Vista Equipo: Producción de gas de síntesis a partir de pollinaza para sustitución parcial o total de energéticos de uso en planta de sacrificio

Producción de gas de síntesis a partir de pollinaza para sustitución parcial o total de energéticos de uso en planta de sacrificio

El proyecto evaluado para la empresa Avícola El Madroño propone aprovechar la biomasa residual de las granjas de pollo de engorde para generar energía eléctrica y/o energía térmica, a partir del gas combustible producido a través de gasificación de la pollinaza. La energía generada sería utilizada e...

Descripción completa

Detalles Bibliográficos
Autores Principales:	Vargas Sánchez, Carolina, Carrillo Flórez, Jesús Mauricio
Otros Autores:	Jaimes Reatiga, Luis Eduardo
Formato:	Trabajo de grado (Bachelor Thesis)
Lenguaje:	Español (Spanish)
Publicado:	Universidad Autónoma de Bucaramanga UNAB 2020
Materias:	Power resources Power sector Energy industry Analysis Investigation Residual biomass Chicken farms Pollinaza Fuel Poultry Recursos energéticos Sector energético Industria energética Análisis Investigación Aves de corral Biomasa residual Granjas de pollo Combustible
Acceso en línea:	http://hdl.handle.net/20.500.12749/11866

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description	El proyecto evaluado para la empresa Avícola El Madroño propone aprovechar la biomasa residual de las granjas de pollo de engorde para generar energía eléctrica y/o energía térmica, a partir del gas combustible producido a través de gasificación de la pollinaza. La energía generada sería utilizada en las plantas de beneficio. La selección de la tecnología la realizó el fabricante basado en su experiencia de más de 20 años de trayectoria en investigación y desarrollo de gasificadores de biomasa para generación de energía. Se plantearon y analizaron nueve escenarios: generación de energía eléctrica, o energía térmica o la generación de las dos al mismo tiempo, estas tres opciones aplicadas para la planta de beneficio de la zona Oriente (planta Lebrija), o para la planta de la zona Costa Norte (planta Cartagena) o en las dos plantas al mismo tiempo. Las dos zonas tienen una producción de pollinaza similar y las plantas de beneficio tienen un consumo de energía eléctrica del mismo orden, mientras que el consumo de gas natural en la planta de la costa es casi el doble que el de la planta de la zona oriente. Por otro lado, en la zona oriente la pollinaza es vendida a terceros mientras que en la zona costa se requiere pagar para su adecuada disposición, elevando así los costos de operación para la compañía en esta zona. Con la pollinaza disponible en la zona oriente se determinó un potencial de generación de energía eléctrica de 560.449kWh al mes y de 517.500kWh mensuales para la zona costa norte. El principal objetivo de este trabajo fue evaluar la viabilidad del proyecto en cada uno de los escenarios y analizar cuál sería la mejor opción para su implementación. Para esto se utilizó una metodología doble mediante árboles de decisión y relación beneficio/costo. Los resultados mostraron que el proyecto es viable para los escenarios de generación de energía eléctrica o eléctrica y térmica simultáneamente, ya que se obtuvo una relación beneficio/costo mayor a 1 para estos casos: en los casos de generación de energía eléctrica únicamente, se obtuvo 2,12 para Lebrija, 2,91 para Cartagena y 2,45 para las dos plantas en simultánea, y en los casos de generación de energías eléctrica y térmica se obtuvo 2,13 para Lebrija, 3,10 para Cartagena y 2,53 para las dos plantas. Se concluyó que los escenarios de implementación para la planta de Cartagena para generación de energía eléctrica o generación combinada de energías eléctrica y térmica son las mejores opciones, ya que se obtuvieron los mayores ahorros, sin embargo, se recomendó implementar el proyecto en Cartagena para generación eléctrica y térmica en una primera etapa, y como segunda etapa implementar el mismo caso en la planta de Lebrija.
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La energía generada sería utilizada en las plantas de beneficio. La selección de la tecnología la realizó el fabricante basado en su experiencia de más de 20 años de trayectoria en investigación y desarrollo de gasificadores de biomasa para generación de energía. Se plantearon y analizaron nueve escenarios: generación de energía eléctrica, o energía térmica o la generación de las dos al mismo tiempo, estas tres opciones aplicadas para la planta de beneficio de la zona Oriente (planta Lebrija), o para la planta de la zona Costa Norte (planta Cartagena) o en las dos plantas al mismo tiempo. Las dos zonas tienen una producción de pollinaza similar y las plantas de beneficio tienen un consumo de energía eléctrica del mismo orden, mientras que el consumo de gas natural en la planta de la costa es casi el doble que el de la planta de la zona oriente. Por otro lado, en la zona oriente la pollinaza es vendida a terceros mientras que en la zona costa se requiere pagar para su adecuada disposición, elevando así los costos de operación para la compañía en esta zona. Con la pollinaza disponible en la zona oriente se determinó un potencial de generación de energía eléctrica de 560.449kWh al mes y de 517.500kWh mensuales para la zona costa norte. El principal objetivo de este trabajo fue evaluar la viabilidad del proyecto en cada uno de los escenarios y analizar cuál sería la mejor opción para su implementación. Para esto se utilizó una metodología doble mediante árboles de decisión y relación beneficio/costo. Los resultados mostraron que el proyecto es viable para los escenarios de generación de energía eléctrica o eléctrica y térmica simultáneamente, ya que se obtuvo una relación beneficio/costo mayor a 1 para estos casos: en los casos de generación de energía eléctrica únicamente, se obtuvo 2,12 para Lebrija, 2,91 para Cartagena y 2,45 para las dos plantas en simultánea, y en los casos de generación de energías eléctrica y térmica se obtuvo 2,13 para Lebrija, 3,10 para Cartagena y 2,53 para las dos plantas. Se concluyó que los escenarios de implementación para la planta de Cartagena para generación de energía eléctrica o generación combinada de energías eléctrica y térmica son las mejores opciones, ya que se obtuvieron los mayores ahorros, sin embargo, se recomendó implementar el proyecto en Cartagena para generación eléctrica y térmica en una primera etapa, y como segunda etapa implementar el mismo caso en la planta de Lebrija. DEDICATORIA 3 AGRADECIMIENTOS 4 TABLA DE CONTENIDO 5 LISTA DE TABLAS 8 LISTA DE FIGURAS 10 RESUMEN 11 INTRODUCCIÓN 12 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA Y JUSTIFICACIÓN 16 1. LÍNEA BASE DEL PROYECTO 19 1.1. CONSUMO DE ENERGÍA EN LA PLANTA DE BENEFICIO 19 1.2. PRODUCCIÓN DE BIOMASA RESIDUAL EN LAS GRANJAS DE POLLO DE ENGORDE 23 1.2.1. Cama y pollinaza 24 1.2.2. Características de la pollinaza y su potencial energético 25 2. GASIFICACIÓN 28 2.1. VENTAJAS DE LA GASIFICACIÓN 30 2.2. PROCESO DE PRODUCCIÓN DE SYNGAS 32 2.3. GASIFICACIÓN DE BIOMASA 39 2.3.1. Propiedades físicas y químicas de la biomasa 39 2.3.2. Análisis y selección de tecnología 41 2.3.3. Producción de syngas a partir de biomasa 43 2.4. GENERACIÓN DE ENERGÍA A PARTIR DE SYNGAS 44 2.5. MARCO AMBIENTAL Y LEGAL 44 2.5.1. Residuos en la granja de producción de pollo de engorde 44 2.5.2. Planta de beneficio: Emisiones 47 2.5.3. La Gasificación y generación de energía con Syngas no contaminan 47 2.6. INCENTIVOS A PROYECTOS FNCE Y MDL 48 3. ANÁLISIS FINANCIERO 50 3.1. IMPLEMENTACIÓN DEL PROYECTO DE GASIFICACIÓN DE POLLINAZA 50 3.1.1. Producción de pollinaza 53 3.1.2. Disposición de la pollinaza actualmente 55 3.1.3. Costo de la energía eléctrica 56 3.1.4. Costo del gas natural 57 3.1.5. Costos de transporte de pollinaza hacia la planta de tratamiento 58 3.1.6. Inversión inicial: Costo de equipos 59 3.1.7. Energía eléctrica generada por el sistema 62 3.1.8. Pollinaza requerida para sustituir el uso de gas natural 65 3.1.9. Energías eléctrica y térmica generadas con la pollinaza disponible 67 3.1.10. Subproductos del piro-gasificador 67 3.1.11. Mantenimiento del sistema y mano de obra 68 3.2. ESCENARIOS PARA EVALUACIÓN FINANCIERA DEL PROYECTO 68 3.2.1. Línea Base 69 3.2.2. Alternativas de generación de energía 73 3.3. METODOLOGÍA PARA LA EVALUACIÓN FINANCIERA 73 3.3.1. Cálculo de Promesa de Valor para cada escenario 73 3.3.2. Análisis por árboles de decisión 75 3.3.3. Análisis por Relación Beneficio / Costo 78 CONCLUSIONES 82 BIBLIOGRAFÍA 84 Bibliografía sugerida 85 ANEXO I. CD 87 ANEXO II. CONTACTOS POSIBLES PROVEEDORES 89 Especialización The project evaluated for the Avícola El Madroño company proposes to take advantage of the residual biomass of the broiler farms to generate electrical energy and / or thermal energy, from the fuel gas produced through the gasification of the chicken manure. The energy generated would be used in the beneficiation plants. The selection of the technology was made by the manufacturer based on its experience of more than 20 years of experience in research and development of biomass gasifiers for power generation. Nine scenarios were proposed and analyzed: generation of electrical energy, or thermal energy or the generation of both at the same time, these three options applied to the beneficiation plant in the East zone (Lebrija plant), or to the plant in the area Costa Norte (Cartagena plant) or on both floors at the same time. The two zones have a similar production of chicken manure and the beneficiation plants have a consumption of electricity of the same order, while the consumption of natural gas in the plant on the coast is almost double that of the plant in the eastern zone . On the other hand, in the eastern zone the chicken manure is sold to third parties while in the coastal zone it is required to pay for its proper disposal, thus raising the operating costs for the company in this zone. With the manure available in the eastern zone, an electric power generation potential of 560,449kWh per month and 517,500kWh per month was determined for the north coast zone. The main objective of this work was to evaluate the viability of the project in each of the scenarios and analyze which would be the best option for its implementation. For this, a double methodology was used through decision trees and benefit / cost ratio. The results showed that the project is feasible for the scenarios of generation of electrical or electrical and thermal energy simultaneously, since a benefit / cost ratio greater than 1 was obtained for these cases: in the cases of electrical energy generation only, it was obtained 2.12 for Lebrija, 2.91 for Cartagena and 2.45 for the two plants simultaneously, and in the cases of electric and thermal energy generation, 2.13 was obtained for Lebrija, 3.10 for Cartagena and 2.53 for the two plants. It was concluded that the implementation scenarios for the Cartagena plant for electricity generation or combined generation of electrical and thermal energy are the best options, since the greatest savings were obtained, however, it was recommended to implement the project in Cartagena for generation electrical and thermal in a first stage, and as a second stage implement the same case in the Lebrija plant. 2020-12-07T13:42:17Z 2020-12-07T13:42:17Z 2013 info:eu-repo/semantics/bachelorThesis Trabajo de Grado http://purl.org/coar/resource_type/c_7a1f info:eu-repo/semantics/acceptedVersion http://purl.org/redcol/resource_type/TP http://hdl.handle.net/20.500.12749/11866 instname:Universidad Autónoma de Bucaramanga - UNAB reponame:Repositorio Institucional UNAB repourl:https://repository.unab.edu.co spa ANKUR Scientific Energy Technology Pvt. Ltd. Oferta: OFF / 13 – 14 / 36 / 406. Septiembre 18 de 2013. CASTELLS, Xavier Elías. Tratamiento y valorización energética de residuos. Madrid: Díaz de Santos, 2005. 1256 p. ISBN 978-847978-694-6 CDMB. Resolución CDMB 001051 de agosto 30 de 2013. CEDER, Centro de Desarrollo de Energías Renovables. Biomasa – Situación Actual. [en línea]. <http://www.ceder.es/CEDERportal/portal.do?TR=C&IDR=31> [citado el 22 de septiembre de 2013] COBB-VANTRESS. Guía de Manejo del Pollo de Engorde [en línea, documento pdf]. <http://67.43.0.82/docs/default-source/guides/cobb-broiler-management-guide--- spanish.pdf?Status=Temp&sfvrsn=0> [citado en 24 de marzo de 2.012]. CUJIA, Gabriel. BULA, Antonio. Potencial Obtención de Gas de Síntesis para la Producción de Metanol a partir de la Gasificación de Residuos de Palma Africana. En: Revista Interciencia. Vol. 35 N° 2 (Feb., 2010); p.107-112. [en línea] <http://www.interciencia.org/v35_02/106.pdf> [citado en 8 febrero de 2012] GASIFICATION TECHNOLOGIES COUNCIL. Gasification An investment in our energy future. 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[video] [en línea] <http://www.gasification.org/homePageVideoPlayer.asp?videoID=11> [citado en 3 marzo de 2013] GRUPO DE INVESTIGACIÓN GESTIÓN EFICIENTE DE ENERGÍA (KAI) DE LA UNIVERSIDAD DEL ATLÁNTICO, GRUPO DE INVESTIGACIÓN EN ENERGÍAS (GIEM) DE LA UNIVERSIDAD DE OCCIDENTE, UNIDAD DE PLANEACIÓN MINERO ENERGÉTICA DE COLOMBIA Y COLCIENCIAS. Cogeneración. INSTITUTO PARA LA DIVERSIFICACIÓN Y AHORRO DE LA ENERGÍA (IDAE). Biomasa, Gasificación. Madrid, octubre de 2007. MENDOZA, Jorge M. BULA, Antonio. GÓMEZ, Rafael D. CORREDOR, Lesmes A. Análisis Exergético de la Gasificación de Biomasa. En: Información Tecnológica. Vol. 23 N° 5 (2012); p.85-96. [en línea] <http://www.scielo.cl/scielo.php?pid=S0718- 07642012000500009&script=sci_arttext> [citado en 20 noviembre de 2012] REPÚBLICA DE COLOMBIA. Artículo 74.1, Ley 142 de1994. REPÚBLICA DE COLOMBIA. Ley 1215 de 2008. UNIDAD DE PLANEACIÓN MINERO ENERGÉTICA. 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