BIOMETANO


El biometano es un biocombustible gaseoso obtenido del procesamiento del biogás. A su vez, el biogás se origina en la digestión anaeróbica de material orgánico (descomposición por la acción de las bacterias), compuesto principalmente de metano (CH4) y dióxido de carbono (CO2). Se produce a partir de productos y desechos orgánicos agrosilvopastorales, desechos agrícolas, estiércol animal, aguas residuales domésticas y desechos sólidos urbanos (vertederos).

1Biometano de resíduos orgânicos.

El biometano obtenido de residuos esencialmente orgánicos es el derivado de actividades agroforestales o ciertas actividades comerciales (por ejemplo, alimentos descartados por bares y restaurantes), excluyendo el gas de vertedero y las plantas de tratamiento de aguas residuales, ya que Estos pueden contener otros desechos no orgánicos.

Después de los pasos de purificación de biogás, el resultado es un combustible gaseoso (biometano) con un alto contenido de metano en su composición, que combina características que lo hacen intercambiable con el gas natural en todas sus aplicaciones o capaz de ser transportado en la forma gas comprimido a través de un camión de vigas (tubería virtual).

En Brasil, la calidad del biometano está regulada por la Resolución ANP N ° 8/2015 y la Resolución ANP N ° 685/2017. La primera resolución aborda la especificación del biometano a partir de productos y residuos orgánicos agrosilvopastoriles y comerciales; La segunda resolución aborda la especificación del biometano de los vertederos y las plantas de tratamiento de aguas residuales.

2Aplicación de biometano como alternativa de reemplazo parcial al diesel.

El biogás, después de la purificación y la compresión, puede usarse como gas combustible para reemplazar el petróleo diesel, extraído de una fuente de recursos no renovables.

Para que el biogás producido se utilice en motores diesel, es necesario seguir un proceso industrial de biogás. Este proceso consiste en:

• Extraiga el gas sulfuro de hidrógeno (H2S) y la humedad (H2O) del biogás.

• Elimine los posibles gases indeseables dentro del biogás, como el amoníaco (NH3), el oxígeno (O2), el hidrógeno (H2) y el nitrógeno (N2).

• El gas resultante de los pasos del proceso anterior será un gas compuesto básicamente por metano (CH4) y dióxido de carbono (CO2).

En este paso es necesario separar el dióxido de carbono (CO2) del gas metano (CH4).

• Comprima el gas metano (CH4) a una presión de 250 bar, de modo que pueda transferirse a cilindros adaptados a vehículos que funcionan con diesel.

El dióxido de carbono (CO2) separado en el proceso puede quemarse o almacenarse para su posterior venta.

Cabe señalar que el reemplazo de diesel no es total y requiere una adaptación del ingeniero en camiones diesel. Los motores de ciclo diesel se adaptarán para funcionar como un vehículo bicombustible (diesel y metano).

La flota de diesel utilizará un compuesto que puede contener 40% a 100% de diesel, o 0% a 60% de metano (CH4). La mezcla siempre debe tener un contenido de diesel.

Las ventajas de esta transformación, van más allá de los costos financieros, incluyen la responsabilidad ambiental y la posible falta de diesel.

La equivalencia calorífica de un litro de diesel con un m3 de biometano es igual a 1.

3Aplicación de biometano como alternativa de reemplazo al GNC.

Después de la purificación y la compresión, el biogás se puede utilizar como gas combustible para reemplazar el GNC (gas natural vehicular), extraído de una fuente de recursos no renovables.

Para que el biogás producido se utilice en motores Otto Cycle (automóviles de gasolina y etanol), es necesario pasar el biogás a través de un proceso industrial. Este proceso consiste en:

• Extraiga el gas sulfuro de hidrógeno (H2S) y la humedad (H2O) del biogás.

• Elimine los posibles gases indeseables dentro del biogás, como el amoníaco (NH3), el oxígeno (O2), el hidrógeno (H2) y el nitrógeno (N2).

• El gas resultante de los pasos del proceso anterior será un gas compuesto básicamente por metano (CH4) y dióxido de carbono (CO2).

En este paso es necesario separar el dióxido de carbono (CO2) del gas metano (CH4).

• Comprima el gas metano (CH4) a una presión de 250 bar, para que pueda transferirse a los cilindros adaptados en vehículos que funcionan con gasolina y / o etanol.

El dióxido de carbono (CO2) separado en el proceso puede quemarse o acondicionarse y almacenarse para su posterior venta.

Vale la pena mencionar que el reemplazo de GNC por metano (CH4) es directo y total y requiere una simple adaptación de un ingeniero en automóviles y / o vehículos.

El GNC es en realidad el gas natural del petróleo, después de la limpieza y la compresión, y a su vez el metano (CH4) es el componente principal del gas natural del petróleo.

Muchas personas y empresas adoptan la transformación de los motores Otto Cycle, apuntando al costo financiero, principalmente las flotas de taxis en regiones donde el GNC es abundante y barato, como el estado de São Paulo.

Las ventajas de esta transformación, van más allá de los costos financieros, incluyen la responsabilidad ambiental y la posible falta de gasolina o etanol.

La equivalencia calorífica de un litro de GNC con un m3 de biometano es igual a 1.

4Aplicación de biometano para la generación combinada de energía eléctrica y térmica y venta de CO2 comercial.

El biogás, después de la purificación, puede usarse como gas combustible para generar energía eléctrica y térmica en los motores de ciclo Otto que funcionan con biogás. Estos generadores de motor están especialmente desarrollados para operar la explosión de biogás.

Para que el biogás producido se utilice en motores de biogás de ciclo Otto, es necesario pasar el biogás a través de un proceso industrial. Este proceso consiste en:

• Extraiga el gas sulfuro de hidrógeno (H2S) y la humedad (H2O) del biogás.

• Elimine los posibles gases indeseables dentro del biogás, como el amoníaco (NH3), el oxígeno (O2), el hidrógeno (H2) y el nitrógeno (N2).

• El gas resultante de los pasos del proceso anterior será un gas compuesto básicamente por metano (CH4) y dióxido de carbono (CO2).

En este paso es necesario separar el dióxido de carbono (CO2) del gas metano (CH4).

El gas resultante de los pasos del proceso anterior es biometano (metano CH4) y alimentará directamente los motores exclusivos del gas natural y no es necesaria ninguna adaptación.

Las ventajas de esta alternativa de usar motores de biometano (gas natural) son muchas, tales como: disponibilidad, bajo costo y la diversidad de modelos de motores disponibles en el mercado. Además, el mantenimiento (OPEX) es mucho menor que los motores de biogás habituales.

Otra ventaja indirecta es la aplicación de dióxido de carbono (CO2) separado en el proceso, que puede almacenarse para su posterior venta a la industria. O incluso solo ser quemado.

Estas unidades combinadas de generación de calor y energía son conocidas en el mercado por el acrónimo inglés de CHP (calor y energía combinados), y tienen muchos proveedores en todo el planeta (Caterpillar, GE, Cummins, Scania, MAN, Volvo y otros) .

El motor de ciclo Otto alimentado por biogás tiene un generador de electricidad conectado a su eje. El par motor hace funcionar el generador, que a su vez produce energía eléctrica. La generación de energía eléctrica es constante siempre que el motor esté encendido y en pleno funcionamiento.

Estos motores están diseñados para funcionar 8,000 horas en un año y generalmente alcanzan una eficiencia energética de más del 91%. La eficiencia eléctrica de estos motores varía de 38 a 41%. La eficiencia térmica de estos motores, la capacidad de generar energía térmica, sería del 40-43%.

Como cada motor de ciclo Otto funciona por explosión, se libera una gran cantidad de calor por el "escape" de los gases, como resultado de esta explosión y por la temperatura del bloque en el motor. Recuperar este calor del "escape" y el "bloque del motor" y usarlos internamente en los procesos de producción de la planta de biogás o en la industria donde está instalada la planta, es perfectamente factible desde un punto de vista financiero y técnico.

Sin embargo, este estudio es específico para las condiciones de cada instalación, lo que dificulta la cuantificación de casos teóricos.

Por ejemplo, la energía eléctrica generada por 500 m3 por hora de biogás (biogás con 55% de CH4) es 1.13MWh. La energía calorífica total producida es de 1.22MWh, con 0.84MWh producida por el "escape" del motor y 0.38MWh producida por el "bloque" del motor. Parte de la energía térmica producida por el "bloque del motor" se usa para calentar el Biodigester y no está disponible para uso comercial.

5Aplicación de biometano como alternativa para generar vapor y aún es posible vender CO2 comercial.

El biogás, después de la purificación, puede usarse como gas combustible para generar vapor en calderas que usan gas natural como combustible.

Para que el biogás producido se use en calderas de gas natural, es necesario pasar el biogás a través de un proceso industrial. Este proceso consiste en:

• Extraiga el gas sulfuro de hidrógeno (H2S) y la humedad (H2O) del biogás.

• Elimine los posibles gases indeseables dentro del biogás, como el amoníaco (NH3), el oxígeno (O2), el hidrógeno (H2) y el nitrógeno (N2).

• El gas resultante de los pasos del proceso anterior será un gas compuesto básicamente por metano (CH4) y dióxido de carbono (CO2). En este paso es necesario separar el dióxido de carbono (CO2) del gas metano (CH4).

El gas resultante de los pasos del proceso anterior es biometano (metano CH4), que alimentará directamente a las calderas exclusivas de gas natural y no es necesaria ninguna adaptación.


BIOMETANO

combustible alto en calorías.


Económicamente viable para el sector energético


Alta potencia de combustible

Automóviles o vehículos de carga


  • Comportamiento igual a GNC
  • Reemplazo para diesel
  • energéticamente independiente
Dólar
5,2945
Euro
6,4217