Estudio de centrales de biomasa a pequeña escala como fuente de energía en las zonas rurales de la región de Göttingen (Alemania)

Abstract

[ES] Las plantas de digestión anaerobia se presentan como una buena opción tanto para la valorización económica de los purines, como para la obtención de energía a partir de fuentes renovables que permitan la producción de biogás. Esta producción se puede mejorar mediante la codigestión de los purines con cosubstratos agrícolas y agroindustriales. A partir de las anteriores premisas, se han desarrollado en la región alemana de Göttingen los denominados pueblos bioenergéticos. Los cuales, con recursos locales, como purines de las granjas del municipio y cultivos energéticos ensilados, suministran calor y energía al municipio. El biogás generado se utiliza como combustible de motores de cogeneración, con dos ventajas principales; el autoabastecimiento, que permite la descentralización de la producción de energía y, la reducción de las emisiones de CO2, al tratarse de un recurso renovable con un ciclo de carbono neutro. El presente trabajo pretende conocer en profundidad el funcionamiento de una planta agrícola de biogás a pequeña escala, como una buena opción para abastecer de electricidad y calor con energías renovables pequeñas poblaciones de zonas rurales. Para ello, se ha realizado la caracterización del modelo energético de las cuatro plantas de biogás de la región, estudiando el funcionamiento y los elementos que las componen; caracterizando las materias primas utilizadas, ya que al utilizar, como cosubstrato, material vegetal ensilado se elimina el problema de la estacionalidad y disponibilidad del mismo, a la vez que aumenta la producción de metano; estudiando el proceso de digestión anaerobia mediante el seguimiento de los parámetros de control del proceso, realizando análisis de laboratorio de muestras tomadas de los digestores; y, por último, estudiando los rendimientos anuales obtenidos a partir del calor y energía producida y la materia prima empleada

[CA] Les plantes de digestió anaeròbia de biomassa es presenten com una bona opció tant per a la valorització económica de purins com per a la obtenció d'energia a partir de fonts renovables produint biogás. Aquesta producció es pot millorar mitjançant la co-digestió dels purins amb cosubstrats agrícolas i agroindustrials.

A partir de les anteriors premisses s'ha desenvolupat en la regió alemanya de Göttingen el denominats pobles bioenergètics. Aquest pobles utilitzen recurses locals com purins de los granjes del municipi y cultius energètics ensitjats, sumunistrant calor i energia usant el biogás produit com combustible de motors de cogeneració, amb dos avantatjes pricipals; l'autoabastiment permet la descentralització de la producció energètica i la reducció de les emissions de CO2.

El present treball pretend coneixer en profunditat el funcionament d'una planta agrícola de biogàs a xicoteta escala, com una bona opció per a abastir d'electricitat i calor amb energies renovables poblacions de zones rurals.

Amb aquest proposit s'ha realitzat la caracterització del model energètic de les cuatre plantes de biogàs de la regió, estudiant el funcionament i el elements que les componen; caracteritzant les materies primes empleades, especialmente el cosubstrat ensitjat que augmenta la producciò de metà i elimina el problema de estacionalitat i disponibilitat; estudiant al procés de digestió anaeròbia mitjançant el seguiment dels paràmetres de control del procés, fent anàlisis de laboratori de mostres preses dels digestors; i finalment estudiant els rendiments anuals obtinguts a partir de la calor i l'energia produïda i la materia prima emprada.

[EN] Anaerobic digestion plants can be a good option to valorize slurry and produce energy from renewable sources producing biogas. The methane production could be increased by the addition of agricultural cosubstrates and organic industrial byproducts.

From these ideas the German region of Göttingen has develop the Bioenergetic Villages. This village with local raw material as pig and cow slurry and energetic crop silage supply heat and electricity to the villages using the biogas as combustible in combined heat and power engines (CHP). The two main advantages of this system are the energy production decentralization by self- sufficiency and the use of a renewable source with a neutral CO2 cycle, which means a reduction in emissions-

This paper pretend to study in depth a small scale agricultural biogas plant operation, as a good option for supply of heat and electricity with renewable energies small rural villages.

With this aim have been made the energetic model characterization of the four biogas plants in the region, studying: the operation and components of each plant; the raw materials used, specially the silage cosubstrate that increase the methane yield and avoids the problem of availability; the anaerobic digestion process by analyzing the control parameters with samples of the digesters in the laboratory; and finally studying the annual efficiency from the heat and electricity produced and the raw material used.