Este documento resume la producción de biogás a partir de residuos ganaderos. Explica que el biogás se obtiene de la fermentación anaerobia de materiales orgánicos y se compone principalmente de metano y dióxido de carbono. Luego describe algunas plantas de biogás en España y en el extranjero, tanto centralizadas como individuales, y analiza el potencial de biogás en España a partir de diferentes materias primas como purines, residuos de mataderos, y residuos orgánicos de la industria alimentaria.

1. ainia
VALORIZACIÓN ENERGÉTICA DE RESIDUOS
GANADEROS Y BIENESTAR ANIMAL
“La producción de biogás a partir
de residuos ganaderos”
Andrés Pascual
ainia centro tecnológico
C.O.I.T.A.V.
Valencia, 9 de noviembre de 2010

2. centro tecnológico al servicio de la industria
Actividades de ainia en el ámbito del biogás
I+D
ASISTENCIA TÉCNICA

3. centro tecnológico al servicio de la industria
ANÁLISIS
FORMACIÓN
INFRAESTRUCTURAS PILOTO Y LABORATORIOS

4. 4/10
Resources & Facilities
Biotmethanation
Semi-continuous Unit
12 DIGESTERS 36 L
(UBIMET-C36)Biomethanation Batch Unit
54 DIGESTERS 2L
(UBIMET-B2)
Infraestructura de plantas piloto

5. ainia
Contenidos.
1. Introducción. Situación actual del biogás.
2. Ejemplos de plantas de biogás agroindustrial.
3. Potencial de biogás en España.
4. Materias primas.
5. Pretratamientos.
6. Digestión anaerobia.
7. Biogás.
8. Digestato.
9. Caso práctico.
10.Sostenibilidad.

6. 1. Introducción.
Situación actual del biogás en España y la UE

7. ainia
¿Qué es el biogás?
El biogás es un gas combustible compuesto principalmente de metano
(CH4) y dióxido de carbono (CO2), que se obtiene como resultado de
la fermentación anaerobia (en ausencia de oxigeno) de materiales
orgánicos biodegradables.
65% CH4 30% CO2 1-5% otros (H2, agua, NH3) <4.000 ppm H2S
Composición aproximada:
1 m3 biogás equivale a la energía de 0.65 m3 de gas
natural y puede llegar a producir 2.1 kWh de energía
eléctrica renovable

8. ainia
Tipos de biogás.
Vertedero Depuradoras FORSU Residuos
Agroindustriales
BIOGÁS
Caldera
Moto
Generador
Vehículos
Redes de
Gas Natural
Pilas de
Combustible
Micro
Turbinas
usos habituales usos emergentes
++
Digestores

9. ainia
El biogás en la Unión Europea y en España.
Producción según origen.
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
ktep
2005 2946 902 860
2006 2700 868 1331
2007 2905 887 2108
Vertedero Depuradoras (1) Digestores (2)
Fuente:
Barómetro Biogás
EurObserv´er
2007 y 2008
(1) Lodos de EDAR urbanas e industriales
(2) Digestores agroindustriales (plantas centralizadas o individuales) y de FORSU.
Total UE(25) 2007 = 5,901 ktep (kilotoneladas equivalente de petróleo)
Fuente:
Barómetro Biogás
EurObserv´er
2007 y 2008
(1) Lodos de EDAR urbanas e industriales
(2) Digestores agroindustriales (plantas centralizadas o individuales) y de FORSU.
Total España 2007 = 330 ktep (kilotoneladas equivalente de petróleo)
0
50
100
150
200
250
300
ktep
2005 236 49 20
2006 251 49 20
2007 260 49 21
Vertedero Depuradoras (1) Digestores (2)

10. ainia
Alemania.
Fuente: Centro Alemán de Investigación de
Biogás, Marzo 09. Jornadas Genera.
Fuente:

11. ainia
Dinamarca.

12. ainia
2. El biogás en España.
6%
79%
15%
Vertedero
Depuradoras
Digestores
2007 España
330 ktep
Evolución:
• Cambio de escenario con la subida de la tarifa del biogás en
el RD 661/2007.
• Dinamización del sector del biogás agroindustrial. Nuevas
empresas y agrupaciones. Muchos proyectos en planificación.
• Lento desarrollo: rentabilidad ajustada, trámites
administrativos complejos, financiación, confianza (pocos
digestores agroindustriales), etc.
• Plan de Biodigestión de Purines. RD 949/2009.
• PANER y LIBRO BLANCO BIOGAS (MARM).

13. 2. Ejemplos de plantas.

14. ainia
Esquema procesos en planta de biogás agroind.
Pre-tratamiento
Mecánico
Térmico
Biológico
Co-digestión
Anaerobia
Digestor/es
Biogás
Digestato
Depuración
Combustión
En motor co-generación
Electricidad (+€)Calor (+€)
evacuación a
red eléctrica
Calefacción, secado, …
Real Decreto 661/2007
Separación S-L
Almacenamiento
Aplicación como
Enmienda o Abono
Sólido o Líquido
(+€?)
Acondicionado
residuo1
residuo2
residuo3
residuoN
MEZCLA
EQUILIBRADA!!!
(+€?)
Tratamiento del
Digestato
Recuperación, reducción o
eliminación de nutrientes.
(-€)

15. ainia
El biogás en España.

16. ainia
El biogás en España.

17. ainia
El biogás en España.

18. ainia
El biogás en España.

19. ainia
Ejemplos de plantas individuales y centralizadas.
Centraliza
da
ND1 digestor de
4.500 m3
-36.000 T/año de estiércol (50%)
-32.400 T/año de residuos alimentarios
(45%)
-3.600 T/año de residuos orgánicos
domésticos (5%)
Karpalund,
Kristianstad
(Dinamarca)
Centraliza
da
16,3MW (5-
8%
procedente
del biogas )
2 digestores de
3.000 m3
-100.000 T/año de purín de cerdo de 70
granjas.
-Lodos de matadero y subproductos
producción biodiesel (<10%).
Juneda,
Lérida
(España)
Individual1 motor de
380kWe
2 digestores en
serie de 1.270
m3.
-11.500 m3/año de purín de cerdo
(70%).
-4.300 m3/año de residuos orgánicos
agroindustriales de la zona (derivados de
alcohol y aceites vegetales, lodos,
residuos de frutas, cebolla y leche)
(30%)
Vila-Sana,
Lérida
(España)
TIPO DE
PLANTA
POTENCIA
INSTALADA
DIGESTORESMEZCLA DE RESIDUOSLUGAR

20. ainia
Individual1 motor de
630kW
2 digestores principales
de 1.527m3 y
2 secundarios de
2.661m3
-4.000 T/año purín
-10.000 T/año residuos
alimentarios
Bueren-
Haden
(Alemania)
Individual2 motores
de 1.416 kW
2 digestores x 5.500 m3
1 digestor secundario
2.500 m3
-100.000 T/año purín vacuno
-30.000 T/año de maíz de ensilaje
Kaarssen
(Alemania)
IndividualMotor de 95
kW
1 digestor principal 75
m3 y un secundario de
35 m3
-1.970 m3/año de gallinaza
-742 m3/año de purin de cerdo
-614 m3/año lodos de industrias
cárnicas y del pescado
Nistelrode
(Holanda)
Centraliza
da
2 motores
de 2.1 MWe
2 digestores de 4.000
m3
-116.800 T/año purines, estiércol
y gallinaza de 30 granjas (80%).
-29.200 T/año residuos
alimentarios de la zona (20%).
Holsworthy,
Devon
(Reino
Unido)
TIPO DE
PLANTA
POTENCIA
INSTALADA
DIGESTORESMEZCLA DE RESIDUOSLUGAR
Ejemplos de plantas individuales y centralizadas.

21. 3. Potencial de biogás en España.

22. ainia
Materias Primas Agroindustriales.
- Hoteles
- Restaurantes
- Catering
- Super e hiper
mercados.
- Mercados
centrales.
Otros Residuos
de la Cadena
Alimentaria
- Biodiesel.
- Bioetanol.
- Biorefinerías.
- Bioquímica.
- Farmacéutica.
- Papelera.
Otras
industrias
similares
- Conservas.
- Zumos.
- Cerveza y
otras bebidas.
- Lácteas.
- Cárnicas.
- Pescado.
- Azucareras.
- Almidón.
- Ingredientes y
aditivos.
- EDARIs
alimentarias.
- Granjas de
porcino, vacuno
y de aves.
- Explotaciones
agrícolas.
- Cooperativas
agrícolas.
- Piscifactorías y
acuicultura.
- Cultivos
energéticos.
Industria
alimentaria
Agricultura,
pesca y
ganadería

23. ainia
Sp1: MATERIAS PRIMAS. Inventario de materias primas.El proyecto PROBIOGAS: Objetivo y alcanceEl proyecto PROBIOGAS: PSESp 1: Inventario de Materias Primas. Metodología.
Cálculo del potencial de producción de biogás en España.
POTENCIAL
TOTAL
Potencial derivado de toda la materia prima que se genera.
Cantidad de materia prima calculada por indicadores estadísticos y
coeficientes. Resultados a nivel PROVINCIAL y COMARCAL.
POTENCIAL
ACCESIBLE
Parte del POTENCIAL TOTAL que puede ser objeto de gestión
(recogida, transporte, almacenamiento) de forma viable. Ejemplo
de material NO accesible: deyecciones ganaderas de explotaciones
extensivas.
POTENCIAL
DISPONIBLE
Parte del POTENCIAL ACCESIBLE que queda, una vez descontados
los usos alternativos. Ejemplo de usos alternativos: alimentación
animal, compost, recuperación de compuestos activos, etc.
Coeficientes
PB
Coef. Productividad de Biogás (PB) de cada materia prima. Datos
obtenidos de forma experimental (ensayos batch realizados en
PROBIOGAS) o bibliográfica. Se aplican PBs suponiendo operación en
continuo (no máximo potencial) donde el % biodegradación es menor.
POTENCIAL
ENERGÉTICO
Potencial de producción de biogás. Calculado a partir de las
toneladas disponibles de las materias primas y sus
correspondientes PBs. Resultados en forma de POTENCIAL
ACCESIBLE Y DISPONIBLE. Resultados a Nivel COMARCAL Y
PROVINCIAL.

24. ainia
Sp1: MATERIAS PRIMAS. Inventario de materias primas.Sp1: MATERIAS PRIMAS. Inventario de materias primas.El proyecto PROBIOGAS: Objetivo y alcanceEl proyecto PROBIOGAS: PSEMapa de Potencial DISPONIBLE Comarcal (GANADEROS).
P. Disponible: 41,2 mill T/año
(84,3 % del P. Accesible)
1.130 ktep/año

25. ainia
Sp1: MATERIAS PRIMAS. Inventario de materias primas.Sp1: MATERIAS PRIMAS. Inventario de materias primas.El proyecto PROBIOGAS: Objetivo y alcanceEl proyecto PROBIOGAS: PSEMapa de Potencial DISPONIBLE Comarcal (CARNICOS).
P. Disponible: 2,2 mill T/año
(68,0% del P. Accesible)
32 ktep/año

26. ainia
P. Disponible: 1,9 mill T/año
(61,9% del P. Accesible)
45 ktep/año
Sp1: MATERIAS PRIMAS. Inventario de materias primas.Sp1: MATERIAS PRIMAS. Inventario de materias primas.El proyecto PROBIOGAS: Objetivo y alcanceEl proyecto PROBIOGAS: PSEMapa de Potencial DISPONIBLE Comarcal (LACTEOS).

27. ainia
P. Disponible: 0,3 mill T/año
(64,3% del P. Accesible)
15 ktep/año
Sp1: MATERIAS PRIMAS. Inventario de materias primas.Sp1: MATERIAS PRIMAS. Inventario de materias primas.El proyecto PROBIOGAS: Objetivo y alcanceEl proyecto PROBIOGAS: PSEMapa de Potencial DISPONIBLE Comarcal (PESCADO).

28. ainia
P. Disponible: 3,7 mill T/año
(13,8% del P. Accesible)
215 ktep/año
Sp1: MATERIAS PRIMAS. Inventario de materias primas.Sp1: MATERIAS PRIMAS. Inventario de materias primas.El proyecto PROBIOGAS: Objetivo y alcanceEl proyecto PROBIOGAS: PSEMapa de Potencial DISPONIBLE Comarcal (VEGETALES).

29. ainia
Sp1: MATERIAS PRIMAS. Inventario de materias primas.Sp1: MATERIAS PRIMAS. Inventario de materias primas.El proyecto PROBIOGAS: Objetivo y alcanceEl proyecto PROBIOGAS: PSEEjemplo de Ficha COMARCAL POTENCIAL (T/año) ACCESIBLE

30. ainia
Sp1: MATERIAS PRIMAS. Inventario de materias primas.Sp1: MATERIAS PRIMAS. Inventario de materias primas.El proyecto PROBIOGAS: Objetivo y alcanceEl proyecto PROBIOGAS: PSEEjemplo de Ficha COMARCAL POTENCIAL (T/año) ACCESIBLE

31. ainia
Factores para el desarrollo del biogás.
DESARROLLO DE LAS
ENERGÍAS RENOVABLES
•Alta dependencia (80%).
•Elevado precio petróleo.
•Garantía suministro.
•Contaminación asociada a
fuentes fósiles.
•Objetivo 20% en 2020.
PROBLEMÁTICA
RESIDUOS ORGÁNICOS
•Reducción progresiva de su
disposición en vertedero.
•Incremento coste gestión.
•Impacto ambiental.
•Búsqueda alternativas.
RD 661/2006
NUEVA TARIFA BIOGÁS
• Nuevas tarifas:
0,13 €/kWhe (p<500kW)
0,09 €/kWhe (p>500kW)
•Garantía 15 años.
•Mayor viabilidad
económica
PROBLEMÁTICA
CAMBIO CLIMÁTICO
•Emisión de GEI.
•Kioto.
•RD 987/2008
•Futuro valor en
proyectos de ahorro neto
de GEI.

32. 4. Materias primas.

33. ainia
Principales características
• ST
• SV
• Nutrientes (relación C:N; nutrientes)
• Potencial de biogás
• Sustancias inhibidoras
• Materiales no deseables

34. ainia
ST
(Pfeiffer, B., 2008)

35. ainia
SV
No biodegradableResiduos de envases.Plásticos
No biodegradableResiduos de envases.Metales
No biodegradableEstiércol, purines, restos vegetales, etc.Arena, piedras
No biodegradableSalmueras o residuos salinos.Sales.
RegularRestos de producción vegetal, estiércol y purines,
subproductos de la industria farmacéutica.
Pesticidas,
antibióticos,
detergentes
Buena1)Subproductos de origen animal o vegetal.Grasas
ExcelenteSubproductos animales, productos cárnicos, lácteos, o de
la pesca, etc.
Proteínas
BuenaPaja triturada, hierba, pulpas y pieles de frutas y
verduras, etc.
Celulosa
ExcelenteExcedentes de cereales, patatas, etc., subproductos de
fábricas de snacks o de almidones, etc.
Almidón
ExcelenteRemolacha o caña de azúcar.
Subproductos de una azucarera o fábrica de golosinas,
etc.
Azúcares
Biodegradabilidad
anaerobia
Presente enComponente
1) Requiere mayores tiempos de retención

36. ainia
Requerimientos proceso produccción biogás. C/N. Nutrientes
(adecuado crecimiento de los microorganismos)
(Pfeiffer, B., 2008)
(Flotats, X., 2008)
La ausencia de micronutrientes necesarios para el
metabolismo de los microorganismos anaerobios (ej.
Fe, Ni, Sr, Mo, etc.) puede causar una reducción
significativa de su rendimiento
60-90Cebada, arróz, trigo
25Pieles de patata
16Fangos de depuración
35Residuos de frutas
25Residuos de cocina
2-8Residuos de matadero
15Gallinaza
15-24Purín de vacuno
18-20Purín de cerdo
Relación
C:N
Sustrato

37. ainia
Potencial Máximo de Biogás. PMB.
Fuente: lfl
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
•R•i•n•d•e•r•m•i•s•t
•R•i•n•d•e•r•g•ü•l•l•e
•S•t•r•o•h•a•l•l•g•.
•G•e•r•s•t•e•n•s•t•r•o•h
•S•c•h•w•e•i•n•e•m•a•g•e•n•i•n•h•a•l•t
•M•e•l•a•s•s•e
•K•a•r•t•o•f•f•e•l•d•i•c•k•s•c•h•l•e•m•p•e
•H•ü•h•n•e•r•g•ü•l•l•e
•S•c•h•w•e•i•n•e•g•ü•l•l•e
•L•a•u•b
•P•a•n•s•e•n•i•n•h•a•l•t
•W•e•i•z•e•n•s•t•r•o•h
•R•ü•b•e•n•b•l•a•t•t
•B•i•o•m•ü•l•l
•G•e•m•ü•s•e•a•b•f•ä•l•l•e
•K•l•e•e
•R•a•s•e•n•s•c•h•n•i•t•t
•M•a•i•s•s•i•l•a•g•e
•G•r•a•s•s•i•l•a•g•e
•G•r•a•s
•B•i•e•r•t•r•e•b•e•r
•P•f•e•r•d•e•m•i•s•t•(•f•r•i•s•c•h•)
•R•ü•b•e•n•p•ü•l•p•e
•Z•u•c•k•e•r•r•ü•b•e•n•s•i•l•a•g•e
•C•C•M
•F•e•t•t•a•b•s•c•h•e•i•d•e•r•f•e•t•t
•F•l•o•t•a•t•f•e•t•t
Estiércoldevacuno
Estiercoldevacalíquido
Paja
Pajadecebada
Contenidoestomacaldelcerdo
Melaza
Patata
Gallinaza
Puríndecerdo
Hojas
Contenidodelrumen
Pajadetrigo
Hojasderemolachaazucarera
Biorresiduos
Vegetales
Trébol
Hierbacortada
Ensiladodemaíz
Ensiladodehierba
Hierba
Bagazocervecería
Estiércoldecaballo
Pulpaderemolacha
Ensiladoderemolachaazucarera
Corn-cob-mix
Grasadeldesnatado
Grasadeflotación
Produccióndebiogás[L/kgSV]
Residuos ganaderos
Residuos matadero
Residuos vegetales ind.
agroalimentaria
Residuos agrícolas Otros

38. ainia
Inhibidores
Inhibidores presentes en el residuo antes de su digestión:
• Pesticidas, desinfectantes o antibióticos
Inhibidores que se forman durante la digestión:
• AGCL
• AGVs
• NH3
• H2 / H2S

39. ainia
Materiales no deseables
Materiales no deseables y/o contaminantes:
• Paja entera
• Arena*
• Piedras*
• Cristal*
• Metales*
• Materiales plásticos*
Problemas de separación de fases por su
sedimentación o flotación, espumas, daños en
bombas, etc.
Se requiere separación previa a su entrada al digestor
* Materiales no biodegradables (inertes)

40. ainia
Resumen de características sustratos agroindustriales
Características y producción de biogás de algunos residuos orgánicos agroindustriales
Residuo ST [%]
SV
[% ST]
C:N
Producción
de biogás
[m3
·kg-1
SV]
Tiempo
de
retención
[días]
CH4
[%]
Sustancias
NO
deseables
Sustancias
inhibidoras
Problemas
frecuentes
Purín de
cerdo
3-81)
70-80 3-10 0,25-0,50 20-40 70-80
virutas de
madera,
cerdas,
arena,
cuerdas
antibióticos,
desinfectantes
espumas,
sedimentos
Estiércol 5-121)
75-85 6-202)
0,20-0,30 20-30 55-75
cerdas,
tierra, paja,
madera
antibióticos,
desinfectantes
espumas
Gallinaza 10-301)
70-80 3-10 0,35-0,60 >30 60-80
piedras,
arena,
plumas,
NH4
+
,
antibióticos,
desinfectantes
inhibición
por NH4
+
,
espumas
Residuos de
frutas
15-20 75 35 0,25-0,50 8-20 ND
partes poco
biodegrada-
bles
AGV,
pesticidas
acidificación
Restos de
alimentos
10 80 n.a. 0,50-0,60 10-20 70-80
huesos,
metales,
plásticos
AGV,
desinfectantes
acidificación
sedimentos,
mecánicos
Vinazas 1-5 80-95 4-10 0,35-0,55 3-10 55-75
partículas
poco
biodegrada-
bles
AGV acidificación
Paja 70 90 90 0,35-0,453)
10-503)
ND arena -
espumas
Biodegrada-
bilidad
1)
Según dilución; 2)
Según presencia de paja; 3)
Según picado; ND: no disponible
Fuente: adaptado de Steffen, R., et al. (1998)

41. 5. Pretratamientos.

42. ainia
Pretratamientos
• OBJETIVOS
• MEJORA DEL RDTO. DEL PROCESO QUE TIENE LUGAR A
CONTINUACIÓN (DA)
• Aumento de la producción y calidad del biogás
• Reducción del THR
• Reducción de la materia orgánica al final del proceso
• Crear condiciones favorables para el desarrollo bacteriano
• REGLAMENTACIÓN SANITARIA
• Higienización SPA
• CONSERVACIÓN DE SUSTRATOS
• Suministro constante de materia prima o alimentación del digestor
(ensilado)

43. ainia
Principales tipos pre-tratamientos
• Tipos de pretratamientos
• Mecánicos (trituración) residuos de materiales estructurales difíciles de
degradar (celulosa, lignina, etc.) como residuos recolección cereales, etc.
• Térmicos (higienización) subproductos procesado industria cárnica,
deyecciones ganaderas, lodos de industrias alimentarias, etc.
• Biológicos (adición de bacterias específicas/ensilado/tratamientos
fúngicos/tratamientos enzimáticos) cereales, maíz, pratenses, etc.
• Otros.

44. 6. Digestión anaerobia.

45. ainia
Fases de la digestión anaerobia
(H2
S + CO2
)
COMPUESTOS ORGÁNICOS COMPLEJOS
(carbohidratos, proteínas, lípidos)
COMPUESTOS ORGÁNICOS SIMPLES
(azúcares, aminoácidos, ácidos grasos)
ÁCIDOS GRASOS VOLÁTILES
(acetato, propianato, butirato, etc)
METANO Y DIÓXIDO DE CARBONO
CH4 + CO2
ACETATO (2 carbonos)
CH3-COO-
Hidrógeno gas y dióxido de carbono
H2 + CO2
ACIDOGÉNESIS
HIDRÓLISIS
35 %
20 %
17 %
72 % 28 %
13 %
10 %
5 %
ACETOGÉNESIS
METANOGÉNESISSULFUROGÉNESIS

46. ainia
Ventajas de la co-digestión anaerobia.
Aprovechar complementariedad química de los sustratos: mayor
estabilidad y producción de biogás.
Integración de los procesos de valorización (compartir
instalaciones de reciclaje).
Integración de metodologías de gestión de los sustratos.
Compensar estacionalidad en la disponibilidad de sustratos.
Ahorro de costes de inversión y mantenimiento.

47. ainia
Sustratos agroalimentarios
?Otros requisitos: garantía de suministro,
proximidad, coste o ingreso asociado a su uso,
etc.
No contaminantes persistentes o patógenos
(afecta al digerido)
No bactericidas ni inhibidores (afecta al proceso)
Co-digestiónpH/capacidad buffer adecuados
Co-digestiónContenido en nutrientes equilibrado
Co-digestión2-15% de materia seca (bombeo)
Biodegradabilidad
Residuos
agroalimentarios
Requisito
Requisitos de los sustratos para producir biogás

48. ainia
Sistemas de co-digestión anaerobia.
DISEÑO DEL
PROCESO
HUMEDAD del
SUSTRATO
HUMEDA
SECA
o
FLUJO
CONTINUO
DISCONTINUO
o
RANGO de
TEMPERATURA
MESOFILO
TERMÓFILO
o
ETAPAS de
FERMENTACIÓN
1 ETAPA
MULTI ETAPA
o

49. ainia
Configuraciones.
Estiércol + residuos líquidos
Tanque de
Pre-mezcla
Fermentador Post-
Fermen.
Digestato

50. ainia
Configuraciones.
Estiércol 8 % ST
(ev. purines)
Tanque
Pre-mezcla
Fermentador Post-
Fermen.
Sustrato 30 % ST
bombeo
Recirculado5%ST
13 % ST
(alternativa H2O)
Digestato

51. ainia
Configuraciones.
Sustratos
Fermentador
Fermentador
Residuos
liquidos
Sustratos
Digestado

52. ainia
Componentes de una planta de biogás.
• Digestores
– Bolsas
– Lagunas
– Mezcla Completa
– Flujo Pistón
• Gasómetros
– Cubiertas o membranas
– Externos
• Sistemas de alimentación
– Bombas
– Tornillos sinfín
– Suelos móviles
– Pistón
• Agitación
– Sistemas “fuera-borda”
– Palas
• Calefacción
– Interna
– Externa
• Sistemas de seguridad
– Válvulas seguridad
– Antideflagración
– Antorcha
• Otros.
– Desulfurización
– Recogida de sedimentos

53. ainia
Digestores: mezcla completa.
• Condiciones homogéneas en todo el digestor.
• TRH calculado como V/Q.
• TRH = TR de los microorganismos.
• Posibilidad de recirculación para ajustar ST y para conservación
de la población bacteriana.
• ST máx 12% (en el interior)
Agitador
Calefacción
Gasómetro
Aire
Trampa de
condensados
Protección contra
sobrepresiones
Biogás
Aprovechamiento
energético
Sustrato
Digestato
Aislamiento Hormigón

54. ainia
Digestores: mezcla completa.

55. ainia
Digestores: flujo pistón.
Aire
Trampa de
condensados
Protección contra
sobrepresiones
Biogás
Aprovechamiento
energético
Sustrato
Digestato
Aislamiento Hormigón
Calefacción
Agitador
Gasómetro
• Condiciones variables en cada sección transversal.
• Posibilidad de recirculación para ajustar ST y para conservación
de la población bacteriana.
• ST máx 18% (en el interior)

56. ainia
Digestores: flujo pistón.

57. 7. Biogás.

58. ainia
El biogás: características generales
0,81,2Densidad, g/L
-40Agua, g/m3
1,50-8.000H2S, ppm
-30-50CO2, %
81-9250-70Metano, %
Gas naturalBiogás
• Biogás: biocombustible generado en la
biometanización de materiales orgánicos.
• Componentes principales: metano y dióxido de
carbono.
• Poder calorífico: depende de la concentración de
metano (9,96 kWh/m3CH4)

59. ainia
Necesidades de depuración
• Reformado catalítico para convertir
CH4 en H2
• CH4, CO2, H2O, CO, H2S, COS, NH3 y
halógenos contaminan la FC en
función del tipo.
Especificaciones del biogás para
FCs
• PCI > 5 kWh/Nm3
• H2S < 0,05 %(v/v)/Nm3CH4
• NH3 < 30 mg/Nm3 CH4
• Humedad relativa < 80%
• Presión > 20 mbar ± 10%
Especificaciones del biogás como
combustible motor
Acondicionado del biogás agroalimentario (50% CH4, 2-5%O2, 500 ppm H2S):
•Desulfuración
•Presurización
•Trampa de condensados
•Depuración (en caso de aprovechamientos distintos a co-generación)
• >96% CH4, <3% CO2, <1% O2
• <23 ppb H2S
• <32 ppb agua
Especificaciones del biogás para
combustible de vehículos
Especificaciones del biogás para
inyección en la red de gas natural
• >96% CH4, <0,5% O2
• <0,5 ppb H2S
• Punto de condensación bajo la Tsuelo

60. ainia
Motores de cogeneración
• Ventajas
– 40% rendimiento eléctrico
– Gran gama comercial de equipos.
– Instalaciones modulares disponibles.
– Facilidad de vertido de energía a la red eléctrica.
– Posibilidad de aprovechamiento térmico (gases de escape a
500ºC y agua caliente a 90ºC).
• Inconvenientes
– > 40 % de CH4
– Sensible a la presencia de elementos corrosivos (H2S)
– Coste de mantenimiento

61. ainia
Motores de cogeneración

62. 8. Digestato.

63. Balance de masas
Rendimiento
500 L biogás/kg SV
Agua
800 kg
Mat. Org.
180 kg
20 kg cenizas
1000 kg sustrato ST= 20%
SV= 90 %ST
Agua
800 kg
M.O.= 62 kg
20 kg cenizas
882 kg digestato
Biogás = 90 m3 = 118 kg
ST= 9,3 %
SV= 75%ST
+

64. ainia
Los digestatos y su aprovechamiento.
• Composición homogénea
• Reducción de olores
• Reducción de AGVs (fitotóxicos)
• N orgánico N amoniacal
• Reducción la materia orgánica degradable
• Facilidad en la separación de fases
• Se mantiene la concentración de nutrientes (NPK) de la
alimentación
• NECESIDAD DE UN BUEN PLAN DE GESTIÓN DE DIGESTATOS
PARA UN ADECUADO RECICLAJE DE LOS NUTRIENTES.

65. Cambios en la composición del digestato
DM (%) Nitrogen Ammonium Phosphor Potassium Magnesium Calcium pH-value
Cattle liquid manure
Biogas digestate
Source: Saxony Regional Office for Agriculture FB LB, Jäkel

66. ainia
Los digestatos y su aprovechamiento.
Digerido
2,42,53,63760400806-Purín de cerdo
8,83,24,0158554508025-Estiércol vacuno
5,91,63,33255280808sin restos de alimentosEstiércol vacuno
6,31,73,54255370808con restos de alimentosEstiércol vacuno
---111553007528sin pajaEstiércol de caballo
13,514,318,4351655007545sin paja
Gallinaza
Residuos ganaderos
K2OP2O5N 1)
[kWh/t FM][%][Nl SV][% ST][%]procedencia
Nutrientes [kg/t FM]Prod. EléctricaMetanoBiogásSVSTTipo,Sustrato
Fuente: KTBL-Arbeitsgruppe "Biogaserträge"
1) Se han tenido en cuenta unas pérdidas de N del 28% por almacenamiento y aplicación

67. ainia
Reducción de olores.

68. Plan de gestión de digestatos
Es importante que las plantas de biogás dispongan de
un plan de gestión de los digestatos adecuado a las
características de éstos, de la instalación y del
entorno.

69. 9. Caso prático.

70. ainia
El proyecto PROBIOGAS: Objetivo y alcanceEl proyecto PROBIOGAS: PSESubproyecto 8: GRANJA SAN RAMÓN
• GRANJA SAN RAMÓN
• Actividad principal: Producción de leche.
• Nuevas instalaciones en Requena (Valencia).
• Explotación de 2.000 animales. Futura ampliación.
• Generación estiércol: 35.000 T /año.
• Objetivo medioambiental:
– Valorización del estiércol mediante la obtención de
biogás y digestatos para su uso agrícola.

71. ainia
El proyecto PROBIOGAS: Objetivo y alcanceEl proyecto PROBIOGAS: PSESubproyecto 8: GRANJA SAN RAMÓN
Estiércol
cubículos
Estiércol
camas
500 m3 Fermentador flujo-pistón
900 m3
Cargador
45 m3
Cosustratos
Quick
-mix
Post-
Digestor
2200 m3
Separador
Digestato
Fracción sólida
digestato
(biofertilizante
sólido)
Fracción líquida
(biofertilizante
líquido)
Motor 500 kW
Biogás
Energía eléctrica (venta)
Energía térmica (autoconsumo)
PRIMERA FASE
(prevista ampliación)

72. ainia
El proyecto PROBIOGAS: Objetivo y alcanceEl proyecto PROBIOGAS: PSESubproyecto 8: GRANJA SAN RAMÓN
Animales en cama:
recogida con pala y
almacenamiento previo en pilas
Animales en cubículos:
arrobaderas canal depósito
500m3

73. ainia
El proyecto PROBIOGAS: Objetivo y alcanceEl proyecto PROBIOGAS: PSESubproyecto 8: GRANJA SAN RAMÓN
Cargador 45 m3 para materias primas sólidas.
Introduce material al fermentador horizontal en
períodos de 15, 30 ó 60 minutos.
Quick-mix
Mezcla las materias primas sólidas con
el estiércol recogido con arrobaderas y
bombeado desde el tanque de acopio.
Rota-cut
Triturador del material que pasa del primer
digestor al postdigestor.

74. ainia
El proyecto PROBIOGAS: Objetivo y alcanceEl proyecto PROBIOGAS: PSESubproyecto 8: GRANJA SAN RAMÓN
Vista del interior Vista exterior
Características básicas
Volumen: 900 m3
Agitación: 1 rpm
ST en el interior: 17% (máx)
Instrumentación
3 sensores de temperatura
2 presostatos
1 caudalímetro de gas

75. ainia
El proyecto PROBIOGAS: Objetivo y alcanceEl proyecto PROBIOGAS: PSESubproyecto 8: GRANJA SAN RAMÓN
Características básicas
Volumen: 2200 m3
Agitación: 25 rpm
Vista del exterior
Vista del interior: cúpula
Vista del interior: agitador
Instrumentación
2 sensores de temperatura
1 presostato
1 caudalímetro de gas

76. ainia
El proyecto PROBIOGAS: Objetivo y alcanceEl proyecto PROBIOGAS: PSESubproyecto 8: GRANJA SAN RAMÓN
Distribuidor Cuadro general Analizador de gases
(CH4, O2, H2S, H2)
Calefacción

77. ainia
El proyecto PROBIOGAS: Objetivo y alcanceEl proyecto PROBIOGAS: PSESubproyecto 8: GRANJA SAN RAMÓN
Separador sólido-líquido
Balsa de almacenamiento de la fracción líquida

78. ainia
El proyecto PROBIOGAS: Objetivo y alcanceEl proyecto PROBIOGAS: PSESubproyecto 8: GRANJA SAN RAMÓN
Aprovechamiento del biogás
Motor Jenbacher 526 kW (499 kW)
Rendimiento eléctrico 40,4%
Pretratamiento:
- Desulfuración por aire en los digestores
- Deshumidificación
Aprovechamiento E térmica camisa y gases
de escape
Antorcha para quemado
del gas en exceso.

79. ainia
El proyecto PROBIOGAS: Objetivo y alcanceEl proyecto PROBIOGAS: PSESubproyecto 8: GRANJA SAN RAMÓN
• CONCLUSIONES:
• Generación anual de energía equivalente a 850 toneladas equivalentes de
petróleo.
• Generación de 4.000.000 kWhe / año (electricidad verde).
• Energía eléctrica equivalente para 1000 hogares aproximadamente.
• Reducción de emisiones de CO2.
• Reciclado de los digestatos en parcelas agrícolas próximas a la granja
según plan de gestión a medida.
Iniciativa innovadora hacia la excelencia en la gestión medioambiental de
nuestras actividades ganaderas

80. 10. Sostenibilidad.

81. ainia
Sostenibilidad

82. Gracias por su atención
Andrés Pascual
+34 961366090
apascual@ainia.es