REVISTA DYNA ENERGÍA

Antecedentes

Durante el siglo XX, la valorización energética de los residuos era un reto que se planteaban países de reconocida experiencia en el sector de los residuos, como Alemania, Suecia o Francia, como una alternativa a los combustibles fósiles, junto con la biomasa. En España, por su parte, surgieron diferentes proyectos en Galicia (SOGAMA), Cataluña (Sant Adriá, Mataró, Gerona, Tarragona), Islas Baleares (TIRME), etc.

En línea con su compromiso con la innovación y la eficiencia energética, a comienzos del siglo XXI SENER diseñó un novedoso proceso de valorización de los residuos sólidos urbanos que se hizo realidad en Zabalgarbi, una planta localizada en Alonsotegi, Bilbao.

Reto tecnológico

Las instalaciones de valorización de residuos que hasta el momento existían en España se basaban en ciclos termodinámicos convencionales (ciclo Rankine), un proceso que trabaja a bajas presiones, cercanas a los 50 bares, y a altas temperaturas, cercanas a los 450ºC. La potencia eléctrica de estas instalaciones ronda los 22MWe, con una eficiencia energética próxima al 22-25%.

SENER llevó a cabo un análisis pormenorizado de las plantas existentes e identificó sus principales problemas, en concreto, la corrosión ocasionada en los hornos de incineración por el cloro presente en los residuos. Dicho efecto se ve incrementado a temperaturas superiores a 450ºC, que es la temperatura habitual de operación de las plantas convencionales, lo que obliga a sustituir frecuentemente los haces tubulares de la caldera y partes de los haces sobrecalentadores, incluso muchas veces los haces completos. Para atenuar los efectos de la corrosión es preciso limitar la temperatura, lo que reduce notablemente el rendimiento del ciclo térmico convencional.

Este fue el punto de partida del desarrollo de Zabalgarbi como planta de valorización energética de alta eficiencia. En esta planta, SENER logró evolucionar el diseño convencional de este tipo de instalaciones mediante un ciclo termodinámico de alta eficiencia con sobrecalentamiento y recalentamiento externo, capaz de trabajar a altas presiones, cercanas a los 100 bares, y bajas temperaturas, en torno a 350ºC. De este modo, consiguió frenar el problema de la corrosión y, por tanto, reducir los costes de operación y mantenimiento. Además, la incorporación a la configuración de una turbina de gas, de tal forma que los gases exhaustos de la combustión de gas natural se utilicen para tal sobrecalentamiento y recalentamiento gracias a una caldera de recuperación de calor, permitían que la potencia eléctrica de la planta pudiera alcanzar los 100 MWe y eficiencias cercanas al 50%, con un consumo de residuos de unas 30 t/h y un poder calorífico entre los 7.500-8.000 KJ/kg.

Esquema de funcionamiento

Características técnicas: diseño y construcción

Balance de 2011

En 2011, Zabalgarbi procesó residuos procedentes de más de un centenar de municipios vizcaínos, así como residuos desechados por empresas de separación y reciclaje de residuos. En total, prestó servicio a unos 700.000 habitantes y trató un total de 226.410 toneladas.

En cuanto a producción de energía eléctrica, la planta exportó 682,60 millones de KWh, equivalentes al consumo anual de unos 370.000 habitantes.

Los parámetros analizados tanto en tiempo real como periódicamente se encuentran por debajo de los límites establecidos en la Directiva de Incineración 2000/76, por el Real Decreto 653/2003, de 30 mayo, sobre incineración de residuos y por la Autorización Ambiental Integrada

Futuro de la valorización energética de alta eficiencia

Zabalgarbi es la prueba de que la alta eficiencia es el futuro real de las plantas de valorización de residuos. Los ciclos Rankine convencionales se han quedado obsoletos; han emergido tecnologías nuevas que no sólo son más eficientes, sino que suponen ahorros económicos en la operación y mantenimiento de las centrales, mayor producción energética y mejores ratios de inversión por MWh generado. La alta eficiencia no sólo mejora las prestaciones de la planta sino que, a la vez, repercute en el plan de negocio, pues incrementa el rendimiento de la central.