Aplicaciones

Técnicamente se aplica a cualquier empresa que tenga requerimientos de energía eléctrica y térmica útil. Algunos ejemplos se enlistan a continuación:

  • Industria cerámicas
  • Industrias de procesamiento de alimentos
  • Industria del vidrio
  • Industria del caucho
  • Industria textil
  • Industria papelera
  • Industria cervecera
  • Cementera
  • Siderúrgica
  • Química
  • Carne y productos
  • Farmacéuticas
  • Productos lácteos
  • Productos agrícolas
  • Aeropuertos

Al igual que la cogeneración de mayor escala, siempre que se tengan necesidades térmicas y eléctricas, se puede hacer una instalación de micro y pequeña cogeneración. En la siguiente lista se muestran algunos ejemplos de usuarios potenciales para este tipo de instalaciones.

  • Casinos
  • Inmuebles comerciales
  • Comunicaciones
  • Centros de convenciones
  • Centro de datos
  • Refrigeración/calefacción urbana
  • Compañías eléctricas
  • Hospitales
  • Hoteles
  • Imprentas
  • Complejos residenciales
  • Supermercados
  • Universidades

La trigeneración es la producción simultanea de energía eléctrica, calor y frío como se muestra en la siguiente imágen, donde las demandas frigoríficas de un usuario pueden ser: agua helada, aire acondicionado, refrigeración, etc.

Diagrama de Sankey de un sistema de trigeneración.

Cuando existe algún requerimiento importante de refrigeración en las proximidades de una planta de cogeneración, podría ser factible la implementación de un proyecto de trigeneración. Estos requerimientos de refrigeración pueden incluir a aplicaciones como el procesamiento de alimentos, el acondicionamiento de aire y deshumidificación en edificaciones. Algunos ejemplos de usuarios potenciales para este tipo de instalaciones son:

  • Empacadoras
  • Productos lácteos
  • Fábricas de conservas
  • Fábricas de productos de aluminio

De acuerdo a la RAE Biomasa significa:

f. Biol. Materia total de los seres que viven en un lugar Determinado, expresada en peso por unidad de área o volumen.

F. Biol. Materia orgánica originada en un proceso biológico espontáneo o provocado utilizable como fuente de energía.

En la última década, el uso de la biomasa y el biogás como combustibles alternos en la generación de electricidad y en aplicaciones térmicas ha crecido de forma importante a nivel mundial.

Materia prima para la producción de biocombustibles líquidos:

  • Aceites vegetales y grasas animales para biodiesel,
  • Cultivos como maíz y
  • Caña para etanol.

Combustibles que se producen:

  • Biodiesel. - Se obtiene a través de procesos de esterificación y transesterificación, donde se aprovechan aceites vegetales o grasas animales ya sea vírgenes o usadas previamente.
  • Bioetanol. - Se obtiene a través de la fermentación de materia prima con alto contenido de azúcares, como la caña de azúcar o el maíz.
    • Biodiesel, Fuente: https://erenovable.com/el-biodiesel-el-origen-y-sus-ventajas/

Materia prima para la producción de biocombustibles sólidos:

  • Residuos de madera.
  • residuos urbanos.

La biomasa puede ser empleada para la generación de vapor y/o agua caliente, principalmente en agroindustria. Para mejorar el desempeño de la biomasa se requiere de procesos de preparación previos, ésta contiene tiene altos porcentajes de humedad, por ello se requiere un proceso de secado y en caso de ser necesario un pelletizado. Actualmente existen calderas que pueden admitir un porcentaje de humedad de hasta un 40%, lo que evita tener que secar la biomasa.

Uno de los combustibles sólidos con mayor crecimiento en los últimos años son los pellets a partir de residuos de biomasa, principalmente por su facilidad de transporte en grandes distancias. El principal mercado es Europa, de los cuales Francia, Alemania, Suecia y Finlandia satisfacen alrededor de la mitad de sus requerimientos térmicos con combustibles sólidos.

Pellets

Degradación biológica anaerobio

  • Residuos sólidos orgánicos
  • Lodos de PTARs
  • Residuos de cultivos
  • Residuos de rastros
  • Rellenos sanitarios.

El uso del biogás en aplicaciones térmicas se ha incrementado de forma importante en los últimos años, principalmente en proyectos de cogeneración. Un ejemplo de aplicación es el de Bioenergía de Nuevo León, S.A. de C.V., (BENLESA) es una sociedad mixta pionera en la generación de energía eléctrica utilizando biogás de relleno sanitario en América Latina, en específico del ubicado en el municipio de Salinas Victoria, Nuevo León.

La Planta de Biogás construida y operada por BENLESA utiliza desechos del Área Metropolitana de Monterrey (AMM), y proporciona energía eléctrica a los siete municipios de la zona metropolitana para uso de alumbrado público, así como al Sistema de Transporte Colectivo Monterrey, al DIF de Nuevo León, a las oficinas de Agua y Drenaje de Monterrey, así como al Gobierno de Nuevo León.

Fuente: BENLESA

Procesos de descomposición química mediante altas temperaturas con distintos objetivos como pueden ser la obtención de coque de carbón (pirólisis) o la obtención de un gas combustible llamado syngas (gasificación). El proceso emplea materia orgánica con bajo contenido de humedad y se lleva a cabo a elevadas temperaturas para la obtención de combustibles líquidos o gaseosos. En la siguiente imagen se describe como es un proceso de gasificación.

Diagrama esquemático de una planta de potencia con biomasa [1]

[1] A. Kasaeian, E. Bellos, A. Shamaeizadeh, and C. Tzivanidis, “Solar-driven polygeneration systems: Recent progress and outlook,” Appl. Energy, vol. 264, no. March, p. 114764, 2020.

El objetivo principal de los sistemas de poligeneración es producir tanta energía útil como sea posible utilizando el mismo combustible o menos que en los sistemas convencionales. Estos sistemas se pueden utilizar en varios tipos de industrias que tienen diversos requisitos de calefacción, refrigeración, electricidad, agua dulce, vapor, entre otros [1].

La poligeneración es fundamental para crear un mundo sostenible. Las industrias exigen que se inventen sistemas más eficientes y confiables; éste es uno de ellos.

Diagrama esquemático de un Sistema de poligeneración

En la siguiente Figura se muestra una configuración típica de un sistema de poligeneración:

Configuración típica de un Sistema de poligeneración.

Un ejemplo de poligeneración es en la fabricación de fibras sintéticas en la Seda de Barcelona. Esta planta cuenta con una turbina de gas de 7.3 MW (ISO) o 7.6 MW en el sitio, un sistema de recuperación de calor para generación de dos tipos de aceite térmico y de vapor a dos niveles de presión y un sistema de absorción de simple efecto para la producción de frío con el calor recuperado de los gases en un economizador. Para ver más información de esta instalación pueden hacerlo accediendo al sitio web de AESA en la siguiente liga:

https://aesa.net/es/proyectos-energia/383-central-de-poligeneracion-en-la-seda-barcelona

[1] A. Kasaeian, E. Bellos, A. Shamaeizadeh, and C. Tzivanidis, “Solar-driven polygeneration systems: Recent progress and outlook,” Appl. Energy, vol. 264, no. March, p. 114764, 2020.

  • Nombre de la Empresa: Petróleos Mexicanos
  • Nombre del Proyecto: Cogeneración Nuevo Pemex
  • Fue necesario instalar subestaciones y líneas de transmisión en la cercanía del centro de trabajo, que fueron cedidos a la CFE
  • Año de instalación: 2012
  • Sector: Industrial,
  • Localización: Centro de Proceso de Gas Nuevo Pemex, Tabasco
  • Tecnología: 2 turbina de gas tipo F
  • Combustible: Gas natural
  • Uso final de calor/frío: Vapor a proceso
  • Equipo complementario: Fuego suplementario
  • Disminución de emisiones de CO2: Superior a 950 Td
  • Eficiencia alcanzada: 82%
  • Nombre de la Empresa: Productora de Papel S.A. de C.V. (GreenPaper)
  • Nombre del Proyecto: Cogeneración GreenPaper

Green Paper es una empresa sustentable que busca contar con equipos de alta tecnología, con la finalidad de brindar productos elaborados bajo altos estándares de calidad. Además de ello, es una empresa que contribuye a la disminución de la huella ambiental en sus procesos. Seisa atendió las necesidades de energía y su crecimiento con unidades de cogeneración en paquete, para suministrar la energía eléctrica y el vapor que requieren. Con estos equipos garantizamos grandes ahorros en los costos de energía de la empresa.

  • Año de instalación: 2016
  • Sector: Papel y cartón
  • Localización: Nuevo León, México
  • Tecnología: 15 MW ISO + 2 BPST 2 MW y 125 kpph vapor.
  • Combustible: Gas natural
  • Uso final de calor/frío: vapor a proceso
  • Resultados: Green Paper logró ahorros significativos en los costos de energía.
  • Nombre de la Empresa: LOREAN ENERGY GROUP
  • Nombre del Proyecto: Proyecto de generación eléctrica con biogás de vertedero

Gusacor de México también ha instalado equipos para el aprovechamiento del metano de procesos de descomposición. Así, se instaló, siendo el cliente LOREAN ENERGY GROUP, un sistema de generación de energía eléctrica a partir del biogás generado en el vertedero del relleno sanitario municipal de la Ciudad de Saltillo, Coahuila. El sistema de generación consiste en tres grupos electrógenos cabinados que aprovechan el biogás recolectado de los pozos instalados en las fosas del relleno. El sistema de generación incluye una instalación para captar y acondicionar el biogás producido en las fosas, y que éste sea alimentado a los grupos electrógenos. Con la instalación del sistema de generación, se contribuye a disminuir la generación de energía eléctrica a partir de combustibles convencionales.

  • Año de instalación: 2012
  • Sector: Municipal
  • Localización: Carretera Saltillo–Torreón km 3.5; La Magueyada; Saltillo, Coahuila
  • Tecnología: Motor reciprocante, 3 unidades, 1 de 937 kWe y 2 de 693 kWe, potencia total 2,323 kWe
  • Combustible: Biogás de vertedero
  • Equipo complementario: Equipo de enfriamiento, deshumidificación y compresión de biogás
  • Disminución de emisiones de CO2: No disponible
  • Eficiencia estimada del sistema de generación eléctrica: 36.04%
  • Nombre de la Empresa: QUALTIA Alimentos
  • Nombre del Proyecto: Proyecto de cogeneración para vapor y agua caliente

Guascor de México instaló en la planta de Tepotzotlán perteneciente a QUALTIA Alimentos, un sistema de cogeneración con base en 6 grupos electrógenos a gas natural. En dicho sistema, se recupera la potencia térmica de los gases de escape y del circuito principal de refrigeración para generar vapor y calentar agua, respectivamente. El vapor es generado en dos recuperadores de vapor con una capacidad de 3,620 kWt en total, mientras que el calentamiento de agua se realiza en 6 intecambiadores de calor. El sistema es capaz de generar 5.2 toneladas de vapor saturado por hora, a una presión de 8 bar y temperatura de 175 C, mientras que puede calentar un flujo de agua de 86 m3/hr de 24 a 54 C. Con la instalación del sistema de cogeneración, se ha reducido el consumo de gas natural en la planta para la generación de vapor en sus calderas, así como el consumo de energía de la red eléctrica de CFE, obteniendo significativos ahorros económicos.

  • Año de instalación: 2014
  • Sector: Industrial
  • Localización: Av. De la Industria no. 23; El Trébol; Tepotzotlán, Estado de México
  • Tecnología: Motor reciprocante, 6 unidades de 923 kWe cada una, potencia total 5,541 kWe
  • Combustible: Gas natural
  • Uso final de calor/frío: Vapor, utilizado en el proceso de planta. Agua caliente, se emplea en el precalentamiento de agua para generación de vapor y lavado de utensilios
  • Disminución de emisiones de CO2: No disponible
  • Eficiencia total estimada del sistema de cogeneración: 74.5 %
  • Nombre de la Empresa: APROVIS Energy Systems GmbH
  • Nombre del Proyecto: Productos Lácteos

APROVIS suministró un generador de vapor con bypass, equipo de seguridad y un tanque de enfriamiento para dos motores de 3,6 MWel alimentados por gas natural. El vapor producido se utiliza para fines de producción en la industria de productos lácteos en el norte de México. Además del generador de vapor, APROVIS suministró dos silenciadores combinados de reflexión y absorbción para responder a las necesidades específicas del cliente de acuerdo con el nivel de ruido de los gases de escape del motor.

  • Año de instalación: 2020
  • Sector: Industria de productos lácteos
  • Localización: Torreón Coahuila, Mexico
  • Tecnología: dos de 3,6 MWel motores a gas
  • Combustible: Gas natural
  • Uso final de calor/frío: vapor a proceso
  • Equipo complementario: dos silenciadores combinados de reflexión y absorción
  • Capacidad térmica: 2.280 kW térmicos
  • Eficiencia alcanzada: No disponible
  • Nombre de la Empresa: Auriga (IDEI)
  • Nombre del Proyecto: Generación de energía eléctrica y refrigeración del centro comercial.

Auriga busca brindar un espacio de distracción para sus visitantes; reuniendo como características principales la comodidad y lo sofisticado. Seisa realizó un proceso de ingeniería a detalle para revisar la posible locación de equipos y componentes dentro del desarrollo comercial.

  • Año de instalación: 2020
  • Sector: Centro comercial
  • Localización: San Pedro Garza García, N.L. México
  • Tecnología: En el proyecto se utilizaron 3 motores de 2G y 2 Chillers Green Blue. Con una capacidad de 1.65 MW ISO y 860 ton. de refrigeración.
  • Combustible: Gas natural
  • Resultados: Auriga logró obtener ahorros del 20% en sus costos energéticos

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Plataforma de intercambio donde se dan cita actores del sector público, privado, académico, financiero y en general interesados en la cogeneración en México.

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