleja. Normalmente las plantas de biogás no son algo cotidiano o agradable, en muchos casos todo lo contrario, tanto por diseño como por actividad u operación inadecuada. Hay que expandir el conocimiento social del biogás y eso sólo puede realizarse si se asocia a instalaciones alejadas de problemas, rentables y que no sean tan impactante como los tradicionales reactores circulares de hormigón con las cúpulas flexibles.
  • Cuidar los Detalles, sobre todo aquellos que puedan ser críticos. Todas las piezas y partes del diseño han sido evaluadas en detalle, sobre todo aquellas ocultas pero que pueden provocar un fallo futuro de la planta por reactividad química. Se ha trabajado todo con los materiales de mayor calidad posible, utilizando tuberías de acero inoxidable de forma externa o interna. No hay ninguna tubería de plástico o de hierro. Como detalle se considera también que la planta pueda quedar recogida completamente dentro del propio contenedor, sin tener que instalar o añadir elementos externos en la ubicación final. De esta manera, tras su alimentación, se podrá cerrar completamente tras recoger todos los elementos externos.
  • Alimentación. Sistema sencillo y flexible. La planta necesita un sistema de alimentación que sea versátil y que pueda adaptarse en función de las necesidades. La planta debe ser capaz de admitir residuos pastosos, líquidos o sólidos, y disponer de una zona de separación de inertes. También se debe poder adaptar a una alimentación más industrial, realizada por pala cargadora o cinta, como la que se tendría si se procesa el residuo de algún proceso industrial continuo. El diseño de la primera versión del sistema de alimentación ha sido uno los aspectos que más recursos ha consumido.
  • Capacidad de ampliación añadiendo procesos adjuntos. Se busca disponer de espacio suficiente para añadidos y mejoras posteriores, como procesos de higienización o esterilización. Esto puede permitir ampliar la planta en caso de que sea de interés económico. AGF PROCESOS BIOGAS SL ha entregado la primera planta de esterilización de cadáveres de cerdo SANDACH C2 por Método 1 de España. Esta tecnología ya está probada y puede integrarse en la MPB. Se ampliará la información sobre la planta de esterilización en futuras entradas de este blog.
  • Equipos de primera calidad, similares a los de una planta industrial. Para tener una planta de funcionamiento fiable se debe disponer de equipos de primera calidad. Por eso, la MPB debe disponer de las mismas capacidades que una planta industrial tanto a nivel de equipos, válvulas, tuberías e instrumentación. Por lo tanto, el diseño buscará dotar a la planta de todas las capacidades que tiene una planta industrial, para que no haya un severo efecto de cambio de escala.
  • La planta debe funcionar sin almacenar gas. El gas debe producirse a medida que se consume, sin necesidad de almacenar el gas producido en un periodo donde el consumo es inferior a la producción. Ahorrar en la inversión necesaria para el almacén de gas -en caso de que se consiga- es fundamental para que el coste de inversión y la huella de la planta esté contenida. Además, los almacenes de gas son elementos peligrosos en cualquier instalación. Este aspecto supone uno de los principales retos de la planta.
  • No usar plásticos. En las plantas existentes se suele instalar gran parte de las tuberías, tanto externas como internas, en materiales plásticos. Esto no supone una reducción de coste efectiva sobre la instalación con materiales más nobles, ya que el abaratamiento sobre metro lineal se ve compensado por el elevado coste de los accesorios; y además supone la posibilidad de desmontaje y cambio, lo que le da a todo el diseño un aspecto de provisionalidad que no se considera deseable. Las tuberías plásticas también incitan a modificar y cambiar las instalaciones, algo que se considera alejado de un proceso definitivo y una instalación de calidad. Por esto, todas las tuberías de la MPB están realizadas en inoxidable de calidad. La instalación de tuberías de alta calidad permite trabajar con fluidos sobrecalentados y asegura el correcto funcionamiento de la planta.
  • No tener elementos añadidos en la ubicación final. Independientemente de mejoras que se quieran llevar a cabo en la ubicación final, las necesidades del emplazamiento no deben ser superiores a una solera y al suministro de servicios necesarios (agua y/o electricidad) y evacuación de la energía si procede, ya sea en forma de gas, o transformada en electricidad y/o fluido térmico.
  • Capacidad de envío marítimo. Debido a que se considera la MPB de un producto de especial interés para países en vías de desarrollo, todo el diseño está realizado para su posible envío por transporte marítimo a cualquier puerto y su entrega posterior a cualquier parte del mundo.
  • Fácil montaje en campo. Al no necesitar instalaciones externas y llevar todos los elementos probados desde taller, no son necesarios trabajos complejos de conexión y puesta en marcha de la planta. Lo que debería permitir el arranque rápido de la planta, tan pronto se reciba en destino, se conecte y se tenga operativa evitando problemas de conexión en campo y con la mayor brevedad posible.
  • Marcado CE de la instalación. Debido a que no hay necesidad de un complejo montaje en destino, y que todo va diseñado y montado desde taller, se puede suministrar la MPB con un marcado CE y una evaluación HAZOP de cumplimiento de todos los requisitos legales a nivel de seguridad.
  • Que pueda ser producido en serie también debe abaratar los costes de inversión. Se busca disponer de 6 modelos de planta combinando distintos sistemas de alimentación y distintos usos del gas. Si el diseño no tiene que adaptarse, se podrá industrializar su montaje y tener un coste de inversión cada vez controlado.
  • Diseño que pueda ser patentado o protegido intelectualmente. Se busca un diseño de un proceso o producto lo suficientemente novedoso como para poder proceder a su protección intelectual e industrial por parte de AGF PROCESOS BIOGAS SL como desarrollador de este.
  1. Bajo coste de operación.

El coste de operación está muy relacionado con el diseño. Las estimaciones realizadas durante el diseño se consideran dentro de un rango asequible, aunque se tendrán que estudiar en el primer prototipo. Los costes laborales pueden suponer la mayor carga para la planta, por lo que se diseña con un alto grado de automatización, siendo labor del operario únicamente la alimentación de la planta, el resto funciona en automático y está controlado en remoto por el equipo del Centro de Operaciones (COP) de AGF.

AGF PROCESOS BIOGAS SL ofrecerá el servicio de operación en remoto de la planta. La entrega de la planta es el comienzo de la verdadera relación entre las partes, ya que AGF no quiere que el promotor quede abandonado a su suerte con una instalación que no controla, y a la que está obligado a dedicar tiempo y esfuerzo.

  1. Nuevos usos del gas. Producción de gas renovable.

La planta MPB tiene diversos usos posibles como instalación generadora de energía renovable. Es capaz de generar energía eléctrica y/o térmica, pero también puede ser capaz de producir gas renovable como vector energético para un uso posterior. Debido al estado actual del sector, donde todas las instalaciones están destinadas en su mayoría a la producción de energía eléctrica, se decide intentar dar un salto tecnológico y se intentará desarrollar el caso más complejo: producir biometano.

Para ello se ha desarrollado la planta de enriquecimiento, la PE 3 BM10, que combinada con la MPB dará el producto comercial de la MP2B, Mini Planta de Biogás y Biometano.

Producir energía eléctrica o calor es algo superado, sencillo, y es un uso válido que puede tener un mercado amplio. Hacer un proceso de separación de gases a baja presión y en una instalación de bajo coste sí es un reto tecnológico. El desarrollar la MiniPlanta de biogás con una planta de biometano sí es un gran salto adelante dentro del sector. Esta planta de separación de gases no espera llegar a valores de concentración de biometano para su uso en la red de gas natural, sino para su uso vehicular o su distribución a un punto de consumo cercano.

El proceso que se llevará a cabo en esta instalación es novedoso, y busca el punto de mayor separación de solubilidad entre los distintos gases a separar. El diseño de esta planta de enriquecimiento PE3 BM10 se ha llevado a cabo buscando no superar un coste de inversión determinado, por lo que no se podía trabajar a presiones moderadas ni altas.

El funcionamiento de esta planta de enriquecimiento y del proceso que lleva a cabo será uno de los principales objetos de estudio de la planta piloto, en esta primera versión construida. Si se consigue que la MPB cumpla con los principales requisitos de diseño previamente recogidos, se podrá poner en el mercado una planta de biogás que pueda contribuir a relanzar el sector de la gestión de pequeñas producciones de residuos orgánicos, ya que será capaz generar un vector energético que se pueda valorizar al mayor precio posible y en su totalidad.

Por ello, se decide no instalar un grupo de cogeneración para producción eléctrica, y dedicar el espacio y la inversión a la versión prototipo de la PE3 BM10, la planta de enriquecimiento a baja presión.

 Estado del proyecto. 

Una vez se han fijado los objetivos, se debe llevar a cabo el proceso de desarrollo de ingeniería y la ejecución del proyecto. AGF PROCESOS BIOGAS SL tiene las capacidades necesarias para poder desarrollar este producto hasta su salida a mercado y su comercialización posterior. El proceso de diseño y todo el montaje de la planta serán desarrollados en las próximas entradas de este blog.

A la fecha de la publicación, la planta MP2B está a un 70% de montaje. Se espera poder enviar la planta a su ubicación final durante la segunda quincena de abril.

Mientras tanto, en la parcela donde se va a llevar a cabo este proyecto se están realizando las obras necesarias para poder recibir la planta. Se espera poder comenzar la puesta en marcha antes de finalizar abril.

Obras para la solera donde se ubicará la MPB en su destino en los terrenos de AGF. Finales febrero 2020.

MPB 1. PRESENTACIÓN DEL PROYECTO. Diseño de un producto para la gestión descentralizada de residuos orgánicos.

INTRODUCCIÓN.

El desarrollo de plantas industriales de biogás se ve limitado por muchos factores que dificultan el desarrollo de estos proyectos y los limitan a aquellos casos donde se cumplen una serie de requisitos técnicos y económicos. La economía de escala juega un papel decisivo, haciendo más rentable los proyectos más grandes, que son los más complicados de ejecutar por el suministro de materia prima y la financiación.

A su vez, hay mucho pequeño productor de residuo orgánico en España al que el coste de gestión le sale muy caro o que ni siquiera puede gestionarlo y tiene que ir a vertedero junto con los residuos urbanos. Muchas industrias, incluidas aquéllas de producciones estacionales, generan pequeñas cantidades de residuos cuyo coste logístico encarece o imposibilita la gestión, mientras que la cantidad total disponible no justifica un proyecto industrial de biogás. Suelen ser las empresas pequeñas y aisladas las que tienen una mayor dificultad para gestionar sus residuos correctamente y soportan frecuentemente una energía más cara, por lo que son éstas las que pueden conseguir una mayor ventaja económica con un proyecto de biogás diferente y escalado a sus necesidades.

En países en vías de desarrollo la falta de gestión de los residuos orgánicos deriva con frecuencia en un incremento de problemas sanitarios y sociales, por lo que la gestión de estos residuos excede una componente económica o energética.

A nivel nacional, además de las industrias productoras de pequeñas cantidades de residuos orgánicos, la principal fuente de residuo orgánico disperso y sin tratamiento suele ser la Fracción Orgánica de los Residuos Sólidos Urbanos, la FORSU. Su gestión en el mejor de los casos no pasa de una recogida selectiva y un compostaje, siendo el envío a vertedero la solución más extendida, lo que no supone una gestión óptima.

CADENA DE GESTIÓN. LA ECONOMÍA CIRCULAR DEL RESIDUO ORGÁNICO.

Todo residuo orgánico, y principalmente el residuo alimentario comestible que tiene un alto grado de humedad, puede entrar en un proceso de economía circular siguiendo las siguientes etapas por orden de preferencia jerárquica.

  1. Reducir su producción. Es aconsejable reducir la cantidad de residuo generado en los casos que sea posible.
  2. Uso alimentario preferente. En caso de que se puedan utilizar para alimentar personas o animales deben ser empleados para estos usos prioritariamente.
  3. Proceso anaerobio. Producción de biogás/energía. Aquellos residuos que no puedan ser empleados en el caso 2 deben ser utilizados preferentemente para la producción de biogás. Este proceso convertirá la materia prima de nuevo en compuestos inocuos elementales siguiendo los procesos naturales de cierre de ciclo de la naturaleza. Además de cerrar el ciclo del carbono generará un combustible como el metano con versatilidad de uso en distintas aplicaciones. El proceso anaerobio es el óptimo para residuos con humedad, ya que convierte la fracción sólida en gas, haciendo una eliminación efectiva de la materia sólida y produciendo un líquido que contiene toda la humedad del material de entrada. En este caso la humedad no se pierde y se genera como un subproducto de la planta que puede tener distintos usos. En zonas desérticas, el proceso de producción de biogás es un proceso que también recupera agua de una forma utilizable.
  4. Compostaje. En aquellos casos donde no se puedan llevar a cabo el caso 2 o el 3, lo conveniente es emplear el residuo orgánico para compost. El compost es un proceso de mineralización, que transforma el carbono orgánico en inorgánico cerrando el ciclo del carbono produciendo CO2 y evaporando la humedad presente en el material. Este proceso no permite el uso energético de la materia, genera un sólido mineralizado y se pierde la recuperación de agua. Aún así es la mejor solución en caso de que no sea posible un tratamiento previo.
  5. Vertedero. Es la última alternativa. Únicamente en aquellos casos donde no sea posible ninguna otra alternativa previa, ya sea por una cuestión económica, geográfica o social, entre otras.

Se desecha su uso como combustible directo de estos residuos por el elevado grado de humedad que presentan. La combustión ha de reservarse a residuos o materiales lignocelulósicos o muy secos, y la producción de biogás es la mejor opción de gestión y energética para aquellos materiales con alto grado de humedad.

Por lo tanto, puede concluirse que la gran mayoría de los residuos orgánicos se producen de forma dispersa, por lo que para darles un buen tratamiento es necesario descentralizar la gestión, huyendo del cajón de sastre del vertedero, tan negativo ambientalmente, y dejando a los procesos de compostaje a aquellos lugares donde no sean rentable o posible la producción energética del gas.

Para hacer posible una gestión más amplia de los residuos con recuperación energética, AGF PROCESOS BIOGAS SL está desarrollado un modelo de Mini Planta de Biogás, la MPB.

EL RETO TÉCNICO.

AGF lleva años queriendo enfrentar el reto de hacer una planta de biogás pequeña y rentable. Muchas empresas europeas lo han intentado, y han conseguido productos y resultados diversos en diseño y configuración; pero la mayoría de estas plantas presentan problemas de funcionamiento estable, tienen problemas técnicos de diseño y, además, tienen un coste entre 500.000-800.000€ por unidad, lo que dificulta en gran medida la rentabilidad de este negocio. Algunas son empresas grandes del sector del biogás de aquellos países donde éste tuvo un auge durante finales de la primera década y principios de la segunda del siglo presente. Estas empresas ofrecen un producto nuevo a pequeña escala que es un diseño a escala de las plantas industriales. También hay, a su vez, y es lo que más abunda actualmente, empresas únicamente dedicadas a este sector de plantas de biogás a pequeña escala, sin ninguna relación previa o más amplia con el sector del biogás y, por consiguiente, sin su imprescindible base de conocimientos tecnológicos.

Además de estas empresas, y debido a la situación del mercado previamente comentado, se han llevado a cabo muchos proyectos de investigación y desarrollo que han desarrollado diseños propios en este sector. En España hay distintos casos de estos proyectos de I+D liderados por centros tecnológicos, empresas y universidades.

Trabajos de investigación llevados a cabo en el CIAD de AGF en La Lapa.

Es posible que todos estos diseños no hayan conseguido aún productos que sean rentable, ya que no parece estar teniendo un recorrido empresarial acorde. Por lo tanto, en la actualidad solucionar este problema es un reto tecnológico debido tanto a la dispersión y minifundismo en la generación de residuos, el escaso margen de rentabilidad, la complejidad de mantener una planta dentro de un funcionamiento óptimo y, sobre todo, la falta de una conciencia ambiental a nivel particular y de las diferentes Administraciones.

DISEÑO Y DESARROLLO INDUSTRIAL.

Normalmente, diseñar a pequeño nivel tecnologías industriales suele ser muy difícil por el elevado peso de la economía de escala, que acaba haciendo estos diseños no rentables. AGF espera conseguir aplicar a pequeña escala una tecnología de alta eficiencia, como la que desarrolla en las instalaciones industriales, que sea capaz de aumentar el número de casos en los que este producto es rentable y financiable.

Se va a aplicar un diseño de ingeniería exigente desde el punto de vista de automatización, que permita un funcionamiento autónomo de la instalación y que sea capaz de producir biogás controladamente. De esta manera no será necesario la instalación de un almacén de biogás, pudiendo reducir el coste de inversión, la huella de implantación de la planta y los elementos externos a ésta, como es el almacenamiento de gas.

El diseño de la planta busca ser ordenado, minimalista y amable con el operario, combinando un diseño industrial complejo pero simplificado al máximo, buscando la sencillez. Busca no tener ningún elemento externo innecesario, ser transportable y capaz de dejar totalmente recogidos todos sus elementos una vez se ha terminado de trabajar con ella.

El diseño básico de la planta, el Modelo 01.19, se ha efectuado para sustratos que no necesiten ningún tipo de tratamiento previo, como lodos orgánicos industriales, subproductos o FORSU. Sí que se ha pensado en el diseño modificado de la planta para poder procesar SANDACH que necesiten higienización previa. A su vez, esta planta puede combinarse con la planta de esterilización de cadáveres por Método 1 que ha desarrollado AGF  y que es pionera en España. Esta planta lleva a cabo un proceso de esterilización que permite procesar los cadáveres en una planta de biogás, pudiendo ser una buena combinación con la MPB.

En el diseño de la MPB se ha tenido en cuenta la posibilidad de su transporte por vía marítima a cualquier parte del mundo, siendo el mercado internacional el principal mercado de la planta. En ese sentido se tienen avanzadas negociaciones de proyectos en Reino Unido, así como en países africanos e hispanoamericanos, por lo que el transporte marítimo va a ser parte fundamental del proceso de entrega de las plantas.

Para que esta planta cumpla sus objetivos de producción, AGF ofrecerá el servicio de operación remota de la planta, de manera que el promotor sólo tenga que encargarse de la alimentación y de los mantenimientos generales de la planta. Mediante esta operación se controlará el proceso para poder llegar a niveles óptimos de producción de biogás. Las plantas pequeñas necesitan un seguimiento similar al de una planta industrial, ya que se llevan a cabo procesos en condiciones similares; aunque la MPB necesitará menor actividad humana que en una instalación industrial.

Una vez que AGF decidió acometer el diseño y la inversión para el montaje de la MPB 01.19, surgieron distintas ubicaciones posibles para la planta piloto. Se tenía la posibilidad de instalar esta planta en la parcela de plantas industriales, actualmente AGF dispone de instalaciones industriales en Burgos, Zaragoza y Tarragona. En estas ubicaciones sobra a diario materia orgánica para poder alimentar la planta y están ubicados en grandes ciudades o cerca de estas.

Francisco Guzmán Guzmán, Director General de AGF, Miguel Ángel Gallardo, presidente de la Diputación de Badajoz e Inocencio Rodriguez, alcalde de La Lapa en calidad de presidente de la Asociación de Municipios de la Comarca de Zafra Río Bodion.

Sin embargo, AGF dispone de su Centro de Investigación Aplicada y Desarrollo (CIAD) y de su Centro de Operación de Plantas (COP) en el municipio de La Lapa, en Badajoz. Es aconsejable poder ubicar la planta MPB en esta localización por las sinergias que pueda tener con el CIAD y las capacidades de I+D que aporta el tener una planta preindustrial, así como la cercanía con el COP, que es el responsable de la operación de la MPB.

AGF como empresa está comprometida con el desarrollo de la zona y busca ser una empresa de base tecnológica, generadora de conocimiento de alto valor añadido, que desarrolle parte de su actividad en el mundo rural. Con todo esto, AGF habrá realizado una inversión en La Lapa cercana a los 500.000€ en estos cinco años de vida de la empresa y paulatinamente va creando puestos de trabajo estables entre el CIAD y el COP.

Pero ubicar la planta en La Lapa presentaba una serie de problemas. El principal es la falta de residuo orgánico para poder alimentar la MPB. No hay productores de residuos orgánicos industriales en la zona, ni por consiguiente gestores autorizados. La mayor fuente de residuo es el FORSU, que lleva asociado un problema de gestión. Para poder alimentar la planta hay que contar fundamentalmente con el FORSU, cuya gestión es competencia de las Administraciones. Para ello se contactó con los ayuntamientos y la Diputación de Badajoz. La respuesta de estos ha sido positiva y han sido proactivos para poder participar en este proyecto.

Por este motivo se le ha dado una vertiente social mayor al proyecto, pues necesita la implicación de otros sectores sociales, no únicamente empresas. Aunque el proyecto de construcción y diseño de la MPB es un proyecto que espera tener repercusión nacional e internacional, el proyecto de demostración de gestión de basura orgánica mediante economía circular supone un ejemplo de vanguardia de gestión sostenible a nivel nacional. Esto debería posicionar a un pequeño municipio de la provincia de Badajoz a la cabeza de la gestión descentralizada de residuos urbanos en España.

El objetivo es que los ayuntamientos faciliten la recogida de la FORSU y la Diputación modifique la ruta de un camión para recoger el material seleccionado y ser transportado hasta la planta. AGF ha preparado una propuesta de línea de recogida tras hablar con los principales productores de residuo orgánico de la zona, aunque la idea es expandirlo a la ciudadanía en general, sobre todo con la participación general del mayor productor de FORSU: los ciudadanos. Inicialmente se ha buscado la participación de grandes productores, como restaurantes, comedores, hospitales y supermercados, pero los ayuntamientos deben colaborar para intentar ampliar la participación social en el proyecto.

Con esta experiencia también se busca averiguar cuál es la cantidad de FORSU que realmente genera una población rural por conocimiento directo, para poder estudiar alguna inversión futura en este sector. Según ciertos estudios extraídos de experiencias prácticas reales en España, la producción de basura orgánica es muy baja, de unos 150 gramos por habitante equivalente al día. Por lo que una planta MPB pudiera dar servicio a poblaciones en torno a los 10.000 habitantes equivalentes.

Sala de control en remoto de plantas industriales desde el Centro de Operación de Plantas de AGF.

La basura orgánica no se recoge por separado en la actualidad por dos problemas principales: la falta de un punto de tratamiento final y el coste logístico de la recogida selectiva. Proceder a su recogida selectiva sin un punto de tratamiento final obliga a que la fracción separada sea mezclada de nuevo con todas las otras fracciones y sea enviada a vertedero. Además, en caso de hacer una separación propia, sería necesario realizar la inversión en nuevos camiones de recogidas o destinar camiones a recoger esta fracción, incrementando el coste de la recogida para gestionar la misma cantidad que previamente se hacía de forma mezclada.

La solución al primer problema puede pasar por disponer de una planta de tratamiento descentralizada, como es una MPB. En los casos donde sea posible, por un mayor volumen de población concentrada, será mejor acometer una inversión superior en una planta industrial de biogás o biometano.

La solución al segundo problema es disponer de una planta cercana que sirva como punto final de gestión, a una distancia que justifique la recogida por separado de la FORSU y que incluso disminuya los costes totales en aquellos casos en que el envío a vertedero quede a una gran distancia.

Por lo tanto, la MPB puede ser una solución para la recogida de basura, así como para pequeños productores de residuos orgánicos.

DEMOSTRACIÓN DE ECONOMÍA CIRCULAR.

La MPB debe ser un eslabón de la cadena de un ciclo de economía circular. Uno de los más importantes, pues cierra el ciclo natural del carbono generando energía.

Todo lo anteriormente expuesto no tiene mucho recorrido empresarial si no se alcanza una rentabilidad económica que en el peor de los casos sostenga la actividad y que en el mejor genere una rentabilidad suficiente para que este tipo de proyectos pueda ser financiado. El objetivo último es evaluar de qué manera este nuevo sector puede ser económicamente sostenible mediante un nuevo ciclo económico claramente circular.

Para conseguir esta rentabilidad es necesario generar un ingreso tanto del biocombustible gaseoso generado como por la gestión del residuo.

Para poder rentabilizar la planta en países en vías de desarrollo, es posible que sea suficiente con la producción eléctrica o térmica. Por ello, la MPB está pensada para producción de agua caliente y de electricidad para autoconsumo o exportación. Su diseño se puede modificar para añadir grupos CHP y adaptarla a las necesidades de cada proyecto, tanto en el sistema de alimentación como en la producción de energía.

Pero para rentabilizar este nuevo negocio en los países desarrollados es necesario el enriquecimiento del gas hasta calidad de biometano. Para ello, AGF ha desarrollado conjuntamente la Mini Planta de Biometano. Integrando la MPBiogás con la MPBioCH4 se tiene el modelo MP2B, que integra una planta de enriquecimiento a la MPB. La separación de gases se realiza en una planta de biometano a baja presión, que funciona por absorción en agua sin reacción química en ciclo cerrado de agua. Esta planta, en caso de demostrarse su funcionamiento, deberá dejar el gas hasta niveles válidos para su compresión y uso como gas vehicular o su inyección a un gasoducto.

Residuo orgánico que podrá ser procesado en las MPB para su gestión y producción de energía y que actualmente suponen un problema de gestión.

Este nuevo mercado, en caso de alcanzarse una solución técnica válida y un balance económico rentable, puede dar lugar al concepto de biogasinera. Puntos de llenado de combustible vehicular de gas renovable que se ha generado a escasos metros del punto de llenado, sin ningún coste ni huella de transporte en el combustible; sino que, muy al contrario, es un combustible que no emite CO2 de ciclo largo y cuyo proceso de producción conlleva una reducción de emisiones.

Las distintas opciones disponibles para la MPB y la MP2B buscarán adaptarse a un mercado potencialmente enorme y de alcance internacional, siendo de especial interés los productores de un residuo con elevado coste de gestión.

AGF PROCESOS BIOGAS SL irá actualizando en el blog de su página web oficial el estado de este proyecto.

AGF y BIOGAS MAXX alcanzan un acuerdo para exportar tecnología en el sector del biogás

En las últimas dos semanas ha visitado España una delegación de BIOGAS MAXX INC, encabezada por su Director General, sr. L. López Alcalá. El objeto de esta visita era concretar el marco de colaboración entre ambas empresas para desarrollar nuevas oportunidades de negocio. BIOGAS MAXX ha estado trabajando en el sector del biogás en los últimos cinco años, centrando su actividad en Hispanoamérica y EE.UU. En esta visita han recorrido, junto con varios miembros del equipo de AGF, las plantas de biogás construidas y operadas por AGF. Se han visitado también las obras de la planta de biogás que AGF está ejecutando en Tarragona, donde han podido evaluar la evolución de la obra y los detalles de este singular proyecto.

El Sr. López ha podido ver la operación de la planta de BIOGASNALIA, que ha concluido su puesta en marcha, situada en el P.I. de Villalonquéjar, en Burgos. En esta planta se ha dado formación a la delegación de BIOGAS MAXX para actualizar sus capacidades a la tecnología de AGF.

Visita guiada a BIOGASNALIA por Francisco Guzmán, director general de AGF.

Como resultado de la visita, AGF y BIOGAS MAXX han sellado un acuerdo comercial estratégico: BIOGAS MAXX será el representante de AGF para EEUU e Hispanoamérica.

Se espera con este acuerdo poder arrancar los primeros proyectos en México de plantas de biogás con la tecnología AGF. Se considera estratégico la gestión de los residuos en origen, siendo el modelo de Planta de Baja Potencia (PBP) la mejor solución para la realidad americana.

Francisco Guzmán (AGF) revisa con el sr. López (BIOGAS MAXX) detalles constructivos de la planta de biogás de Tarragona.

PLANTAS DE BIOGÁS DE NUEVA GENERACIÓN 1. Salas de Bombeo y Unidades Prefabricadas

Desde que inauguramos esta página web hace menos de un año, nos propusimos socializar el biogás. La imagen de esta energía renovable tanto en España como en Europa ha estado centrada en los grandes depósitos circulares con vistosas cúpulas, pero una planta de biogás es mucho más que eso en términos de ingeniería. Disponer de un correcto diseño de la planta que permita fácilmente trasvasar líquido de un punto a otro es de vital importancia para la operación y el correcto funcionamiento de la planta. Estas tareas las llevan a cabo en las salas de bombeo.

En estos últimos años estamos participando a nivel internacional en multitud de proyectos. Dentro de las diversas tareas que ejecutamos, cabe destacar la construcción de las salas de bombeo y control de las plantas de biogás. Se fabrican en España a medida de cada proyecto y son enviadas a destino, principalmente Reino Unido.

Estas plantas son diseño de AGF, tanto a nivel de concepción integrado dentro del P&ID de las propias plantas de biogás, como en ejecución tridimensional. Nuestros socios de SERBUSA las convierten en realidad. Y llevamos hasta la fecha una decena de ellas.

Estas salas de bombeo contienen los equipos de impulsión para la línea de lodos de toda la planta, así como la generación de oxígeno para el proceso bioquímico y la distribución de calor de toda la planta.

Hoy inauguramos el que esperamos sea un serial de vi­deos sobre nuestras Plantas de Biogás de Nueva Generación. Empezamos con las salas de bombeo modulares y las unidades prefabricadas tanto para plantas de biogás como para otras industrias.

En este video pretendemos mostrar lo que hemos hecho en el mercado internacional exportando soluciones modulares prefabricadas, así como nuestras capacidades como ingeniería.

Entrevista en el Diario de Burgos junto a SERBUSA 13/06/2017

El pasado Martes 13 de Junio aparecía en el Diario de Burgos una entrevista al gerente de AGF Francisco Guzmán y a varios miembros de nuestro socio SERBUSA.

Para poder convertir en realidad los diseños de las Salas de Bombeo y Control para plantas de Biogás que AGF había desarrollado para el mercado británico, se necesitaba una empresa de montaje industrial. SERBUSA cumplía con todos los requisitos para ello y apostó por trabajar con nosotros en la valoración económica de las plantas cuando éstas eran aún una propuesta entre las muchas que estaban encima de la mesa de los inversores de Reino Unido.

Tras varios años de colaboración exitosa se han enviado e instalado unas seis hasta la fecha, y se espera duplicar esta cifra para los proyectos en Inglaterra y Escocia.

AGF considera a SERBUSA un socio estratégico para las muchas unidades de proceso prefabricadas que diseñamos. Por eso la ejecución de los proyectos que llevamos a cabo a escala nacional ha sido desarrollados de la mano de SERBUSA.

Como se lee en la noticia la colaboración con AGF le ha supuesto a SERBUSA que el 25% de su facturación anual se deba a estas salas de bombeo, incrementándose su plantilla en los últimos 2 años en un 40%.

Las salas de bombeo modular diseñadas por AGF han permitido acortar los tiempos de ejecución de todos los proyectos en varios meses, lo que ha sido clave para poder cumplir con las fechas límites de vertido de energía o de gas para conectar los distintos proyectos con una prima suficiente para justificar la rentabilidad de los mismos.

Las salas prefabricadas tienen marcado CE, son Unidades de Proceso autónomas para “llegar y enchufar” y van probadas de taller, tanto cableado, neumática, equipos, tuberías, etc.

El “Silicon Valley” del biogás en España

En marzo del 2016 el Periódico de Extremadura se interesó en nosotros para hablar de la realidad del biogás, tanto a nivel regional como nacional. La noticia fue publicada a doble página el mismo día que el equipo viajaba para Inverness, Escocia, para comenzar el arranque de dos plantas en Reino Unido. Aprovechamos esta efeméride para compartir en nuestro blog el reportaje que el Periódico de Extremadura tuvo a bien hacernos sobre la actividad de nuestra empresa.

Junto a la entrevista a Francisco Guzmán Guzmán, ingeniero y socio fundador de AGF, se entrevista también a nuestro amigo y colaborador José Lucas Pérez, que fue un pionero en el biogás en España y en Hispanoamérica.

Un año después se sigue trabajando en sacar adelante proyectos de plantas industriales en la provincia de Badajoz, donde hemos hecho bastantes progresos en este sentido, y en ampliar el laboratorio de investigación que AGF tiene en el pequeño pueblo de La Lapa.

En estos días también se cumple un año del fin del arranque de las primeras plantas en las que el equipo de AGF participa en Reino Unido. Desde entonces se han arrancado varias plantas para vertido eléctrico a la red y se comienza ahora el arranque de las plantas para inyección de biometano en la red de Gas Natural. También durante este año se han montado y enviado desde España un total de siete salas de bombeo y control, como las que aparecen en la foto del reportaje.

La intención de AGF sigue siendo convertir al valle de La Lapa en el “Silicon Valley” español del biogás.

http://www.elperiodicoextremadura.com/noticias/extremadura/silicon-valley-biogas_924117.html

http://www.elperiodicoextremadura.com/noticias/extremadura/plantas-bolsas-doritos-recurso_924116.html

http://www.elperiodicoextremadura.com/noticias/extremadura/es-energia-mas-aprovechable-sostenibles_924115.html

Ponencia de AGF en Expoenergea 2017

En el marco de Expoenergea 2017  el gerente de AGF, Francisco Guzmán, fue invitado a dar una breve ponencia para explicar su actividad y visión del sector del biogás industrial en España.

Con el título “Biogás Industrial de Alta Eficiencia: Plantas de Nueva Generación”, Francisco Guzmán expuso cómo AGF ha conseguido entrar en el mercado nacional del biogás industrial.

En la ponencia desarrolla los tres pilares en los que se basa la tecnología y diseño de AGF para incrementar la rentabilidad del biogás:

  1. Reducción del coste de inversión mediante un aumento de la eficiencia de producción del proceso.
  2.  Reducción del coste de operación a través de un diseño de ingeniería depurado.
  3. Incrementar el valor añadido del producto, en este caso biometano, abriendo nuevos modelos de negocio.

Por último se comentan en el vídeo los proyectos en los que el equipo de AGF ha participado en el extranjero y los proyectos que están en desarrollo ahora mismo en España. Plantas en las que se cumplen los 3 puntos citados.

Vídeo resumen de la actividad de AGF en 2016

Compartimos con vosotros un video con el que hemos recogido parte de la actividad de nuestra empresa en el año 2016. Un video es una manera más dinámica de mostrar la actividad de AGF y dar a conocer los proyectos en los que participamos.

En este video se recogen escenas de distintos proyectos y de los servicios que podemos ofertar, aparte de lo que es el diseño propio de las plantas de biogás y de Nitrificación DesNitrificación (N.DN). Se pueden contemplar tanto los proyectos en los que participa el equipo de AGF en Reino Unido, como las Plantas de Nueva Generación que se están ejecutando en la actualidad en España.

Se muestra la labor total de AGF como una empresa de ingeniería de procesos, que abarca desde el diseño propio de las plantas según las necesidades del proyecto, hasta la ejecución material del proyecto y su arranque.

Es muy importante el trabajo de AGF en la puesta en marcha de las plantas, que no termina hasta llevarla a la producción de energía recogida en contrato y haber formado al operario para procesar correctamente la planta. En este vídeo se puede ver también la operación de plantas de biogás bajo las directrices de AGF.

Además, se muestra la experiencia en el diseño, construcción y supervisión de las salas de control y bombeo; dirigiendo la instalación de equipos en la planta.

Es el primer video técnico de nuestro canal de YouTube, con el que esperamos inaugurar una serie de videos técnicos que muestren detalles de ingeniería y el desarrollo de proyectos.

Reuniones técnicas en Europa

AGF, en el desarrollo de nuevos e innovadores proyectos de biogás, ha realizado varios viajes por Europa para conocer el estado del arte de ciertos procesos para aumentar el valor añadido del biocombustible que generen las futuras plantas. Estos viajes y estudios están dentro de la filosofía y objetivo de AGF, que busca hacer el biogás rentable sin ningún tipo de prima a la producción.

Este objetivo se pretende alcanzar basado en los siguientes aspectos:

  1. Aumentar la eficiencia del proceso de producción de biogás.
  2. Optimizar el diseño de ingeniería en todas sus vertientes.
  3. Buscar nuevas líneas de negocio que aumenten la rentabilidad de una planta de biogás.

El primer viaje se realizó a Noruega, durante el 2015 y desde entonces hasta el último, que se ha realizado el pasado mes de febrero a Holanda, se ha aumentado mucho el conocimiento de nuevas vías de negocio a aplicar a proyectos en España e Hispanoamérica.

Nos hemos reunido tanto con grandes multinacionales como con universidades y pequeñas empresas de ingeniería de procesos del sector del gas y del petróleo, y estamos estudiando los detalles para integrar estas tecnologías novedosas a los próximos proyectos.

Visita a Reino Unido

A lo largo del invierno pasado, AGF ha realizado una visita comercial para presentar las plantas en las que ha participado y puesto en marcha durante el año 2016 a nivel internacional. Parte del equipo de AGF está actualmente participando en el “commissioning” y arranque de nuevas plantas fuera de España.
AGF ha participado en estos proyectos aportando su experiencia en diseño, arranque y operación de plantas de biogás, así como en el diseño y supervisión de las salas de bombeo y cuadros de control. Ha sido la responsable también de aportar el sistema de control de las plantas.
En esta visita ha participado, entre otros promotores, URBILIZA RENOVABLES; que es la propietaria de una planta que va a ser ampliada durante el 2017 por AGF.