Análisis comparativo de tecnologías de membranas, crioupgrading y procesos biológicos para el upgrading de biogás producido en la Planta de Valorización de Residuos La Vintena

Abstract

[ES] El objetivo general del TFM es evaluar técnicamente, económicamente y ambientalmente distintas tecnologías de upgrading de biogás para su implementación en la Planta de Valorización de Residuos La Vintena (Carcaixent). Se busca seleccionar la tecnología más adecuada para enriquecer el biogás producido en la planta y obtener biometano, el cual podrá ser inyectado a la red de gas natural o distribuido como gas licuado para su uso como biocombustible. Entre los objetivos específicos se encuentra: 1. Realizar un análisis técnico de las tecnologías de upgrading de biogás: Evaluar las características técnicas de cada tecnología, considerando su eficiencia energética, rendimiento y calidad del biometano producido. Comparar su capacidad para cumplir con los requerimientos de producción de biogás de la Planta de Valorización de Residuos La Vintena 2. Realizar un análisis económico de las tecnologías de upgrading de biogás: Evaluar los costos de inversión, operación y mantenimiento de cada tecnología. Calcular el ahorro económico potencial derivado del aprovechamiento del biometano como fuente de energía de la planta o los posibles ingresos por su venta. Determinar la rentabilidad de la implementación de cada tecnología y estimar el tiempo de retorno de la inversión. 3. Realizar un análisis ambiental de las tecnologías de upgrading de biogás: Evaluar el impacto ambiental de cada tecnología, especialmente en términos de reducción de emisiones de gases de efecto invernadero. Considerar la gestión adecuada de los residuos orgánicos y la compatibilidad con las normativas ambientales y los compromisos de sostenibilidad de la empresa. 4. Seleccionar la tecnología más adecuada para el upgrading de biogás en la Planta de Valorización de Residuos La Vintena: Utilizando los resultados de los análisis técnicos, económicos y ambientales, identificar la tecnología que cumpla de manera más eficiente con los requisitos de la planta. Recomendar la tecnología óptima para enriquecer el biogás y producir biometano de alta calidad, teniendo en cuenta su posterior inyección a la red de gas natural o distribución como gas licuado para su uso como biocombustible. Metodología y Plan de trabajo: 1. Investigación bibliográfica: - Revisión de la viabilidad de las tecnologías de membranas, crioupgrading y procesos biológicos aplicadas al upgrading de biogás en sustratos similares a los tratads en La Vintena. - Análisis de los resultados de los estudios y consideración de las propiedades del residuo y las características de la planta. 2. Primer descarte de tecnologías: - Descarte de la técnica de procesos biológicos. - Enfoque en las técnicas de membranas y crioupgrading para el análisis práctico. 3. Análisis técnico: - Evaluación de las características de cada tecnología para cumplir con los requerimientos de producción de biogás y adaptarse a los residuos tratados. - Consideración de factores como eficiencia energética, rendimiento y calidad del biometano producido. 4. Análisis económico: - Evaluación de la viabilidad financiera de la implementación de la tecnología de upgrading de biogás. - Consideración de costos de inversión, operación y mantenimiento, ahorros económicos y posibles ingresos por venta de biometano. - Evaluación de rentabilidad de la inversión y tiempo de retorno. 5. Análisis ambiental: - Evaluación del impacto ambiental de la tecnología de upgrading de biogás. - Estudio de reducción de emisiones de gases de efecto invernadero, gestión de residuos orgánicos y cumplimiento de normativas ambientales. - Evaluación de compatibilidad con compromisos de sostenibilidad de la empresa. 6. Conclusiones y selección de tecnología: - Análisis de las conclusiones obtenidas. - Selección de la técnica más adecuada en el contexto establecido. 7. Futuras investigaciones: Reconocimiento de que este estudio proporciona una visión preliminar y la necesidad de realizar un estudio experimen

[EN] The general objective of the Master's thesis is to technically, economically, and environmentally evaluate different biogas upgrading technologies for implementation at the La Vintena Waste Valorization Plant (Carcaixent). The aim is to select the most suitable technology for enriching the biogas produced at the plant and obtaining biomethane, which can be injected into the natural gas grid or distributed as liquefied gas for use as a biofuel. Specific objectives include: 1. Conduct a technical analysis of biogas upgrading technologies: Evaluate the technical characteristics of each technology, considering energy efficiency, performance, and the quality of the produced biomethane. Compare their ability to meet the biogas production requirements of the La Vintena Waste Valorization Plant. 2. Perform an economic analysis of biogas upgrading technologies: Evaluate the investment, operation, and maintenance costs of each technology. Calculate the potential economic savings derived from utilizing biomethane as an energy source for the plant or potential revenue from its sale. Determine the profitability and estimate the return on investment for each technology implementation. 3. Conduct an environmental analysis of biogas upgrading technologies: Evaluate the environmental impact of each technology, particularly in terms of greenhouse gas emissions reduction. Consider proper management of organic waste and compliance with environmental regulations and sustainability commitments of the company. 4. Select the most suitable technology for biogas upgrading at the La Vintena Waste Valorization Plant: Based on the results of the technical, economic, and environmental analyses, identify the technology that most efficiently meets the plant's requirements. Recommend the optimal technology for biogas upgrading and the production of high-quality biomethane, considering its subsequent injection into the natural gas grid or distribution as liquefied gas for use as a biofuel. Methodology and Work Plan: 1. Literature review: - Review the viability of membrane technologies, cryoupgrading, and biological processes applied to biogas upgrading in substrates similar to those treated at La Vintena. - Analyze the results of studies and consider the waste properties and plant characteristics. 2. Initial technology screening: - Discard the biological processes technique. - Focus on membrane and cryoupgrading techniques for practical analysis. 3. Technical analysis: - Evaluate the characteristics of each technology to meet biogas production requirements and adapt to the treated waste. - Consider factors such as energy efficiency, performance, and quality of the produced biomethane. 4. Economic analysis: - Evaluate the financial viability of biogas upgrading technology implementation. - Consider investment, operation, and maintenance costs, economic savings, and potential revenue from biomethane sales. - Assess investment profitability and estimated return on investment. 5. Environmental analysis: - Evaluate the environmental impact of biogas upgrading technology. - Study greenhouse gas emissions reduction, organic waste management, and compliance with environmental regulations. - Assess compatibility with the company's sustainability commitments. 6. Conclusions and technology selection: - Analyze the obtained conclusions. - Select the most suitable technique within the established context. 7. Future research: Recognize that this study provides a preliminary insight and emphasize the need for a comprehensive experimental study of the selected technology.