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Entrada de basura, salida de megavatios
Esta semana, los consejeros de la ciudad de Ottawa, Ontario, aprobaron por unanimidad una nueva instalación de conversión de residuos en energía que convertirá 400 toneladas métricas de basura por día en 21 megavatios de electricidad neta, suficiente para abastecer a unos 19.000 hogares. En lugar de quemar basura para generar calor, como con un incinerador, la instalación propuesta por Ottawa Grupo PlascoEnergy emplea antorchas eléctricas de plasma para gasificar los residuos municipales y alistar el gas para generar electricidad.
Fácil visualización: Las plantas de gasificación que convierten los desechos municipales en energía y subproductos se pueden construir en cuclillas y sin pilas, según el desarrollador canadiense PlascoEnergy. La representación de este artista muestra la instalación de 400 toneladas métricas por día que PlascoEnergy planea construir en Ottawa, la capital de Canadá.
Se han construido algunas plantas de gasificación de conversión de residuos en energía en Europa y Asia, donde el vertido es más difícil y la energía históricamente ha sido más costosa. Pero la planta de PlascoEnergy sería la primera gran instalación de este tipo en América del Norte. La rentabilidad de la empresa depende de su capacidad para utilizar un proceso de gasificación más frío para reducir los costos, así como del aumento de las tarifas de energía y propinas para garantizar ingresos sólidos.
La aprobación de PlascoEnergy marcó el último de una serie de desarrollos positivos para proyectos de gasificación de residuos en las últimas semanas. El mes pasado, Hawái otorgó $ 100 millones en bonos para financiar una planta de conversión de residuos en energía utilizando tecnología de soplete de plasma de Plasma Westinghouse , con sede en Madison, Pensilvania, que ya se emplea en dos grandes plantas japonesas de procesamiento de residuos. Mientras tanto, competidor con sede en Boston Bendición informó sobre la puesta en marcha exitosa de una planta piloto de 10 toneladas métricas por día en New Bedford, MA, que utiliza hierro fundido para descomponer los desechos.
La mayoría de las plantas de gasificación funcionan sometiendo los desechos a un calor extremo en ausencia de oxígeno. En estas condiciones, los desechos se descomponen para producir una mezcla de hidrógeno y monóxido de carbono llamada gas de síntesis que se puede quemar en turbinas y motores. Lo que ha frenado la tecnología en América del Norte son los altos costos operativos. Las plantas de plasma, que utilizan poderosas corrientes eléctricas para producir un plasma supercaliente que cataliza la descomposición de los desechos, tienden a consumir la mayor parte de la energía que generan. Como resultado, el enfoque de las plantas de gasificación por plasma ha sido simplemente destruir los desechos peligrosos. Realmente no se pensó en poder producir energía neta, dice Rod Bryden, CEO de PlascoEnergy.
PlascoEnergy comenzó a analizar la gasificación de los desechos sólidos urbanos hace cinco años, cuando determinó mediante simulación que las antorchas de plasma más frías podrían hacer el trabajo. La cantidad de calor requerida para separar los gases de los sólidos fue mucho menor que la cantidad que se entrega cuando el propósito era simplemente destruir el material, dice Bryden. PlascoEnergy probó los modelos en su planta piloto de cinco toneladas métricas por día en Castellgali, España (operada conjuntamente con Hera Holdings, la segunda mayor manipuladora de residuos de España). En enero, la compañía inició pruebas a gran escala en una planta de demostración de 100 toneladas métricas por día construida en asociación con la ciudad de Ottawa.
Así es como funciona. Primero, se eliminan los metales a granel y el resto de los residuos triturados se transporta a una cámara de gasificación a 700 ºC. La mayor parte se volatiliza a una mezcla compleja de gases y se eleva hacia un soplete de plasma que funciona a 1200 ºC, muy por debajo de los 3000 a 5000 ºC que se utilizan con desechos peligrosos. El plasma reduce la mezcla compleja a unos pocos gases simples, como vapor, monóxido de carbono e hidrógeno, además de una variedad de contaminantes como mercurio y azufre; Los sistemas de limpieza posteriores eliminan el vapor y el mercurio y eliminan el hollín antes de que el gas de síntesis se envíe a un generador de motor de combustión interna.
Los desechos que no se volatilizan forman una escoria sólida y caen al fondo de la cámara de gasificación. Luego, la escoria se empuja a otro soplete de plasma, que expulsa el carbono restante en la escoria antes de que la escoria se enfríe y vitrifique. El vidrio resultante se puede mezclar con pavimento de asfalto o cemento.
Bajo su acuerdo con Ottawa, PlascoEnergy cubrirá los $ 125 millones estimados que se necesitan para construir la planta, que podría estar operando dentro de tres años, mientras que la ciudad pagará solo tarifas de descarga estándar, del orden de $ 60 por tonelada métrica.
Ze-gen planea evitar el desafío de manejar desechos municipales complejos enfocándose primero en una materia prima más fácil de manejar: desechos de madera de construcción y demolición. La compañía ha presentado siete patentes sobre su tecnología de gasificación de metales fundidos y su proceso de conversión de residuos en gas de síntesis, pero el equipo en sí es estándar para la industria del acero, que utiliza hierro fundido para expulsar catalíticamente las impurezas del mineral. La planta piloto de Ze-gen procesa desechos de madera utilizando un crisol estándar de la industria del acero calentado eléctricamente lleno de hierro fundido.
El director ejecutivo de Ze-gen, Bill Davis, estima que una planta de tamaño completo un poco más grande que la planta comercial de PlascoEnergy producirá suficiente gas de síntesis para generar 30 megavatios de electricidad, pero dice que el gas de síntesis también es de calidad suficiente para ser utilizado en otras aplicaciones. Como ejemplos, cita la gasolina sintética, la producción de diésel y las aplicaciones de refinería.