Al igual que Obersteiner et al., se ha considerado que en un inicio (1-5 años después de depositado el residuo), todo el biogás generado se emite a la atmósfera, previa oxidación del metano contenido en él gracias al uso de coberturas especiales. En este periodo se genera el 22 % y el 30% del biogás que potencialmente se genera en un horizonte temporal de 100 años para la disposición de fracción Resto sin tratamiento previo y fracción rechazo procedente del tratamiento mecánico biológico respectivamente (Obersteiner, 2007).
En el periodo comprendido entre los 6 y los 30 años después de depositado el residuo, Obersteiner et al. consideran que se genera el 75% y el 60% del biogás que potencialmente se genera en un horizonte temporal de 100 años para la disposición de fracción Resto sin tratamiento previo y fracción rechazo procedente del tratamiento mecánico biológico respectivamente (Obersteiner, 2007).
Así mismo, Obersteiner et al., consideran que en el periodo 6-30 años después de depositado el residuo, el biogás formado en ese periodo es captado en un 45% para la generación de energía eléctrica, mientras que el resto (55%) es emitido a la atmósfera previa oxidación del metano contenido en él gracias al uso de coberturas especiales (Obersteiner, 2007).
Así, al igual que Obersteiner et al., en el caso de disposición de fracción Resto sin tratamiento previo se ha considerado que el 34.8% del biogás generado en un periodo de 30 años es captado para generar energía eléctrica, el resto se emite a la atmósfera (el 65.2%). Se ha considerado también que el 90% del metano emitido a la atmósfera es oxidado completamente a CO2 gracias al uso de coberturas especiales (Obersteiner, 2007).
En el caso de la disposición del rechazo procedente del tratamiento mecánico biológico de la fracción FORM, se ha considerado que el 30.0% del biogás generado en un periodo de 30 años es captado para generar energía eléctrica, el resto se emite a la atmósfera (el 70.0%). Se ha considerado también que el 90% del metano emitido a la atmósfera es oxidado completamente a CO2 gracias al uso de coberturas especiales (Obersteiner, 2007).
En el caso de disposición del rechazo procedente del tratamiento mecánico biológico de la fracción Resto la generación de biogás es tan baja, que al igual que Obersteiner et al., se ha considerado que no se capta para producir electricidad y que el 100% del biogás generado es emitido a la atmósfera. Al igual que en el caso anterior, el 90% del metano contenido en el biogás es oxidado completamente a CO2 gracias al uso de coberturas especiales (Obersteiner, 2007).
Tesis Doctoral. Mª Dolores Álvarez del Castillo
En todos los casos en que se da una captación de biogás para generar energía eléctrica se ha considerado un rendimiento de producción de energía eléctrica del 30%. (Mc Dougall, 2001).20 Respecto a la energía eléctrica producida por combustión del biogás generado, se ha considerado que ésta se exporta íntegramente a la red eléctrica. Gracias a esta valorización del biogás se evita la producción de esta electricidad a partir del mix eléctrico en Catalunya. Así pues, la conversión del biogás en energía eléctrica evita las emisiones asociadas a la producción de energía eléctrica mediante el sistema de producción ordinario. 21
En el caso de disposición de la fracción Resto sin tratamiento previo, que contiene aproximadamente un 57% de fracción putrescible, se evitan las emisiones asociadas a la producción de energía eléctrica de 80.2 kWh por cada tonelada de Resto depositada, o lo que es lo mismo en este caso 1.7 kWh/Nm3 de biogás generado. 22
En el caso de la disposición de rechazo procedente del tratamiento de la fracción FORM, que aún contiene un 13% de fracción putrescible, se evitan las emisiones asociadas a la producción de energía eléctrica de 14.7 kWh por cada tonelada de rechazo depositada. Igual que en el caso anterior esto supone 1.7 kWh/Nm3 de biogás generado23.
Tomando los datos de composición del biogás publicados por Obersteiner et al., se calcula la composición del biogás emitido directamente a la atmósfera (no captado para generar energía eléctrica), así como la composición de los gases que procedentes de la generación de energía eléctrica (Obersteiner, 2007). En este caso se ha considerado una combustión completa del metano contenido en el biogás (ver Tabla 3-33 y Tabla 3-34 ).
Tabla 3-33 Composición de las emisiones directas. Emisiones del biogás no usado para generación de energía eléctrica.
Contaminante Unidades Resto vertido sin TMB
Rechazo de Resto con TMB
Rechazo de FORM con TMB
CH4 g/tin 1.58E+04 5.86E+02 2.37E+03
CO2 g/tin 1.32E+05 5.11E+03 1.40E+04
Benceno mg/tin 8.50E+03 2.71E+00 1.18E+01
Tolueno mg/tin 5.50E+04 9.85E+00 4.30E+01
o-Xilol mg/tin 6.27E+02 9.19E+00 4.02E+01
p/m Xilol mg/tin 3.37E+04 2.37E+01 1.04E+02
Diclorometano mg/tin 2.24E+04 2.39E-01 1.04E+00
20
Este 30% corresponde, según la empresa Soliclima, al rendimiento mínimo cuando la planta de BNCC (Biogás Natural Concentrado Comprimido) de Coll Cardús está detenida. En este régimen de funcionamiento, la microturbina produce electricidad únicamente con un rendimiento eléctrico en los bornes del generador de un 29% respecto al combustible de entrada.
21
Para más información sobre el mix eléctrico considerado en esta tesis ver apartado 1.8 Mix eléctrico de este capítulo.
22
Según Forbes Mc Dougall et al. este valor es de 1.5 kWh/Nm3. (Dougall, 2001) 23
Contaminante Unidades Resto vertido sin TMB
Rechazo de Resto con TMB
Rechazo de FORM con TMB
Triclorometano mg/tin 1.79E+02 4.38E-03 1.92E-02
Tetraclorometano mg/tin 5.40E+01 1.22E-03 5.32E-03
1,1,1-Tricloroetano mg/tin 2.46E+03 3.04E-02 1.33E-01
Tricloroeteno mg/tin 1.63E+04 3.63E-02 1.59E-01
Tetracloroeteno mg/tin 1.27E+04 2.36E-02 1.03E-01
Tabla 3-34 Composición de las emisiones directas e indirectas. Emisiones del biogás no usado para generación de energía eléctrica más las emisiones procedentes del aprovechamiento energético.
Contaminante Unidades Resto vertido sin TMB
Rechazo de Resto con TMB
Rechazo de FORM con TMB
CH4 g/tin 1.58E+04 5.86E+02 2.37E+03
CO2 g/tin 2.26E+05 5.11E+03 2.28E+04
Benceno mg/tin 8.50E+03 2.71E+00 1.18E+01
Tolueno mg/tin 5.50E+04 9.85E+00 4.30E+01
o-Xilol mg/tin 6.27E+02 9.19E+00 4.02E+01
p/m Xilol mg/tin 3.37E+04 2.37E+01 1.04E+02
Diclorometano mg/tin 2.24E+04 2.39E-01 1.04E+00
Triclorometano mg/tin 1.79E+02 4.38E-03 1.92E-02
Tetraclorometano mg/tin 5.40E+01 1.22E-03 5.32E-03
1,1,1-Tricloroetano mg/tin 2.46E+03 3.04E-02 1.33E-01
Tricloroeteno mg/tin 1.63E+04 3.63E-02 1.59E-01
Tetracloroeteno mg/tin 1.27E+04 2.36E-02 1.03E-01
NOx24 mg/tin 2.91E+03 0.00E+00 2.73E+02
HCl mg/tin 1.81E+03 0.00E+00 1.70E+02
SO2 mg/tin 2.87E+02 0.00E+00 2.69E+01
Partículas mg/tin 6.69E+02 0.00E+00 6.27E+01
Dioxinas ng/tin 2.87E+01 0.00E+00 2.69E+00
Furanos ng/tin 5.73E+01 0.00E+00 5.38E+00
HC no oxidados mg/tin 7.16E+02 0.00E+00 6.72E+01
Donde tin se refiere a:
- En el caso de Resto vertido directamente, tin son las toneladas de fracción Resto depositadas directamente en el depósito controlado.
- En el caso de rechazo de la fracción Resto, tin son las toneladas de fracción Resto que entra en la planta de tratamiento mecánico biológico.
- En el caso de rechazo de la FORM, tin son las toneladas de fracción Orgánica que entra en la planta de tratamiento mecánico biológico.
24
Se ha considerado que el aprovechamiento del biogás mediante turbina genera 61 mg/Nm3 de NOx, 38 mg/Nm3 de HCl, 6 mg/Nm3 de SO2, 14 mg/Nm
3
de Partículas, 0.6ng/Nm3 de Dioxinas, 1.2 ng/Nm3 de Furanos y 15 mg/Nm3 de hidrocarburos inquemados (Dougall, 2001).
Tesis Doctoral. Mª Dolores Álvarez del Castillo
Nótese que las emisiones directas e indirectas debidas a la disposición del rechazo procedente del tratamiento mecánico biológico (TMB) de la fracción Resto son idénticas debido a que se ha considerado que no hay captación de biogás para la generación de energía eléctrica.
3.5.4.3 Aspectos económicos
Los costes asociados a la disposición de la subfracción rechazo procedente del tratamiento mecánico biológico de la fracción Resto así como los de la subfracción rechazo procedente del tratamiento mecánico biológico de la fracción FORM, han sido incluidos en los costes asociados a las plantas de estabilización de la fracción Resto y a las plantas de digestión anaerobia de la fracción FORM respectivamente.
Por otro lado, los costes de mantenimiento y operación de los depósitos controlados dependen de gran variedad de parámetros de explotación, principalmente, la cantidad de residuos que se depositan, las características de estos residuos (sobre todo el contenido en materia orgánica), del grado de compactación que se realiza, el tipo de tratamiento y caudal de los lixiviados que se generan, y también de las inversiones en ampliación o adecuación del vaso que se realizan en ese momento en el depósito. No existen demasiados datos públicos al respecto y la única fuente de datos es el “Pla territorial sectorial de gestió de residus municipals” (ARC, 2009). En dicho plan, en su anexo 2, se exponen los datos referentes a algunas de las 20 instalaciones de este tipo de titularidad pública que existen en Catalunya -el depósito controlado de Coll Cardús es de titularidad privada- y se especifica que el coste de mantenimiento oscila entre 2.74 €/t y 3.63 €/t, aunque son pocos los datos. En esta tesis se ha tomado como coste de mantenimiento 3 €/t de residuo depositado.
Esta misma fuente, (ARC, 2009), especifica que el precio que el explotador cobra por la disposición del residuo oscila entre 7.49 €/t (depósito controlados pequeños) y 30 €/t (para depósito controlados de mayor capacidad). En este precio está incluida la gestión del concentrado procedente del tratamiento de lixiviados, pero no está incluido el canon de disposición, dicho precio cubriría los costes de mantenimiento y explotación.
En esta tesis se ha tomado como coste de mantenimiento y operación, para este tipo de instalaciones, un valor de 30 €/t de residuo depositado.
Se ha considerado unos ingresos debidos a la venta de energía eléctrica de 0.1 €/kWh.