Una planta de conversión de residuos en energía es una instalación de gestión de residuos que quema residuos para producir electricidad . Este tipo de planta de energía a veces se denomina planta de conversión de basura en energía, incineración de desechos municipales, recuperación de energía o planta de recuperación de recursos .
Las plantas modernas de conversión de residuos en energía son muy diferentes de los incineradores de basura que se usaban comúnmente hasta hace algunas décadas. A diferencia de las modernas, esas plantas por lo general no eliminan materiales peligrosos o reciclables antes de quemar. Estos incineradores pusieron en peligro la salud de los trabajadores de la planta y de los residentes cercanos, y la mayoría de ellos no generaban electricidad.
La generación de residuos en energía se considera cada vez más como una estrategia potencial de diversificación energética, especialmente por Suecia, que ha sido líder en la producción de residuos en energía durante los últimos 20 años. El rango típico de energía eléctrica neta que se puede producir es de aproximadamente 500 a 600 kWh de electricidad por tonelada de residuos incinerados. [1] Así, la incineración de unas 2.200 toneladas diarias de residuos producirá unos 1200 MWh de energía eléctrica.
Operación
La mayoría de las plantas de conversión de residuos en energía queman residuos sólidos urbanos , pero algunas queman residuos industriales o residuos peligrosos . Una planta moderna de conversión de residuos en energía, que funciona correctamente, clasifica el material antes de quemarlo y puede coexistir con el reciclaje . Los únicos elementos que se queman no son reciclables, por diseño o económicamente, y no son peligrosos.
Las plantas de conversión de residuos en energía son similares en su diseño y equipamiento a otras plantas de energía eléctrica de vapor, en particular las plantas de biomasa . Primero, los desechos se llevan a la instalación. Luego, los desechos se clasifican para eliminar materiales reciclables y peligrosos. Luego, los desechos se almacenan hasta que llega el momento de quemarlos. Algunas plantas usan gasificación , pero la mayoría quema los desechos directamente porque es una tecnología madura y eficiente. Los residuos se pueden añadir a la caldera de forma continua o por lotes, según el diseño de la planta.
En términos de volumen, las plantas de conversión de residuos en energía incineran del 80 al 90 por ciento de los residuos. A veces, la ceniza residual está lo suficientemente limpia como para usarse con algunos fines, como materias primas para la fabricación de bloques de cemento o para la construcción de carreteras. Además, los metales que pueden quemarse se recogen del fondo del horno y se venden a las fundiciones . Algunas plantas de conversión de residuos en energía convierten el agua salada en agua dulce potable como subproducto de los procesos de enfriamiento.
Costo
La construcción de una planta típica con capacidad de producción de energía de 400GWh anualmente cuesta alrededor de 440 millones de dólares. Las plantas de conversión de residuos en energía pueden tener una ventaja de costo significativa sobre las opciones de energía tradicionales, ya que el operador de conversión de residuos en energía puede recibir ingresos por recibir los desechos como una alternativa al costo de disposición de los desechos en un vertedero, generalmente denominado "tarifa de propina" por tonelada, en lugar de tener que pagar el costo del combustible, mientras que el costo del combustible puede representar hasta el 45 por ciento del costo de producir electricidad en una planta de carbón , y el 75 por ciento o más del costo en una planta de gas natural . La Asociación Nacional de Manejo de Residuos Sólidos estima que la tarifa promedio de vuelco en los Estados Unidos para 2002 fue de $ 33.70 por tonelada.
Contaminación
Las plantas de conversión de residuos en energía causan menos contaminación del aire que las plantas de carbón , pero más que las plantas de gas natural . [2] Al mismo tiempo, es carbono negativo: procesar los desechos en biocombustible libera considerablemente menos carbono y metano al aire que la descomposición de los desechos en los vertederos o el lago. [3]
Las plantas de conversión de residuos en energía están diseñadas para reducir la emisión de contaminantes atmosféricos en los gases de combustión que se escapan a la atmósfera, como óxidos de nitrógeno , óxidos de azufre y partículas , y para destruir los contaminantes ya presentes en los residuos, utilizando medidas de control de la contaminación como cámaras de filtros , depuradores y precipitadores electrostáticos . Las altas temperaturas, la combustión eficiente y el fregado y los controles efectivos pueden reducir significativamente las emisiones de contaminación del aire .
La quema de desechos urbanos produce cantidades significativas de emisiones de dioxinas y furanos [4] a la atmósfera en comparación con las cantidades más pequeñas producidas por la quema de carbón o gas natural. Muchos consideran que las dioxinas y los furanos son peligros graves para la salud. Sin embargo, los avances en los diseños de control de emisiones y las nuevas regulaciones gubernamentales muy estrictas, así como la oposición pública a los incineradores de residuos municipales, han provocado grandes reducciones en la cantidad de dioxinas y furanos producidos por las plantas de conversión de residuos en energía.
Las plantas de conversión de residuos en energía producen cenizas volantes y cenizas de fondo, al igual que ocurre cuando se quema el carbón. La cantidad total de cenizas producidas por las plantas de conversión de residuos en energía varía entre el 15% y el 25% en peso de la cantidad original de residuos, y las cenizas volantes representan aproximadamente entre el 10% y el 20% del total de cenizas. [1] Las cenizas volantes, con mucho, constituyen un peligro potencial para la salud mayor que las cenizas de fondo porque las cenizas volantes contienen metales tóxicos como plomo , cadmio , cobre y zinc , así como pequeñas cantidades de dioxinas y furanos. [5] Las cenizas de fondo pueden contener o no niveles significativos de materiales peligrosos para la salud. En los Estados Unidos, y quizás también en otros países, la ley requiere que la ceniza sea analizada para determinar su toxicidad antes de su eliminación en vertederos. Si se determina que la ceniza es peligrosa, solo se puede desechar en vertederos cuidadosamente diseñados para evitar que los contaminantes de la ceniza se filtren a los acuíferos subterráneos .
La contaminación por olores puede ser un problema cuando la ubicación de la planta no está aislada. Algunas plantas almacenan los residuos en un recinto cerrado con presión negativa, lo que evita que se escapen los olores desagradables, y el aire extraído de la zona de almacenamiento se envía a través de la caldera o un filtro. Sin embargo, no todas las plantas toman medidas para reducir el olor, lo que genera quejas.
Un problema que afecta las relaciones con la comunidad es el aumento del tráfico de camiones de basura para transportar los desechos municipales a la instalación de conversión de desechos en energía. Por esta razón, la mayoría de las plantas de conversión de residuos en energía están ubicadas en áreas industriales.
El gas de vertedero, que contiene aproximadamente un 50% de metano y un 50% de dióxido de carbono , está contaminado con una pequeña cantidad de contaminantes. A diferencia de las plantas de conversión de residuos en energía, hay pocos o ningún control de contaminación en la quema de gas de vertedero . El gas generalmente se quema o se usa para hacer funcionar un motor alternativo o una microturbina , especialmente en plantas de energía de gas digestor . La limpieza del gas de vertedero no suele ser rentable porque el gas natural , al que sustituye, es relativamente barato.
Ejemplo
- SVZ Schwarze Pumpe GmbH en Alemania procesa muchos tipos de desechos mediante gasificación para generar calor, electricidad y gas de síntesis . El gas de síntesis se convierte en metanol y formaldehído .
Ver también
- Incineración
- Gestión de residuos # Incineración
Referencias
- ^ a b El ABC de la gestión integrada de residuos
- ^ Conversión de residuos en energía en comparación con los combustibles fósiles para cantidades iguales de energía (Autoridad de Residuos Sólidos de Delaware)
- ^ "Energía de residuos: ¿Ganador de gases de efecto invernadero o perdedor de contaminación?" . www.powermag.com . Consultado el 2 de junio de 2019 .
- ^ Beychok, MR, Una base de datos de emisiones de dioxinas y furanos de incineradores de basura municipales , Ambiente atmosférico, Elsevier BV, enero de 1987
- ^ Universidad de Toronto, PhD Thesis Chan, CC, Comportamiento de los metales en las cenizas volantes de RSU durante el tostado con agentes clorantes , Departamento de Ingeniería Química, Universidad de Toronto, 1997.
enlaces externos
- Plantas de conversión de residuos en energía
- Directiva de la Unión Europea sobre incineración de residuos
- Grupo de trabajo de ISWA sobre tratamiento térmico de residuos sólidos