INFORME DE PREFACTIBILIDAD - Global Methane Initiative · 2015-10-14 · RESUMEN EJECUTIVO El...

20
INFORME DE PREFACTIBILIDAD RELLENO SANITARIO EL TEJAR Turbo, Antioquia, COLOMBIA PREPARED TO: Futura Aseo ESP Apartado, Antioquia PREPARADO BAJO APOYO DE: U. S. Environmental Protection Agency Landfill Methane Outreach Program ELABORATED FOR: DATE: May 30 of 2008 CITY: Medellin

Transcript of INFORME DE PREFACTIBILIDAD - Global Methane Initiative · 2015-10-14 · RESUMEN EJECUTIVO El...

Page 1: INFORME DE PREFACTIBILIDAD - Global Methane Initiative · 2015-10-14 · RESUMEN EJECUTIVO El informe de evaluación preliminar para un proyecto de utilización del biogás ha sido

INFORME DE PREFACTIBILIDAD

RELLENO SANITARIO EL TEJAR Turbo, Antioquia, COLOMBIA

PREPARED TO:

Futura Aseo ESP

Apartado, Antioquia

PREPARADO BAJO APOYO DE: U. S. Environmental Protection Agency Landfill Methane Outreach Program

ELABORATED FOR:

DATE: May 30 of 2008

CITY: Medellin

Page 2: INFORME DE PREFACTIBILIDAD - Global Methane Initiative · 2015-10-14 · RESUMEN EJECUTIVO El informe de evaluación preliminar para un proyecto de utilización del biogás ha sido

Contenido

RESUMEN EJECUTIVO ................................................................................................ 3

1 INTRODUCCION .................................................................................................. 3

2 ANTECEDENTES .................................................................................................. 4

3 GENERALIDADES DEL SITIO DE DISPOSICION ...................................................... 4

3.1 Ubicación geográfica ..................................................................................... 4

3.2 Meteorología| ............................................................................................... 5

3.3 Geología ....................................................................................................... 5

3.4 Demografía .................................................................................................. 5

3.5 Descripcion del Relleno Sanitario .................................................................... 6

3.5.1 Diseño y construcción ............................................................................. 6

3.5.2 Operación del Relleno Sanitario ............................................................... 6

3.5.3 Caracterización de residuos sólidos .......................................................... 8

3.5.4 Disposición Histórica y Estimación Futura ................................................. 9

4 PROYECCIONES DE RECUPERACION DE BIOGAS................................................... 10

4.1 Modelo ........................................................................................................ 10

4.2 Variables del Modelo .................................................................................... 10

4.3 Resultados del modelo.................................................................................. 12

5 OPCIONES PARA EL APROVECHAMIENTO DEL BIOGAS .......................................... 13

6 OTROS .................................................................. ¡Error! Marcador no definido.

6.1 Propiedad del Biogás ........................................ ¡Error! Marcador no definido.

6.2 Seguridad y Recicladores .................................. ¡Error! Marcador no definido.

7 EVALUACION ECONOMICA ...................................... ¡Error! Marcador no definido.

Page 3: INFORME DE PREFACTIBILIDAD - Global Methane Initiative · 2015-10-14 · RESUMEN EJECUTIVO El informe de evaluación preliminar para un proyecto de utilización del biogás ha sido

RESUMEN EJECUTIVO

El informe de evaluación preliminar para un proyecto de utilización del biogás ha sido ejecutado para el Relleno Sanitario El Tejar ubicado en Apartado, Antioquia, Colombia. El informe fue elaborado en base a la información proveída por Futura Aseo E. S. P., y las observaciones tomadas durante la visita realizada al relleno sanitario el 25 de Julio y 12 de Noviembre del 2008. El relleno sanitario inicio operaciones en entre 1994 y 2002 como botadero a cielo abierto, luego una porción de los residuos fueron removidos y llevados al vaso actual, los cuales componen gran parte de las celdas clausuradas. Actualmente cuenta con cerca de 445.346 de toneladas de residuos dispuestos, y está proyectada su clausura para el 3 de abril de 2020 con una disposición final total de 1.194.860 toneladas.

Dadas las proyecciones de biogás, la evaluación preliminar indica que El Tejar podría tener varias alternativas o combinación de alternativas para el aprovechamiento del biogás tales como: generación de energía eléctrica y/o evaporación de lixiviados.

1 INTRODUCCION Este reporte de evaluación de El Tejar ha sido preparado por El Centro Nacional de Produccion Mas Limpia (CNPMLTA) para el Landfill Methane Outreach Program (LMOP) de la U. S. EPA, como parte del Programa Metano a Mercados, una iniciativa internacional de apoyo a países amigos para la reducción de emisiones de metano.

El propósito general del Informe de Evaluación de Villa Karina es preparar una evaluación preliminar de la cantidad de biogás potencialmente disponible a ser colectado del relleno sanitario mediante el uso del modelo EPA en sus versión Centro América, Mexicano y el CDM, con el fin de identificar el modelo mas conservador, las posibles opciones para la utilización del biogás y su análisis económico. Este prepósito general se logra mediante el alcance de los siguientes objetivos específicos: • Evaluar la información técnica disponible suministrada por el relleno, entre otra sus

características físicas, manejo del sitio y datos sobre disposición de residuos. • Evaluar las consideraciones técnicas para el proyecto de captura y aprovechamiento de

biogás. • Evaluar las posibles alternativas para la utilización del biogás, incluido el uso directo,

generación de energía y la inyección a red de gas natural, entre otros. • Proveer una evaluación económica preliminar del potencial desarrollo del proyecto de

aprovechamiento de biogás, incluidos la generación de energía eléctrica, la inyección a la red, el uso directo y la quema en antorcha de alta temperatura.

Page 4: INFORME DE PREFACTIBILIDAD - Global Methane Initiative · 2015-10-14 · RESUMEN EJECUTIVO El informe de evaluación preliminar para un proyecto de utilización del biogás ha sido

2 ANTECEDENTES

Según la población conciliada en 2005, Colombia cuenta con 42.888.5921 habitantes distribuidos en todo el país, los cuales produjeron en 2007, cerca de 28.8002 toneladas de residuos al día (Generando Per Capita 0,67 Kg/Habitante), que son dispuestas en 1,139 sitios de disposición final distribuidos en: rellenos sanitarios, manejo integral, botaderos a cielo abierto, enterramientos, cuerpos de agua, incineración de residuos.

La estabilización de la materia orgánica (biomasa), donde los ácidos orgánicos se convierten en biogás a través de la acción de las bacterias debe ser realizada bajo condiciones en ausencia de oxigeno (anaerobio), para la producción de metano, razón por la cual este estudio se centrara en los sitios de disposición final tipo relleno y planta integral, los cuales cumplen como mínimo esta característica, bajo estas condiciones a enero de 2008, existen aproximadamente 255 rellenos sanitarios y plantas integrales. En los cuales se dispone cerca del 90,39% de los residuos sólidos, lo que equivale a 22.668,5 Ton/día.

De los 255 sitios de disposición final identificados, 20 de ellos han realizado estudios de pre factibilidad para la captura del biogás y están en algún proceso del MDL, en estos sitios se disponen cerca del 67% (15.543 Ton/día) de los residuos mencionados anteriormente.

3 GENERALIDADES DEL SITIO DE DISPOSICION

3.1 Ubicación geográfica El Relleno Sanitario el Tejar se localiza en el municipio de Turbo, al norte del departamento de Antioquia, en el corregimiento El Tres, aproximadamente a 1,5 km de la cabecera del corregimiento y a 9 km desde El Tres a la cabecera del municipio de Turbo.

La zona del corregimiento del Tres tiene una topografía de sistemas colinados no superiores a los 200 msnm.

1 Fuente: Departamento Administrativo Nacional de Estadísticas – DANE, Censo 2005 2 Presentación LINEAMIENTOS DE POLITICA DE RESIDUOS SÓLIDOS del Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial - Marzo de 2008

Turbo

Apartado

Medellín

Page 5: INFORME DE PREFACTIBILIDAD - Global Methane Initiative · 2015-10-14 · RESUMEN EJECUTIVO El informe de evaluación preliminar para un proyecto de utilización del biogás ha sido

3.2 Meteorología| El piso térmico de la zona es cálido, posee una temperatura media de 27,3°C, una humedad de 82%, la distribución anual de la precipitación presenta un comportamiento bimodal con máximos en los meses de Junio y Julio y mínimos en Enero y Febrero, la precipitación media mensual es de 333,1 mm, en promedio llueve 19 días del mes y se tiene 136 horas de brillo solar en promedio mes3.

3.3 Geología El área del golfo de Urabá está enmarcado dentro de una región inestable o geosinclinal con tres elementos estructurales: el cinturón del Sinú, un fragmento del bloque Chocó y el Arco de Dabeiba4. El suelo del corregimiento el Tres está formado por sedimentos marinos y transicionales, seguido de conglomerados, areniscas, arcillolitas y calizas (Eoceno Superior al Plioceno). La zona es atravesada por varias fracturas.

3.4 Demografía En el año 2008 el relleno sanitario prestaba servicio de disposición final a un total de 243.369 habitantes de los municipios de Turbo, Apartado, Carepa y Chigorodo, y estaba en negociación de recibir los residuos generados por el municipio de Necocli 4,7 Toneladas-día de aproximadamente 9.800 habitantes. Los residuos recolectados de estos municipios provienen en su mayoría de estratos socioeconómicos bajos lo cual significa una mayor participación de residuos orgánicos.

% Estratos Socio-económicos Habitantes Cabecera Municipio 1 2 3 4 5 6

Apartado 60,3% 27,4% 11,6% 0,4% 0,4% 0,0% 114.840 Turbo 73,4% 22,4% 4,2% 0,0% 0,0% 0,0% 47.747 Chigorodo 53,60% 32,24% 14,05% 0,09% 0,01% 0,02% 50.514 Carepa 50,9% 36,4% 12,7% 0,1% 0,0% 0,0% 30.268

Fuente: Estadísticas Departamento Administrativo de Planeación de Antioquia

3 Fuente: Estadísticas Departamento Administrativo de Planeación de Antioquia - http://planeacion.gobant.gov.co/ 4 Fuente: Atlas del Golfo de Uraba Departamento Administrativo de Planeación de Antioquia - http://planeacion.gobant.gov.co/

Page 6: INFORME DE PREFACTIBILIDAD - Global Methane Initiative · 2015-10-14 · RESUMEN EJECUTIVO El informe de evaluación preliminar para un proyecto de utilización del biogás ha sido

3.5 Descripcion del Relleno Sanitario 3.5.1 Diseño y construcción Actualmente el sitio de disposición final fue cedido en comodato por el municipio de Turbo a la empresa Futura Aseso, la disposición final de estos municipios, mas la dispocision final de los municipios de Carepa y Chigorodo. La recolección de residuos de Apartado y el servicio publico de aseo lo presta la empresa Uraba Limpio S.A ESP, los demás municipios tienen cada una empresa de recolección y servicio publico de aseo. La asesoría técnica para el diseño, instrumentación y estabilidad la presta la compañía ALTER Ltda y la interventoría ambiental de la operación está a cargo de la Autoridad ambiental CORPOURABA.

El sitio fue operado como un botadero a cielo abierto desde 1994 hasta 2002, cuando fue convertido en un relleno sanitario, sin embargo la disposición fue inadecuada hasta 2004, a partir de 2005 la empresa Futura Aseo, inicio con la disposición controlada de residuos, compactación y aplicación de cubierta de suelos.

El diseño del sitio de disposición final utiliza el método combinado de Trinchera y Área para obtener un mejor aprovechamiento del terreno del material de cobertura y rendimientos en la operación.

El recubrimiento inferior del relleno sanitario está compuesto por una geomembrana HDPE con espesor de 60 mils, colocada sobre un estrato arcilloso. Posteriormente se construyeron los filtros sobre la geomembrana, y se protege la membrana con una capa de arena.

3.5.2 Operación del Relleno Sanitario Los residuos que descargan los vehículos recolectores (un promedio de 30 camiones/día) se disponen mediante buldozer. Se riegan para conformar la celda, se compacta en capas promedio de 1 mt y se cubren una vez terminada las celdas del día. Se conforman las celdas dando las pendientes para facilitar el flujo de agua. Adicionalmente se construyen cada cinco metros de alturas filtros para drenaje de lixiviados y cada veinte metros chimeneas de desfogue de gases, formando un sistema interconectado que facilite la evacuación de lixiviados y gases.

Page 7: INFORME DE PREFACTIBILIDAD - Global Methane Initiative · 2015-10-14 · RESUMEN EJECUTIVO El informe de evaluación preliminar para un proyecto de utilización del biogás ha sido

Se hace el seguimiento topográfico y mensualmente se consigna la información relacionada con todos los aspectos de la adecuación, operación y funcionamiento del relleno sanitario en los siguientes informes: Informe Mensual de la Operación.

En El Tejar, la cobertura diaria de los residuos se hace con material sintético (plástico verde) y con tierra extraída del sitio (limo). El plástico es utilizado en aquellas áreas que

Ilustración 1: Conformación de pozos de venteo

Page 8: INFORME DE PREFACTIBILIDAD - Global Methane Initiative · 2015-10-14 · RESUMEN EJECUTIVO El informe de evaluación preliminar para un proyecto de utilización del biogás ha sido

se van a utilizar nuevamente en un período corto de tiempo y la tierra se utiliza como material de cobertura intermedia y final (Futura Aseo). La cobertura final consta de una capa de arcilla de espesor 80 cm.

El lixiviado proveniente de la zona de disposición y las aguas lluvias son recolectados y conducido por medio de un canal revestido en geomembrana a la laguna de tratamiento de lixiviado a razón de 2.655 lt/hr, la cual poseen un canal de entrada, reja de cribado, en la que se retiene basuras (plástico, papeles, etc.), materiales que son arrastrados por los canales.

Ilustración 3: Manejo Lixiviados

3.5.3 Caracterización de residuos sólidos Los datos de caracterización presentados en la Tabla 1fueron obtenidos en un estudio realizado por Futura Aseo y se realizo con 2 vehículos de cada empresa y para cada municipio. Como se puede apreciar en la Tabla 1 el contenido orgánico proveniente de residuos de comida, madera, papel, cartón y textil esta alrededor del 77,5%.

Ilustración 2: Cobertura de Residuos

Page 9: INFORME DE PREFACTIBILIDAD - Global Methane Initiative · 2015-10-14 · RESUMEN EJECUTIVO El informe de evaluación preliminar para un proyecto de utilización del biogás ha sido

Tabla 1: Caracterización de Residuos Municipio CAREPA APARTADO CHIGORODO TURBO TOTAL 100%

MATERIAL PESO Kg Muestra total %

ORGANICO 800 550 850 833 1030 650 1640 1640 7993 62,34%

MADERA 0 0 4 20 4 0 656 656 1340 10,45%

PAPEL Y CARTON 24 40 37 40 28 22 124 124 439 3,42%

TEXTILES 28 9 23 23,5 26 25 13 13 160,5 1,25%

PET 10 6 9 13,2 12 6 49 49 154,2 1,20%

VIDRIO 16 12 29 16 5 6 42,4 42,4 168,8 1,32%

METALES 9 4 6 14,3 7 4 32,2 32,2 108,7 0,85%

BOLSA PLASTICA 98 35 68 78 43 40 35 35 432 3,37%

PASTA DURA 8 7 18 13,2 13 6 109 109 283,2 2,21%

INSERVIBLES 513 212 62 351 280 252 35,6 35,6 1741,2 13,58%

Total 1506 875 1106 1402,2 1448 1011 2736,2 2736,2 12.820,60 100,00%

3.5.4 Disposición Histórica y Estimación Futura El relleno sanitario El Tejar fue operado como un botadero a cielo abierto desde 1994 hasta 2002, cuando fue convertido en un relleno sanitario, sin embargo la disposición fue inadecuada hasta 2004 y no se tiene registros, a partir de 2005 la empresa Futura Aseo inicio con el registro de disposición, por lo tanto se estimo la disposición anterior a dicho año con una tasa de decrecimiento del 2%. Entre 2005 y 2008 se registro el ingreso de residuos al relleno donde se tiene un acumulado estimado de 445.346 Toneladas. Se estima que la celda actual tenga capacidad hasta el año 2012. A partir de allí se construirá una nueva celda con capacidad hasta 2020.

El método de cuantificación de residuos se hace a través de una báscula con la cual se pesan los vehículos que ingresan al Sitio. La siguiente tabla, muestra la disposición de residuos en el relleno sanitario.

Existen algunos factores que generan incertidumbre en el crecimiento como lo es el ingreso de otros municipios como usuarios de El Tejar, la puesta en operación de un sistema de separación de residuos que alargaría la vida útil del sitio. Entre otros

Tabla 2: Historial de Disposición

Año Ton/ año Año Ton/ año Año Ton/ año

1994* 22.108 2005 27.610 2016* 64.193

1995* 22.559 2006 42.712 2017* 65.476

1996* 23.020 2007 50.650 2018* 66.786 1997* 23.489 2008 54.788 2019* 68.122 1998* 23.969 2009* 55.883 2020* 69.484 1999* 24.458 2010* 57.001

*Datos estimados

2000* 24.957 2011* 58.141 2001* 25.466 2012* 59.304 2002* 25.986 2013* 60.490 2003* 26.517 2014* 61.700 2004* 27.058 2015* 62.934

Page 10: INFORME DE PREFACTIBILIDAD - Global Methane Initiative · 2015-10-14 · RESUMEN EJECUTIVO El informe de evaluación preliminar para un proyecto de utilización del biogás ha sido

4 ESTIMACION Y PROYECCION DE RECUPERACION DE BIOGAS 4.1 Modelos predictivos de generación de biogás Se realizo la estimación de emisiones y proyección de recuperación de biogás con 3 modelos: Mexicano, Centroamericano y el utilizado en la Metodología AM0025 “Herramienta para determinar emisiones de metano evitadas por disponer residuos en un sitio de disposición de residuos sólidos” versión 2 para proyectos de Mecanismo de Desarrollo Limpio. Con el fin de escoger el mas adecuado para realizar los cálculos del sistema de aprovechamiento del biogás y sus costos.

Cada uno de ellos es una aproximación contextual al entorno geográfico y climático, y con sus resultados se logran resultados predictivos correctos de orden de magnitud.

4.1.1 Consideraciones de los modelos Para los tres modelos considerados en estudio se utilizaron los imputs y consideraciones siguientes:

• 60% para la eficiencia de recolección de biogás a partir del año 2011, el menor valor que reporta la literatura, que habla de 60% y hasta 80% para rellenos con muy buenos diseños y operación.

• Índice de Generación de Metano (k): calculado automáticamente basado en la precipitación anual promedio.

• Generación Potencial de Metano (L0): ajustado para México y Centroamérica teniendo en cuenta contenido orgánico y el contenido de humedad del RSU en cuestión, con los valores de referencia de Estados Unidos.

• Se estimo que se colectara el biogás durante 30 años más a partir del año de clausura.

• El biogás que se genera contiene 50% de CH4, y de este CH4 total, se recolecta el 60%, que es la cantidad para continuar con el cálculo de toneladas, KW y toneladas de CO2 equivalente y acreditable para proyectos MDL.

• Se tomó 30% como eficiencia de conversión de CH4 a KW. • Se tomo el poder calorífico del gas natural de la guajira reportado por la UPME,

que tiene un contenido de metano del 97,76%, obteniendo un poder calorífico de 38.517.440 J/m3.

• 20% del año se estima para mantenimiento del sistema de aprovechamiento • Se tomó 21 años como tiempo de acreditación, sólo una de las tres opciones del

Protocolo de Kyoto. • Se tomó US$ 12/t eq. de CO2 como precio de venta de los CERs

4.2 Variables del Modelo 4.2.1 Modelo mexicano Teniendo en cuenta la precipitación de la zona estos son las variables del modelo. Ver Anexo 1.

Índice de Generación de Metano (k): 0,08 1/año

Generación Potencial de Metano (L0): 84 m3/ton

Page 11: INFORME DE PREFACTIBILIDAD - Global Methane Initiative · 2015-10-14 · RESUMEN EJECUTIVO El informe de evaluación preliminar para un proyecto de utilización del biogás ha sido

4.2.2 Modelo Centroamericano Teniendo en cuenta la precipitación de la zona y la composición de residuos estas son las variables del modelo. Ver Anexo 1.

Constante de Índice de generación de metano para residuos orgánicos de decaimiento rápido (k): 0,23 1/año

Constante de Índice de generación de metano para residuos orgánicos de decaimiento lento (k): 0,033 1/año

Índice de generación final (L0): 78,0 m3/Mg Residuos orgánicos de decaimiento rápido L0: 70,8 m3/Mg Residuos orgánicos de decaimiento lento L0: 198,9 m3/Mg

4.2.3 Modelo UNFCC Según la composición de los residuos, estas son las variables del modelo.

φ: Factor de corrección del modelo para considerar las incertidumbres del mismo 0,9 Por defecto

IPCC f: Fracción del metano capturado y quemado en el sitio de disposición. 2% Literatura

GWP_CH4: Potencial de calentamiento global del metano para el periodo de cumplimiento. 21 IPCC

OX: Factor de oxidación (Refleja la fracción de metano oxidado en el suelo o material de cobertura del relleno)

0,1 IPCC para suelo o compost

F: Fracción de metano contenido en el biogás. 0,5 Por defecto IPCC

DOCf: Fracción del COD disimilado a biogás. 0,5 Por defecto IPCC

MCF: Factor de corrección para el metano. 1 Por defecto IPCC

DOCj: Porcentaje de carbono orgánico degradable (COD) por cada tipo de residuo.

madera 43% IPCC Papel y cartón 40% IPCC

Alimentos 15% IPCC Textiles 24% IPCC

Jardín 20% IPCC kj: Tasa de decaimiento para cada tipo de residuo.

madera 0,04 IPCC Papel y cartón 0,07 IPCC

Alimentos 0,4 IPCC Textiles 0,07 IPCC

Jardín 0,17 IPCC

Page 12: INFORME DE PREFACTIBILIDAD - Global Methane Initiative · 2015-10-14 · RESUMEN EJECUTIVO El informe de evaluación preliminar para un proyecto de utilización del biogás ha sido

4.3 Resultados Resultado comparativo

0

500

1.000

1.500

2.000

2.500

1994

1996

1998

2000

2002

2004

2006

2008

2010

2012

2014

2016

2018

2020

2022

2024

2026

2028

2030

2032

2034

2036

2038

2040

2042

2044

2046

2048

2050

2052

COMPARACION MODELOSTON CH4

Centro America MEXICANO CDM

Page 13: INFORME DE PREFACTIBILIDAD - Global Methane Initiative · 2015-10-14 · RESUMEN EJECUTIVO El informe de evaluación preliminar para un proyecto de utilización del biogás ha sido

4.4 Resultado Modelo Centroamericano Acorde con las variables mencionadas anteriormente y los datos suministrados por el operador del relleno se obtuvo la siguiente generación de biogás:

Generación de biogás Recolección Recuperación de biogás

Año (m3/hr) (cfm) (mmBtu/hr) (%) (m3/hr) (cfm) (mmBtu/hr)

2011 596 351 10,7 65% 388 228 6,9 2012 638 375 11,4 65% 414 244 7,4 2013 675 397 12,1 65% 439 258 7,8 2014 709 417 12,7 65% 461 271 8,2 2015 741 436 13,2 65% 482 283 8,6 2016 771 454 13,8 65% 501 295 9,0 2017 800 471 14,3 65% 520 306 9,3 2018 827 487 14,8 65% 538 317 9,6 2019 854 503 15,3 65% 555 327 9,9 2020 881 518 15,7 65% 572 337 10,2 2021 907 534 16,2 65% 589 347 10,5 2022 754 444 13,5 65% 490 289 8,8 2023 632 372 11,3 65% 411 242 7,3 2024 534 314 9,5 65% 347 204 6,2 2025 455 268 8,1 65% 296 174 5,3 2026 391 230 7,0 65% 254 150 4,5

Page 14: INFORME DE PREFACTIBILIDAD - Global Methane Initiative · 2015-10-14 · RESUMEN EJECUTIVO El informe de evaluación preliminar para un proyecto de utilización del biogás ha sido

5 ESPECIFICACIONES GENERALES PARA APROVECHAMIENTO DEL BIOGAS La practica actual para sacar el biogás del interior del relleno sanitario se conoce como extracción pasiva, la cual controla la difusión natural de los gases mediante chimeneas conformadas a medida que se conforman las celdas, adicionalmente el metano contenido en el biogás es quemado en las chimeneas de desfogue mediante ignición manual, la cual tiene una eficiencia muy baja de destrucción del metano; con esta práctica no es posible aprovechar el biogás generado. Actualmente existen rellenos sanitarios que han instalado sistemas de extracción activa en los cuales se succiona el biogás con un soplador que se conecta con los colectores de gas y los pozos de desfogue. Posteriormente los gases van por un sistema de tubería a un quemador ó a un sistema que consume de gas pobre. El relleno sanitario tiene potencial de generar energía eléctrica a una zona no interconectada ubicada en el corregimiento el Tres, sin embargo la política energética de Colombia está diseñada para grandes generadores, por lo que el precio de venta de la energía todavía es muy bajo, para que sea viable económicamente. Por lo tanto se analizó un escenario con evaporador y otro solo con quema en antorcha. A continuación de dan las especificaciones generales del sistema a instalar: 5.1 Pozos de gas El biogás del relleno sanitario será recolectado por medio de varios pozos de gas verticales que fueron construidos al conformar la celda, sin embargo será necesaria la perforación de nuevos pozos. Es importante que todos los pozos tengan secciones solidas no perforadas (cabezales), desde la superficie y que estén selladas con bentonita para impedir el ingreso de aire. 5.2 Red de Tubería Se debería instalar un tubo principal de unos 350 mm alrededor del perímetro instalado en tierra natural (no entre los desechos). Los tubos secundarios de 250 mm sobre los desechos, conectando los pozos de gas con el tubo principal. Es importante evitar deformaciones de los tubos que puedan crear trampas de condensados y reducir el flujo de biogás. 5.3 Soplador y quemador El biogás será extraído del relleno mediante un bomba centrifuga. La cual a su vez presuriza el biogás para el equipo de quema simple y aprovechamiento. Según el biogás generado se estima la instalación de una estación soplante/antorcha de alta temperatura para un caudal entre 20 – 150 m3/biogás, Tipo HT 800 con temperatura de llama de 1000 °C y presión entre 50-100 mbar.

Page 15: INFORME DE PREFACTIBILIDAD - Global Methane Initiative · 2015-10-14 · RESUMEN EJECUTIVO El informe de evaluación preliminar para un proyecto de utilización del biogás ha sido

5.4 Evaporador de Lixiviados Como se menciono en la sección 3.5.2 el relleno genera lixiviados a pesar de tener una cobertura diaria, la zona donde está ubicada tiene una alta precipitación. Los lixiviados son almacenados en una piscina para evaporación y recirculación cuando las condiciones climáticas lo permite. Por lo tanto existe la opción de utilizar el biogás capturado como energía térmica para evaporación de los lixiviados; para lo cual es necesario aproximadamente 120 m3 biogás con 50% de metano, para evaporar 1 m3 de lixiviado. Según las características técnicas máximas de la antorcha seleccionada (250 m3 biogás/hora) se estima la evaporación entre 1,26 – 2,06 m3 lixiviados/hora (65% del total general).

lixiviados totales

65% Lixiviados a evaporar

Biogás evaporador

Biogás Remanente

Año l/hr lt/hr m3/hr m3/hr

2011 2.655 1.726 207 181 2012 2.708 1.760 211 203 2013 2.762 1.795 215 223 2014 2.817 1.831 220 241 2015 2.874 1.868 224 257 2016 2.931 1.905 229 273 2017 2.990 1.943 233 287 2018 3.050 1.982 238 300 2019 3.111 2.022 243 313 2020 3.173 2.062 247 325 2021 3.141 2.042 245 344 2022 3.110 2.021 243 248 2023 3.079 2.001 240 171 2024 3.048 1.981 238 109 2025 3.017 1.961 235 60 2026 2.987 1.942 233 21

5.5 ANALISIS FINANCIERO A continuación se especifican los costos de los sistemas propuestos anteriormente:

Concepto Unidad Cantidad Precio USD Total

Instalación de pozos de extracción vertical (11 m promedio de profundidad) Unidad 18 USD 7.000 USD 126.000

Cabeza colectora de gas, conexión principal y condensados

Unidad 1 USD 25.000 USD 25.000

SOPLADOR / QUEMADOR Flujo biogas [m3/hr] 150 USD 800 USD 120.000

Evaporador de lixiviados m3 lixiviado /hr 2,06 USD 187.500 USD 386.683

Costo total USD 657.68

Page 16: INFORME DE PREFACTIBILIDAD - Global Methane Initiative · 2015-10-14 · RESUMEN EJECUTIVO El informe de evaluación preliminar para un proyecto de utilización del biogás ha sido

El análisis financiero se concentra en la instalación de equipos para la recolección y uso del biogás en evaporadores y quema simple del excedente y solo quema simple.

Adicional al costo de capital de los equipos, a continuación se estiman los gastos de operación y mantenimiento anuales.

Costos operación y mantenimiento USD / AÑO

Mantenimiento pozos USD 4.530 Mantenimiento Soplador / Quemador USD 6.000 Mantenimiento Evaporador USD 15.467 Operación pozos USD 2.520 Operación Soplador / Quemador USD 2.400 Operación Evaporador USD 44.713 Registro (año 0) USD 564 Validación (año 0) USD 25.000 Verificación (anual) USD 10.000

Impuestos, depreciaciones, duración y suposiciones generales

Depreciación equipos Lineal Plazo análisis 15 AÑOS Ganancia Ocasional 33% Eficiencia extracción biogás 65% Porcentaje de Lixiviados evaporar 65% Rentabilidad Esperada 10% Certificados de reducción emisiones USD13,5 - USD 15 – USD 16,5 Ahorros manejo lixiviados No estimado

Se han analizado dos escenarios de inversión para el modelo financiero, cada uno con eficiencia de recolección del 65% y tres precios de CER’s para ingresos por venta de certificados.

5.5.1 Quema de biogás en antorcha Los resultados del VPN y la TIR de acuerdo a las variables del análisis de sensibilidad se pueden observar en las siguientes tablas.

Tabla 3: Análisis de sensibilidad para eficiencia de extracción del 65% sin evaporar lixiviado

Pesimista (10%) Valores actuales Optimista (10%)

Variacion PrecioCERs USD 14 USD 15 USD 17 Resultados VPN $ 1.657.117 $ 1.882.150 $ 2.107.182 TIR 80,3% 89,0% 97,7%

Page 17: INFORME DE PREFACTIBILIDAD - Global Methane Initiative · 2015-10-14 · RESUMEN EJECUTIVO El informe de evaluación preliminar para un proyecto de utilización del biogás ha sido

5.5.2 Evaporación de lixiviados y quema de biogás excedente en antorcha Los resultados del VPN y la TIR de acuerdo a las variables del análisis de sensibilidad se pueden observar en las siguientes tablas.

Tabla 4: Análisis de sensibilidad para eficiencia de extracción del 65% y 65% lixiviado a evaporar

Pesimista (-10%) Valores actuales

Optimista (+10%)

Variación PrecioCERs USD 14 USD 15 USD 17 Resultados

VPN $ 811.828,91 $ 1.036.861,32 $ 1.261.893,73 TIR 24,9% 28,5% 32,0%

El modelo financiero ha mostrado las posibilidades para la utilización de biogás, desde simple quema del mismo para control ambiental hasta un sistema completamente integrado de tratamiento de lixiviados. Para todas las opciones propuestas aunque el precio de los CER’s estén a USD13,5 por tonelada, el retorno de inversión será positivo.

Utilizando el biogás para evaporación de lixiviados, se reduce el gasto para el manejo de actual de lixiviados.

La siguiente fase del desarrollo del proyecto deberá consistir en un estudio de factibilidad detallado, basándose en la selección de la tecnología que el operador del sitio considere la más apropiada para el relleno El Tejar.

.

Page 18: INFORME DE PREFACTIBILIDAD - Global Methane Initiative · 2015-10-14 · RESUMEN EJECUTIVO El informe de evaluación preliminar para un proyecto de utilización del biogás ha sido

ANEXO 1: Tablas Lo y K

a) Modelo CentroAmericano

País Belice 1 2 3 4 5 6 7

Categoria de Residuos Especifico

al lugar Mexico Belice Costa Rica

El Salvador Guatemala Honduras Nicaragua Panama

Residuos alimenticios 60,0% 36,0% 60,0% 39,8% 57,8% 37,8% 69,6% 40,8% 42,2%

Residuos verdes de decaimiento rapido 8,0% 3,9% 8,0% 5,0% 0,0% 6,3% 0,2% 10,2% 1,1%

Otros residuos de decaimiento rapido 0,0% 7,7% 0,0% 0,4% 0,0% 0,0% 0,5% 0,0% 0,0%

Residuos verdes de decaimiento mas lento 3,0% 3,9% 3,0% 5,0% 8,9% 6,3% 0,3% 10,2% 1,1%

Papel y Cartón 10,0% 15,7% 10,0% 20,3% 12,2% 18,1% 8,4% 8,2% 26,3%

Residuos madederos 1,0% 1,6% 1,0% 2,8% 2,1% 0,0% 0,2% 2,3% 2,1%

Caucho, Cuero, Textiles, Hueso 1,0% 4,2% 1,0% 4,1% 4,3% 4,8% 1,8% 4,1% 5,1% Total Residuos Orgánicos 83,0% 73,0% 83,0% 77,3% 85,3% 73,3% 81,0% 75,7% 77,8%

Plasticos 15,0% 2,0% 15,0% 17,7% 9,0% 10,1% 9,5% 4,6% 12,0%

Metales 1,0% 2,0% 1,0% 1,9% 1,5% 2,2% 3,6% 1,9% 3,8%

Vidrio y Ceramica 1,0% 2,0% 1,0% 2,3% 1,5% 1,6% 3,8% 8,9% 5,8%

Otros residuos inorganicos (tierra, arena, construcion/demolicion, articulos voluminosos) 0,0% 21,2% 0,0% 0,8% 2,7% 12,8% 2,1% 8,9% 0,6%

Total Residuos Inorgánicos 17,0% 27,0% 17,0% 22,7% 14,8% 26,7% 19,0% 24,3% 22,2% CONTENIDO ESTIMADO DE HUMEDA DE MATERIALES

Promedio ajustado - % de humedad en materia orgánica de decaimiento rápido 69% 69% 69% 69% 70% 69% 70% 68% 70%

Promedio ajustado - % de humedad en materia orgánica de decaimiento lento 12% 11% 12% 12% 16% 12% 7% 19% 8%

Promedio ajustado - % de humedad en materia total 49% 38% 49% 35% 45% 35% 51% 40% 33%

Total de Residuos organicos de decaimiento rapido (% de peso seco de total de residuos) 21,2% 14,6% 21,2% 14,0% 17,3% 13,9% 21,1% 16,3% 13,1%

Total de Residuos organicos de decaimiento lento (% de peso seco de total de residuos) 13,1% 22,6% 13,1% 28,4% 23,1% 25,7% 9,9% 20,1% 31,8%

Total de Residuos organicos (% de peso seco de total de residuos) 34,3% 37,2% 34,3% 42,5% 40,4% 39,5% 31,0% 36,4% 44,9%

Total de Residuos inorganicos (% de peso seco de total de residuos) 16,7% 25,2% 16,7% 22,2% 14,3% 25,4% 18,4% 23,2% 21,7%

Total Residuos (% de peso seco de total de residuos) 51,0% 62,4% 51,0% 64,6% 54,7% 64,9% 49,4% 59,6% 66,6%

Proporcion calculada de k de decaimiento rapido a decaimiento lento 7,0 8,4 7,0 8,2 8,6 7,6 7,7 9,2 8,0

Lo total calculado para el lugar 78 84 78 96 91 89 70 82 101

Lo total calculado de residuos organicos de decaimiento rapido 71 70 71 70 68 71 68 72 68

Lo total calculado de residuos organicos de decaimiento lento 199 200 199 200 189 198 209 183 207

Page 19: INFORME DE PREFACTIBILIDAD - Global Methane Initiative · 2015-10-14 · RESUMEN EJECUTIVO El informe de evaluación preliminar para un proyecto de utilización del biogás ha sido

b) Modelo Mexicano

TABLA DE CALCULO DE VALORES k Y L0

Precipitación (mm/año) k L0

(m3/ton)

L0 Unidades Inglesas (ft3/ton)

0 0,040 60 1.920 250 0,050 80 2.560 500 0,065 84 2.690 1000 0,080 84 2.690

2000 0,080 84 2.690

Anexo 2: Factor de Ajuste (f) Modelo UNFCC

La metodología de línea base necesita la identificación de un factor de ajuste (f) que describe la eficiencia de la recolección del gas y eficiencia de quemado. El cual fue calculado con la siguiente fórmula: F= AF:n n= % eficiencia de recolección de biogás. Ver ítem 4.1.1 AF=%LFG venteado*%chimeneas quemando*%tiempo encendido*%Eficiencia de Combustion 1. Porcentaje de LFG Venteado atraves del sistema pasivo: El sistema de venteo pasivo simple que esta acorde a todos los requerimietnos de la regulación ha sido instalado en el sitio de disposición. Este sisemte a consiste de pozos verticales de extracción de gas. En conjunto existen 37 pozos, los cuales son encendidos manualmente. Acorde a literatura un sistema de recolección y venteo simple tiene una eficiencia del 10%5. Valor tomado para este estudio. 2. Porcentaje de Chimeneas disponibles para quemado Aunque existen 37 chimeneas, solo una parte de ellas está disponible para quemado. Futura aseo inicio el monitoreo de chimeneas en noviembre de 2008, se uso el monitoreo de 2 meses para determinar la cantidad de chimeneas disponibles para venteo. En Noviembre (entre el 15 y el 29) 22% de ellas encendió por lo menos 1 vez y en Diciembre (entre el 1 y el 29) 19%, para un promedio de 20,27% Este valor se considera conservador, debido a que la disminución sobre el tiempo no se toma en cuenta. Por lo tanto se aplica el valor del 20,27%.

5 IDEAcarbon Ratings Feature 2007, Performance of Landfill Gas Projects, page 2.

Page 20: INFORME DE PREFACTIBILIDAD - Global Methane Initiative · 2015-10-14 · RESUMEN EJECUTIVO El informe de evaluación preliminar para un proyecto de utilización del biogás ha sido

3. Porcentaje del tiempo que las chimeneas realmente encendieron En quemado del biogás no es continuo debido a la lluvia y el viento que facilemente apaga los quemadores. Para mantener una continuidad en el quemado las chimeneas encendidas deben ser reencendidas manualmente. Actualmente el encendido ocurre cada 6 horas dia por medio. Los registros del El Tejar muestran que durante Noviembre (entre el 15 y el 29) los pozos disponibles encendieron 38,28% del tiempo y en Diciembre (entre el 1 y el 29) encendieron 35,13% del tiempo, para un promedio de 36,71% Durante el llenado de las celdas lo pozos no son encendidos, por lo tanto, con el fin de ser muy conservadores se aplicara un valor del 45% para el tiempo en que los pozos estuvieron realimente encendidos. 4. Eficiencia de Combustion de una antorcha abierta. Por defecto se aplica un 50% para antorchas abiertas. Este valor se considera conservador, ya que no hay un suministro de oxidante en la línea base. Por esto, en la realidad la eficiencia es considerada mucho menor. Eficiencia de destrucción en la línea base 10%*20,27%*45%*50% = 0,4561% Eficiencia de Combustión en el proyecto (n). 60 % · 99,99 % = 59,99 % Factor de Ajuste Acorde a las justificaciones y cálculos realizados arriba se obitiene