CONECTA BIOENERGIA 2012: "Cogeneración con biomasa en una industria láctea :: Miguel Díaz Troyano, Director General de GESTAMP BIOMASS SERVICE" http://www.congresobioenergia.org/es/ Congreso Industria Agroalimentaria y BIOENERGIA "Soluciones integrales adaptadas a sus necesidades energéticas, presentadas por profesionales de la bioenergía".

1. Valladolid 23 y 24 de Octubre de 2012

2. Cogeneración con
Biomasa en una
industria láctea
Miguel Díaz Troyano
Octubre 2012

3. ÍNDICE
- OBJETIVOS
- SITUACIÓN ACTUAL
- DATOS DE DISEÑO NUEVA INSTALACIÓN
- PROPUESTA NUEVA INSTALACIÓN
- ESTUDIO SIMPLIFICADO DE RENTABILIDAD
- CONCLUSIONES

4. OBJETIVOS
 Reducir el coste energético global de la instalación industrial
objeto de estudio: Industria láctea.
 Aumentar la seguridad y calidad del suministro de energía.
 Mejorar el balance de CO2 del proceso industrial asociado.

5. SITUACIÓN ACTUAL
Horas de funcionamiento medio anual: 6.300 h/año
 Consumo térmico:
• Calentamiento para red de baja presión sueros y quesería
• Vapor para UHT
• Vapor para esterilizadores
Generador de vapor: Dos calderas de gasoil
Consumo total de vapor: 32.000 tn/h; 15 bar (g); saturado
Consumo total de gasoil: 15.394.076 l/año

6. SITUACIÓN ACTUAL
Horas de funcionamiento medio anual: 6.300 h/año
 Consumo eléctrico:
- Potencia eléctrica pico: 3.500 kWe
- Energía eléctrica consumida: 22.050.000 kWh/año
- Precio de compra energía eléctrica: 0,11 $/kWh

7. DATOS DE DISEÑO DE LA NUEVA INSTALACIÓN
 Objetivo: Cubrir toda la demanda térmica (32.000 kg/h; 15 bar (g); saturado)
 Retorno de condensados: se ha supuesto que retornará el 80 % del
vapor utilizado para procesos a una presión de 0,2 bar y una
temperatura de 80 ºC.
 Horas de funcionamiento anual:
8.000 (> 6.300)
 Combustible: Astillas de madera Humedad 30 %):
PCI)BH = 11.500 kJ/kg
Precio: 30 $/tn

8. ALTERNATIVAS ANALIZADAS
Los dos escenarios que se exponen a continuación corresponden al mismo
proceso con diferentes supuestos.
El diagrama de balances de masa y energías, representa una planta de
generación eléctrica con un ciclo de vapor estándar tipo Rankine:
Alternativa 1: Turbina a contrapresión
Cubre toda la demanda térmica. Además se generan 2 Mwe con lo que se
cubrirá parte de la demanda eléctrica.
En caso de no haber consumo térmico, la instalación se para.
Alternativa 2: Turbina a condensación con extracción
Cubre toda la demanda térmica y toda la demanda eléctrica ya que genera la
potencia pico de 3,5 Mwe.
En caso de no haber consumo térmico, todo el vapor se turbina generándose
8 Mwe. La energía eléctrica sobrante se vende a la red eléctrica.

9. ALTERNATIVAS NUEVA INSTALACIÓN
CICLO RANKINE: Caldera Turbogenerador Condensador
Propuesta 1 - turbina a contrapresión:
Q absorbido
El calor cedido en el condensador (calor
residual) puede ser aprovechado para uso
térmico.
- Turbina a contrapresión de 15 bar (g). Torres de
- Sin condensador ni torres de refrigeración
refrigeración. Desgasificador
Propuesta 2 - turbina a condensación con extracción:
El calor para uso térmico puede obtenerse de una extracción de turbina a la presión
necesaria para proceso, y el vapor restante se sigue expansionando en turbina para
generar más electricidad.
- Turbina con extracción de vapor a 15 bar (g). Resto de equipos iguales.

10. PROPUESTA 1: Turbina a Contrapresión

11. PROPUESTA 2: Turbina a Condensación
con Extracción

12. PROPUESTA 2: Turbina a Condensación
con Extracción (0 kg/h vapor)

13. ESTUDIO ECONÓMICO SIMPLIFICADO
 Realizamos un análisis de la rentabilidad de la inversión asociada a ambas
alternativas propuestas en términos de periodo simple de retorno de dicha
inversión o “pay-back”:
 Hipótesis para el estudio:
 Combustible actual (gasoil): 1,36 $/l; 15.394.076 l/año; ɳ =0,85%
 Combustible nuevo propuesto: Astillas de madera a 30 $/ton
(Este precio es una estimación realizada sobre ofertas de suministro de astilla de residuos selvícolas para otros
proyectos de bioenergía).
 Existen ahorros compartidos en la operación y mantenimiento de las
actuales calderas y de las posibles plantas de cogeneración.
• Coste O&M actuales de calderas: 100.000 $/año.

14. ESTUDIO ECONÓMICO SIMPLIFICADO
 Hipótesis para el estudio:
 Potencia eléctrica actual contratada: 3.500 kW
 Horas de funcionamiento de la industria láctea: 6.300 h/año
 Para la opción de turbina a condensación con extracción, en los caso en
que no funciona la instalación (NO consumo térmico), la planta tiene
una potencia de 8.000 kW, vendiéndose la electricidad sobrante (8.000
h/año – 6.300 h/año)
 Precio de venta de energía eléctrica excedentaria: 0,11 $/kWh.

15. ESTUDIO ECONÓMICO SIMPLIFICADO

16. ESTUDIO ECONÓMICO SIMPLIFICADO

17. ESTUDIO ECONÓMICO SIMPLIFICADO

18. CONCLUSIONES
 La propuesta que ofrece un mejor resultado económico en cuanto a retorno
de la inversión es la basada en Turbina a contrapresión. Sin embargo la
opción con Turbina a condensación con extracción presenta mayor
flexibilidad y rentabilidad a largo plazo.
 El precio de suministros de la astilla y el coste de la energía eléctrica
evitada son los principales factores que afectan a la rentabilidad.
 Sería interesante estudiar la posibilidad de asociar una plantación de
cultivo energético leñoso al proyecto:
• Reducción de coste de suministro.
• Control de precio de la generación de energía.
• Menor huella de C02.