Propuesta de diseño de un biodigestor industrial de cachaza para la generación de energía eléctrica

Resumen

El presente trabajo está enmarcado en el diseño de una planta de biogás que utiliza cachaza como sustrato. El estudio de los diferentes campos de utilización de biogás y su eficiencia en la generación de electricidad mediante grupos electrógenos. Para el diseño de la planta se han propuesto seis biodigestores industriales y seis grupos electrógenos para una capacidad de generación de 24 MW para la venta de energía eléctrica generando un ingreso 1 756 093,11 $/año. Fueron determinados a partir de la metodología presentada las características constructivas del biodigestor, el volumen de biogás generado, así como la cantidad necesaria para satisfacer la demanda de biogás. El comportamiento a nivel mundial de los principales países productores de biogás ofrece costos de construcción de las plantas por metro cúbico de biogás generado en el orden de 200 $ a 500 $. Se determina el potencial de generación de cachaza por la fábrica de azúcar que es de 144 t/d con una capacidad de generación de biogás de 13 038 Nm3 /d. La planta propuesta tiene una capacidad de generación de 24 MWh/d de energía eléctrica suministrada a la red. La evaluación económica de la planta muestra que la inversión de 4 237 000,00 $ tiene una Tasa Interna de Retorno (TIR) de un 8% y un Periodo de Recuperación de la Inversión (PRI) de 6 años.

Palabras clave:

Biodigestor, biogás, cachaza, grupos electrógenos, fábrica de azúcar.

ABSTRACT

The present work is framed in the design of a biogas plant that uses filter-cake as a substrate. The study of the different fields of use of biogas and its efficiency in the generation of electricity through generator sets. For the design of the plant, six industrial biodigesters and six generator sets have been proposed for a generation capacity of 24 MW for the sale of electrical energy generating an income of $1,756,093.11$year. The constructive characteristics of the biodigester, the volume of biogas generated, as well as the amount needed to meet the demand for biogas were determined from the methodology presented. The worldwide performance of the main biogas producing countries offers plant construction costs per cubic meter of biogas generated in the order of $200 to $500. The potential for the generation of filter-cake by the sugar factory is determined to be 144 t/d with a biogas generation capacity of 13 038 Nm3/d. The proposed plant has a generating capacity of 24 MWh/d of electricity supplied to the grid. The economic evaluation of the plant shows that the investment of $4,237,000.00 has an Internal Rate of Return (IRR) of 8% and an Investment Recovery Period (PRI) of 6 years.

Keywords:

Biodigester, biogas, filter-cake, generator sets, sugar factory.