Combustible de Residuos

Una forma de recuperar los residuos es utilizarlos como combustible y esto se logra recuperando su energía. CDR (Combustible derivado de residuos) es un término que se aplica a los materiales con un alto poder calorífico (es decir, materiales capaces de liberar un alto porcentaje de cenergía cuando se queman) que se extraen de flujos de residuos y se utilizan como combustible. Este proceso puede beneficiar por ejemplo a las fábricas de cemento y a las centrales eléctricas.

Actualmente, la tecnología TITECH se está aplicando en muchas plantas de Europa para producir material de CDR, a partir de diferentes flujos de residuos de acuerdo con las necesidades específicas de los usuarios finales. La principal preocupación en este área es trabajar para garantizar que el CDR tiene un contenido en Cloro muy bajo, normalmente por debajo del 0,5% en peso. TITECH es capaz de lograrlo seleccionando el material «bueno» del flujo de residuos («clasificación positiva») o extrayendo el material «malo» del flujo, como las piezas de PVC pequeñas («clasificación negativa»).

1             Planta de referencia – Neuss, Alemania

Neuss fue la primera planta en Alemania en clasificar CDR con contenido constante de Cloro de menos del 0,5% a partir de una entrada de residuos domésticos. Tras ser clasificados por las unidades de TITECH, el material de CDR se usa como combustible alternativo en hornos de cemento y fábricas papeleras.

• Residuos como combustibles

Algunos residuos pueden utilizarse en las fábricas de cemento en sustitución del coque de petróleo o carbón (combustibles fósiles no renovables) que se usan normalmente en estas instalaciones.

Estamos por tanto aprovechando la energía contenida en un recurso ilimitado, como son los residuos, para dejar de utilizar un combustible derivado del petróleo, recurso finito que tiende a agotarse.

A este proceso se le denomina de distintas formas tanto desde un punto de vista técnico como legal: “valorización energética”, “coincineración” o “recuperación energética”.

También es importante destacar que estamos hablando de residuos que no se han podido ni reutilizar ni reciclar y que actualmente están siendo depositados en vertedero.

Tipos de residuos que se utilizan como combustibles alternativos

Es importante aclarar que estamos hablando de combustibles derivados de residuos, es decir, normalmente los residuos van en primer lugar a instalaciones de tratamiento adecuadas (gestores autorizados por la Comunidades Autónomas), y a partir de los mismos se elabora un combustible adecuado para su utilización en los hornos de cemento.

Los residuos que se utilizan en las fábricas de cemento como combustibles alternativos pueden ser sólidos o líquidos.

Combustibles sólidos:

• Neumáticos usados.
• Lodos de depuradora.
• Serrín y madera.
• Residuos de la producción papelera.
• Plásticos.
• Combustibles preparados a partir del rechazo de las plantas de reciclaje.
• Residuos de industrias cárnicas.

Combustibles líquidos:

• Aceites minerales usados.
• Disolventes, pinturas, barnices y otros residuos líquidos.
• Residuos de hidrocarburos.

Las empresas cementeras en ningún caso tratan residuos radioactivos.

Los combustibles alternativos ahorran emisiones de CO₂

Muchos de los residuos utilizados en la cementeras son totalmente biomasa (por ejemplo madera, lodos depuradora, harinas cárnicas) o tienen un contenido parcial de biomasa (por ejemplo los neumáticos usados o los combustibles derivados de residuos urbanos). Este dato es muy significativo puesto que la utilización de combustibles con biomasa se considera neutra en cuando a sus emisiones de CO₂.

La biomasa es un producto que se obtiene a partir de materia orgánica (residuos de aprovechamientos forestales y cultivos agrícolas, residuos de podas de jardines, lodos de depuradora, etc.) y que sirve para producir energía.

Estos residuos, una vez preparados, pueden abastecer instalaciones de generación de energía, tanto térmica como eléctrica, en aplicaciones que varían desde calefacciones domésticas hasta instalaciones industriales, como por ejemplo las fábricas de cemento.

Además, como se puede ver en el gráfico de las flechas, si los residuos se utilizan como combustible en las cementeras, se ahorran las emisiones de gases que se producirían si estos residuos se quemasen en una incineradora.

El sector cementero español utilizó durante el año 2012 unas 794.000 toneladas de combustibles derivados de residuos, la mayoría cien por cien biomasa o parcialmente biomasa. Estos combustibles permitieron ahorrar la emisión de más de 800.000 toneladas de CO₂ a la atmósfera.

Resumen ejecutivo

Actualmente, un elevado porcentaje de los residuos sólidos urbanos (RSU) generados por nuestra sociedad se depositan en vertederos. En España este porcentaje se sitúa por encima del 70%. Las medidas adoptadas en los países desarrollados, orientadas a potenciar el reciclaje resultan claramente insuficientes y a su vez conllevan un coste que las administraciones soportan con dificultad.

Por otro lado, la demanda mundial de energía está experimentado un elevado y sostenido índice de crecimiento que, según los expertos, en los próximos años se verá incrementada notablemente como consecuencia del impulso de países que no integran la OCDE como son China y la India. A todo esto, la crisis del petróleo agrava aún más la situación económica de los países dependientes de las importaciones de crudo

Estas perspectivas han empujado ya a varios gobiernos, a replantearse las políticas y los métodos de gestión de los residuos urbanos, reorientando su empleo como combustible alternativo. Bajo esta premisa nació hace pocos años el concepto de CDR (Combustible Derivado de Residuos). El CDR es la consecuencia de la adaptación del RSU para su empleo como combustible, dado que sus características físicas originales una vez recolectado en los domicilios, impiden el correcto aprovechamiento de su potencial energético. Su morfología heterogénea, su alto grado de humedad o el contenido de elementos no combustibles, son algunos de estos impedimentos.

El empleo de CDR en plantas incineradoras, centrales térmicas y plantas cementeras como sustituto total o parcial de los combustibles de origen fósil como el carbón, es una realidad en proceso de expansión que también se está abriendo camino hacia otras tecnologías más sofisticadas y que anuncian un mayor rendimiento energético. Estas nuevas tecnologías, entre las que destacan las destinadas a la producción de gas y diésel sintético, divisan en el CDR una fuente rentable de combustible a largo plazo.

Los promotores del proyecto R2 han diseñado y patentado una nueva tecnología para la producción de CDR a partir de RSU, que mejora las escasas alternativas existentes en el mercado. Se trata de un proceso rápido, fiable y limpio, concebido para su comercialización a nivel mundial. La aplicación de esta tecnología permite reducir los costes globales de gestión de los residuos y a la vez evita su envío masivo a los vertederos, minimizando así las emisiones de gases de efecto invernadero como el metano (CH4).

La fase de Start-up del proyecto se llevará a cabo en Barcelona (España), quedando por determinar el emplazamiento definitivo de los centros de producción. Desde el punto de vista económico, contamos con una parte del soporte financiero necesario y andamos al encuentro nuevos socios inversores que permitan completar los recursos necesarios para garantizar la correcta entrada en el mercado de esta solución.

E

Para que el CDR pueda emplearse con éxito en cualquiera de las alternativas que se han mencionado en el párrafo anterior, es indispensable que cumpla con los factores de calidad que se detallan a continuación:

• Alto poder calorífico.
• Bajo nivel de humedad.
• Bajo nivel de impropios (Materiales no combustibles).
• Alta densidad (dependiendo del proceso de valorización).

Sin embargo el RSU, tal y como se obtiene de la recogida domiciliaria, dista mucho de parecerse al CDR. Presenta un alto índice de humedad (>40%) y un elevado contenido de impropios no combustibles (metales, vidrio, piedras, etc…). Por otro lado, la morfología heterogénea del residuo, reduce su densidad y dificulta su manipulación. La emisión de malos olores como consecuencia del proceso de descomposición de la materia orgánica genera otros problemas colaterales bien conocidos.

La solución diseñada por los promotores de este proyecto, permite transformar los residuos urbanos y otros residuos industriales asimilables en un CDR de alta calidad, de la forma más limpia, rápida, versátil y eficiente del mercado.

El CDR es una fuente de combustible alternativa que ayuda a reducir la emisión de gases con efecto invernadero.

Descripción del producto.

• El producto R2 lo conforma una nueva tecnología y un nuevo proceso modular que permite las siguientes posibilidades:
• Procesar todo el residuo doméstico en masa, sin necesidad de preselección o recogida selectiva.
• Procesar también las fracciones de rechazo procedentes de otros tratamientos primarios como por ejemplo plantas Ecoparc.
• Extraer la totalidad de la materia orgánica contenida en el RSU, dando pleno cumplimiento a la directiva 1999/31/EC relativa al vertido de residuos de la Unión Europea.
• Obtener biomasa libre de impropios para empleo en procesos de biometanización o valorización energética.
• Producir CDR de alta calidad. Humedad <17%, Impropios <2%, PCI >8000Kcal/kg (sobre una caracterización media del RSU en España).
• Permite reducir el envío de residuos a vertedero hasta en un 95%.

La clave del proceso radica en la transformación del RSU en lo que se denomina FAR (Fracciones Agregadas de Residuos). Para conseguir esta transformación, los residuos se procesan en un reactor R2 durante un periodo de 30 minutos, antes de seleccionar los materiales, todo ello en un proceso continuo que opera las 24 horas al día.

Cada uno de los equipos R2, diseñados y patentados por el equipo de ingenieros promotores del proyecto, puede procesar hasta 40.000 toneladas de RSU anuales, lo que permite dar cobertura a una ciudad de 84.000 habitantes como Sant Cugat del Vallés o Avilés en Asturias. Con la disposición de varios reactores R2 operando en paralelo, es posible atender las necesidades de ciudades o grupos de municipios con mayor población.

Las instalaciones basadas en el modelo R2 difieren significativamente de las plantas convencionales de tratamiento de residuos por varios motivos:

• Porque no emiten malos olores.
• Porque son instalaciones limpias
• Porque requieren menos mantenimiento.
• Porque ocupan mucho menos espacio
• Porque generan mucho menos rechazo que enviar a vertedero (<5%).

El resultado de la aplicación de la tecnología R2 es sorprendente y evidente a simple vista. Los residuos, dejan de ser residuos para convertirse en materiales con valor en el mercado. Son materiales que pueden manipularse con facilidad, que ya no emiten malos olores, que no tienen aspecto desagradable y que pueden transportarse o almacenarse sin las restricciones de los residuos pestilentes.

Resultados de la aplicación del sistema R2

En este apartado se describen los resultados que se obtienen como consecuencia de la aplicación del proceso R2 sobre los residuos sólidos urbanos.

En términos generales:

Los residuos presentan una reducción de volumen que oscila entre el 50% y el 80%, dependiendo de su composición. Esta reducción de tamaño permite simplificar y unificar los procesos de manipulación y selección, así como los de transporte.

Los residuos ya no emiten malos olores, a simple vista no contienen líquidos, aparecen disgregados, no se observan bolsas de plástico ni envases de cartón tipo Brick.

A nivel específico para las diferentes fracciones que componen la basura:

BIOMASA

Todos los elementos orgánicos tales como la comida, junto con el papel , el cartón, celulosas, y otros componentes biodegradables, se integran en una fracción única de Biomasa homogénea de aspecto granulado y color marrón. Esta Biomasa, actúa como adsorbente de la humedad del resto de la basura permitiendo que el resto de materiales se obtengan secos. La morfología granulada de esta biomasa (<10 mm), le otorga una gran superficie de contacto, lo que facilita su posterior empleo en procesos de digestión anaeróbica, gasificación o producción de diésel sintético.

PLÁSTICOS

Los plásticos se obtienen completamente secos y desprovistos de etiquetas. En este caso su morfología, varía dependiendo del tipo de plástico. Aquellos plásticos que funden a menos temperatura se transforman completamente, adoptando formas esféricas macizas. Sin embargo, los elementos compuestos por plásticos que funden a mayores temperaturas no se alteran a penas.

METALES

Todos los metales y otros componentes altamente resistentes a las temperaturas, como el vidrio y la cerámica, no presentan ninguna variación, a excepción de que se obtienen limpios y sin piezas de plástico adheridas.

INERTES

Una vez aplicado el correspondiente proceso de selección y extraídas las fracciones descritas en los párrafos anteriores, se obtiene como resto una fracción inerte compuesta principalmente de piedras, vidrio y conchas, que debidamente molida conforma una arena apta para el relleno de carreteras, canteras o vertederos.

Producción de CDR para plantas de despolimerización catalítica.

La producción de diésel sintético o mineral mediante cracking catalítico por despolimerización, es una técnica que permite generar un combustible de mejores propiedades que el diésel convencional, ya que se mejoran factores como el índice de cetato, el contenido de azufre y con la ventaja con respecto al biodiesel de 1ª generación de no usar cultivos de uso alimentario, sino todo lo contrario, puede emplearse la basura como materia prima. Sin embargo, como sucede con las plantas de gasificación, se hace necesario que la basura se someta a una adaptación previa en forma de CDR, para que pueda ser empleada en estas instalaciones y alcanzar los índices de rendimiento esperado. Nuevamente la tecnología R2 se torna un aliado interesante en estos procesos de generación de combustibles alternativos, produciendo CDR de calidad a partir de la basura en masa y sin clasificación previa. En este escenario, como los procesos de despolimerización catalítica suelen operar a más bajas temperaturas, la simbiosis entre ambas tecnologías se completa aprovechando una pequeña parte del diésel producido en la planta  para alimentar los sistemas R2 y de este modo obtener instalaciones auto-suficientes desde el punto de vista energético.

Ventajas que aporta:

Genera un CDR de calidad compuesto de plástico densificado y biomasa, o solamente plástico.

Permite acometer la fracción «todo uno» o rechazo.

Mejora el rendimiento energético global de la instalación.

Se adapta a plantas de diverso tamaño.