La revista Retema publica en su número de marzo -abril de 2013 un artículo sobre la valorización de los residuos orgánicos obtenidos en las industrias de procesado de vegetales, elaboración de pan, galletas, pastas, industrias cárnicas o de productos pesqueros. para la producción de biogás. ainia está trabajando en el desarrollo de nuevas tecnologías sostenibles capaces de obtener hidrógeno y biogás en una misma instalación agroindustrial a partir de materias sobrantes.

1. Biogás
La valorización de residuos
orgánicos agroalimentarios para
la producción y uso de biogás
Situación actual y tendencias
en la Comunidad Valenciana
G. Silvestre, P. Gómez, B. Ruiz, A. Pascual
AINIA Centro Tecnológico
INTRODUCCIÓN. SITUACIÓN
ACTUAL.
La digestión anaerobia de residuos
orgánicos agroalimentarios para la
obtención de energía renovable y fertilizantes constituye una alternativa
sostenible ampliamente demostrada
en muchos países y que crece a gran
velocidad tanto en Europa como en el
resto del mundo. Según un reciente
estudio ([1]) se prevé que durante los
próximos cuatro años, 2012-2016, la
capacidad instalada de producción de
biogás en el mundo crezca un 60%.
En España, el lento pero positivo desarrollo observado desde el 2007
hasta finales de 2011 se ha visto frenado bruscamente por la supresión
de incentivos económicos así como
por las recientes medidas legislativas.
En este contexto resulta más imprescindible que nunca apostar por la innovación con el objeto de conseguir
una mayor eficiencia de las tecnologías de digestión, considerar nuevos
combustibles (biometano o biohidrógeno) y usos (inyección a red, uso en
vehículos), reducir costes de inversión y operación de las plantas, mayor aprovechamiento de los digesta-
68
tos y puesta en valor económico de
las importantes reducciones de emisiones de gases de efecto invernadero. La Comunidad Valenciana con casi 3 millones de toneladas/año de
residuos agroindustriales, ocupa el 7º
lugar en España en cuanto a volumen
de residuos orgánicos disponibles para ser valorizados mediante digestión
anaerobia. Este potencial podría dar
Figura 1. Distribución del potencial de residuos disponibles y accesibles en la Comunidad Valenciana.
Marzo - Abril 2013

2. Biogás
lugar a unas 90 plantas de un tamaño
medio de entre 200-500kWe si se
aprovecharan todos los residuos
agroindustriales. Sin embargo, solo
existen 4 por lo queda un gran margen de desarrollo.
1. MATERIAS PRIMAS
DISPONIBLES PARA LA
PRODUCCIÓN DE BIOGÁS Y
BIOHIDRÓGENO EN LA
COMUNIDAD VALENCIANA
Se han considerado como materias primas agroindustriales para la
producción de biogás, biometano y
biohidrógeno los subproductos y residuos orgánicos generados en el
sector agroalimentario. Se definen
como materias primas accesibles
aquellas que se generan y es posible
recoger. Por ejemplo, una materia
prima no accesible sería la consistente en las deyecciones generadas
en la ganadería extensiva. Se definen como materias primas disponibles aquella fracción de las accesibles que no se destina a otros usos y
que por tanto se puede utilizar para
la producción de biogás, biometano
o biohidrógeno.
Tabla 1. Distribución porcentual del potencial de residuos accesible y disponible en cada una de las
comarcas ganaderas de la provincia de Alicante [2].
POTENCIAL ACCESIBLE
Ve
G+An+Ve
G
An
Ve
%
%
Potencial
Disponible
%
%
%
49
6
45
36.986
58
5
36
18
31
51
17.788
19
30
51
32.103
29
3
68
25.008
30
2
68
Meridional
204.069
47
11
42
170.047
51
8
41
Muntanya
33.074
49
20
31
21.318
63
19
18
ALICANTE
G+An+Ve
G
Potencial
Accesible
%
Vinalopó
53.410
Central
23.779
Marquesat
An
POTENCIAL DISPONIBLE
Nota. G: ganaderos, An: alimentarios de origen animal, Ve: alimentarios de origen vegetal.
Las materias primas accesibles y
disponibles en la Comunidad Valenciana son mayoritariamente las deyecciones ganaderas, seguidas de
los subproductos alimentarios de origen vegetal, y por
último de los subproductos
de origen animal. En total
en la Comunidad Valenciana hay un potencial accesible de 2.990.505 toneladas/año, de las cuales el
64% corresponde a deyecciones ganaderas, 26% a
subproductos alimentarios
de origen vegetal y 10% a
subproductos de origen
animal (Figura 1, izquierda). De las materias primas
disponibles, anualmente
se tendrían 2.565.800 toFigura 2. Distribución de las zonas de mayor potencial de residuos
en la CV
neladas (86% del potencial
Marzo - Abril 2013
accesible), de los cuales el 70% corresponde con a las deyecciones ganaderas, 23% a los residuos de origen vegetal y el 7% a los de origen
animal (Figura 1, derecha).
Como principales conclusiones
del estudio a nivel provincial se destacan las siguientes:
• Las deyecciones ganaderas se
concentran en la provincia de Castellón, mientras que las materias primas alimentarias de origen vegetal
se localizan principalmente en Valencia y Alicante.
• Bajo porcentaje de materias primas alimentarias de origen animal
en la provincia de Castellón respecto
al total de materias primas estimadas
en dicha provincia, presentando valores superiores al 10% en el resto
de provincias, y en el total de la Comunidad Valenciana.
69

3. Biogás
Tabla 2. Distribución porcentual del potencial de residuos accesible y disponible en cada una de las
comarcas ganaderas de la provincia de Valencia [2].
POTENCIAL ACCESIBLE
G+An+Ve
Ve
G+An+Ve
G
An
Ve
%
%
Potencial
Disponible
%
%
%
94
1
5
2.643
94
1
5
93
3
4
142.451
95
2
3
166.583
70
2
28
148.479
72
2
27
Requena-Utiel
267.350
78
6
16
235.808
81
4
15
Foya de Bunyol
110.477
58
15
28
90.469
60
12
28
Sagunt
86.010
12
28
60
68.363
13
21
66
Horta de Valencia
315.282
23
34
43
255.618
25
29
46
Riberes del Xúquer
158.185
26
17
57
129.608
27
13
60
Gandia
92.801
26
8
65
76.680
25
6
68
VALENCIA
G
Potencial
Accesible
%
Racó dʼAdemús
3.304
Alt Túria
154.021
Camps de Llíria
An
POTENCIAL DISPONIBLE
Vall dʼAyora
23.081
80
2
18
18.545
86
1
12
Enguera i la CanalEnguera
i la Canal
35.145
66
2
32
27.994
76
1
23
La Costera de Xàtiva
38.414
28
2
70
31.847
29
1
69
Valls dʼAlbaida
86.709
79
4
17
75.183
83
3
14
Nota. G: ganaderos, An: alimentarios de origen animal, Ve: alimentarios de origen vegetal.
Tabla 3. Distribución porcentual del potencial de residuos accesible y disponible en cada una de las
comarcas ganaderas de la provincia de Castellón [2].
POTENCIAL ACCESIBLE
CASTELLÓN
POTENCIAL DISPONIBLE
G+An+Ve
G
An
Ve
G+An+Ve
G
An
Ve
Potencial Accesible
%
%
%
Potencial Disponible
%
%
161.536
98
2
0
156.051
99
1
0
Operaciones previas/pretratamientos: los sustratos pasan por una
etapa de mezclado y homogeneización previa a la digestión anaerobia.
Las plantas suelen disponer de tanques de recepción de líquidos separados de los sistemas de mezclado y
alimentación de sólidos, para facilitar
la operación de alimentación.
%
Alt Maestrat
Baix Maestrat
384.261
95
1
4
359.806
98
1
1
Planes Centrals
241.877
93
4
2
226.404
97
3
1
Penyagolosa
39.347
85
12
3
35.314
90
9
1
Litoral Nord
115.673
68
7
25
92.395
81
5
14
La Plana
113.956
56
4
40
81.450
70
3
26
Palància
50.058
83
1
16
39.545
94
1
5
Nota. G: ganaderos, An: alimentarios de origen animal, Ve: alimentarios de origen vegetal.
• Las provincias de Valencia y Alicante fueron las que presentaron
mejores posibilidades de co-digestión con residuos de origen vegetal.
Las tablas 2 y 3 incluyen la cuantificación de materias primas accesibles y disponibles para las diferentes
comarcas ganaderas de la Comunidad Valenciana.
2. TECNOLOGÍAS DE DIGESTIÓN
ANAEROBIA Y
APROVECHAMIENTO DEL
BIOGÁS EN LA COMUNIDAD
VALENCIANA
En este apartado se describen las
tecnologías empleadas en las plantas de digestión anaerobia existentes
70
en la Comunidad Valenciana. Las
plantas de digestión anaerobia, ya
sea para producción de biogás, biometano o biohidrógeno siguen en general un esquema como el mostrado
en la figura 3, aunque existen distintas alternativas tecnológicas disponibles para cada una de las etapas.
A continuación se detalla la tecnología aplicada en cada una de las
operaciones más relevantes en las
plantas de biogás de la Comunidad
Valenciana. La información aquí mostrada se ha recopilado a partir de datos publicados.
Marzo - Abril 2013
Proceso de digestión anaerobia:
la tecnología que se ha implementado
a escala industrial en la Comunidad
Valenciana ha sido la digestión o fermentación por vía húmeda (mezclas
de sustratos con un contenido en sólidos totales inferior al 25%). Respecto
a las configuraciones elegidas, el proceso de digestión anaerobia tiene lugar bien siguiendo la configuración digestor tipo flujo-pistón seguido de
digestor tipo mezcla completa, dos digestores tipo mezcla completa en serie, o bien dos digestores tipo mezcla
completa en paralelo seguidos de un
tercer digestor mezcla completa. En
relación con las condiciones de operación, suele operarse en una sola fase, temperatura mesófila (32-45ºC),
tiempos de retención entre 30 y 80 días, y agitación continua mecánica.
Sistemas auxiliares: A nivel de
equipamiento, el proceso de digestión anaerobia cuenta en las plantas

4. Biogás
compost registrado a partir de la fracción sólida y biofortificante orgánico a
partir de la fracción líquida.
Figura 3. Etapas de proceso de las plantas de biogás
agroindustrial
Acondicionamiento y aprovechamiento energético del biogás:
El biogás se emplea para la producción de energía eléctrica y calorífica
mediante un motor de cogeneración.
La electricidad se vende a la red de
distribución y el calor producido se
utiliza para la calefacción de los digestores anaerobios. No se conoce
ninguna experiencia de revaloriza-
ción del calor para otros usos como
calefacción de instalaciones públicas/industrias etc. aunque en algunas plantas se está estudiando esta
posibilidad con industrias cercanas. A
escala de demostración, existe una
planta de purificación del biogás a calidad de biometano en las instalaciones de la planta de biogás de la
Granja San Ramón (Requena). Esta
planta incluye un sistema de depuración y acondicionamiento del biogás
que permite su uso como combustible en vehículos. El proyecto en el
de la Comunidad Valenciana con un
alto grado de automatización y control de la instalación. Entre los sistemas de calefacción de los digestores, se encuentra la calefacción de
los sustratos de forma externa, previa a introducir el material en los digestores, y también el sistema de tuberías calefactoras adosadas a los
muros de hormigón y en la base del
digestor. Como sistemas de agitación, se encuentran diferentes sistemas mezcladores sumergibles y de
hélice, así como también el sistema
de pala gigante. En relación con la
seguridad, todas las plantas de biogás cuentan como equipamiento adicional con antorcha de seguridad,
con objeto de poder quemar el biogás producido en caso de paro del
motor de cogeneración por cualquier
motivo (trabajos de mantenimiento o
parada del generador).
Acondicionamiento y uso del digestato: las plantas que llevan a cabo separación sólido líquido lo hacen
mediante tecnología de presión helicoidal (separador tipo tornillo prensa). Todas las plantas disponen de un
almacenamiento temporal del digestato previo a su utilización agrícola.
En el caso de la Granja San Ramón,
el digestato además se procesa para
obtener productos de valor añadido:
Marzo - Abril 2013
71

5. Biogás
que se enmarca esta planta se denomina agroBIOMET (www.agrobiomet.es) y ha sido co-financiado por el
MINECO y los fondos FEDER. Este
proyecto consiste en la “Demostración de un sistema sostenible de producción y uso de biometano en vehículos a partir de residuos ganaderos
y biomasas alternativas”.
3. EXPERIENCIAS INDUSTRIALES
DE PLANTAS DE DIGESTIÓN
ANAEROBIA EN LA CV
Debido a la moratoria a las primas
de las energías renovables en España (RD 1/2012) existe un limitado número de plantas de biogás agroindustrial en operación en la Comunidad
Valenciana. Las plantas que se inscribieron en el registro de pre-asignación con fecha anterior a la moratoria,
sí disfrutan de la prima a la generación de biogás. Este marco tarifario
favorecía la instalación de plantas con
un tamaño inferior a 500 kW pero próximo a dicho valor. Por ello, las plantas que actualmente se encuentran
en operación en la Comunidad Valenciana tienen una potencia instalada
cercana a los 500 kW.
En la tabla 4 se resumen las principales instalaciones de digestión
72
Tabla 4. Resumen de plantas de digestión anaerobia agroindustrial en operación en la Comunidad
Valenciana
Planta
Potencia (kW)
Materias primas
Productos
Granja San Ramón
(Requena, Valencia)
500
Estiércol de vacuno y subproductos vegetales agroalimentarios
Energía eléctrica y térmica a
partir de biogás, biometano,
fertilizante comercial.
Planta biogás
TRAMAVE
(Picassent, Valencia)
500
Subproductos alimentarios y
deyecciones ganaderas
Energía eléctrica y térmica a
partir de biogás.
APLITEC (La Vall d'Uixó,
(Castellón)
500
Subproductos agroalimentarios,
lodos de depuradora, deyecciones
ganaderas.
Energía eléctrica y térmica a
partir de biogás.
Biogás de Catí (Catí,
Castellón)
500
Deyecciones ganaderas de distinto
tipo.
Energía eléctrica y térmica a
partir de biogás.
anaerobia agroindustrial que se encuentran en operación, así como las
principales características de las
mismas. Esta información ha sido
recopilada a partir de la información
hecha pública por las empresas
gestoras y/o constructoras de estas
instalaciones a través de distintos
medios.
CONCLUSIONES
La valorización de los residuos
orgánicos agroindustriales disponibles en la Comunidad Valenciana
está lejos de ser completa. Existen
cuatro plantas de digestión anaerobia para producción de biogás que
utilizan una pequeña parte del potencial existente (que alcanzaría para construir hasta 90 plantas en su
máximo teórico), construidas entre
los años 2008 y 2012. Sin embargo,
los cambios legislativos que afectan
al sector de las energías renovables
han detenido el crecimiento del sector, ya que las plantas con el modelo
productivo actual han dejado de ser
económicamente viables.
Así pues, son necesarios nuevos
modelos de negocio y/o entornos de
aplicación diferentes que aseguren
la viabilidad de las plantas aun con
el escenario legislativo actual. Las
tendencias actuales se orientan hacia la producción de biogás para autoconsumo, bien en forma de energía eléctrica o de biometano
Marzo - Abril 2013
vehicular o sustitutivo de gas natural
como combustible, así como la valorización de residuos orgánicos en digestores anaerobios existentes en
estaciones depuradoras de aguas
residuales (EDARs). La digestión
anaerobia en dos fases para producción de biohidrógeno es todavía incipiente, existiendo por el momento
únicamente a escala de laboratorio y
piloto [3].
Agradecimientos
Este trabajo ha sido realizado en
el marco del proyecto “Desarrollo de
un nuevo proceso para la obtención
de bio-hidrógeno y biogás mediante
digestión anaerobia en doble etapa
a partir de residuos orgánicos agroalimentarios (DIANA)” (IMDEEA/2012/57) cofinanciado por el
Instituto Valenciano de Competitividad Empresarial (IVACE) y los fondos FEDER.
REFERENCIAS
[1] Ecoprog GmbH y Fraunhofer Institute
for Environmental, Safety and Energy Technology UMSICHT (2012). Biogas to Energy
(Analyst version) - The World Market for Biogas Plants 2012/2013. Research & Marketsʼ
Report.
[2] Alfonso D., Brines N., Peñalvo E., Vargas C., Pérez-Navarro A., Gómez P., Pascual
A., Ruiz B. (2009). Informes de cuantificación
de materias primas para la producción de biogás. Fichas comarcales. Proyecto PROBIOGAS. Disponible en http://www.probiogas.es.
[3] Proyecto SLUDGE4ENERGY,
http://www.sludge4energy.es