Diagnostico Potencial RSU como fuente energética by Diputacion de Granada

Programa Mediterráneo para la Cooperación Energética

VALORIZACIÓN ENERGÉTICA DE LOS RSU: ESTUDIO DEL POTENCIAL EN LA REGIÓN DE TÁNGER-TETUÁN

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VALORIZACIÓN ENERGÉTICA DE LOS RSU: ESTUDIO DEL POTENCIAL EN LA REGIÓN DE TÁNGER-TETUÁN

INTRODUCCIÓN. ...........................................................................................................................................4

MARCO LEGAL Y POLÍTICO.........................................................................................................................6

2.1.

Referencias legales ...........................................................................................................................6

2.2.

Análisis de la situación actual. ........................................................................................................7

CARACTERIZACIÓN DE LA ZONA DE ESTUDIO Y SUS RESIDUOS ......................................................... 12 3.1.

Descripción del área geográfica ................................................................................................ 12

3.2.

Descripción de los residuos generados...................................................................................... 13

3.3.

Evolución de la producción de residuos ................................................................................... 15

CUANTIFICACIÓN DEL COMBUSTIBLE. .................................................................................................... 20 4.1.

ANÁLISIS DE LA FRACCIÓN COMBUSTIBLE DE LOS RSU. ........................................................... 20

4.2.

Cálculo del PCI. .............................................................................................................................. 21

DESCRIPCIÓN DEL PROCESO. ................................................................................................................. 24 5.1.

Planta de valorización energética. ............................................................................................ 24

5.2.

Elementos que componen la planta. ........................................................................................ 24

SOLUCIÓN PROPUESTA. ............................................................................................................................ 34 6.1.

Determinación de las características de la planta ................................................................. 34

6.2.

Descripción de la solución propuesta. ....................................................................................... 38

6.3.

Instalación termoeléctrica. ........................................................................................................... 43

6.4.

Instalaciones de tratamiento. ...................................................................................................... 48

6.5.

Instalaciones auxiliares. ................................................................................................................. 49

ANÁLISIS ECONÓMICO............................................................................................................................. 50 7.1.

Inversión. ........................................................................................................................................... 50

7.2.

Ingresos. ............................................................................................................................................ 53

7.3.

Costes de explotación. ................................................................................................................. 53

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7.4.

Costes financieros ........................................................................................................................... 54

7.5.

Indicadores económico-financieros. ......................................................................................... 55

Discusión de resultados. ........................................................................................................................... 61

Conclusiones .............................................................................................................................................. 65

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INTRODUCCIÓN.

La generación de residuos está íntimamente ligada al progreso: una sociedad, cuanto más avanzada es desde el punto de vista de la actividad económica y la producción industrial, incrementa con más intensidad su producción de desechos, materiales inservibles y residuos, con distintos valores negativos para la salud y el medio ambiente. La actividad humana, en sí, es un foco de generación de residuos: la humanidad es una devoradora de recursos, los procesa, aprovecha los insumos útiles para su actividad y rechaza lo que no tiene un valor directo o aquello que se genera colateralmente. La mayor parte de residuos generados en épocas anteriores, pudieron ser asimilados por los sistemas receptores. Sin embargo, el haber traspasado en múltiples ocasiones la barrera de la reversibilidad ha producido un cambio de conciencia en la sociedad moderna. Como consecuencia, la correcta gestión de los RSU es una preocupación común a todos los países y regiones con elevado nivel de desarrollo y alta producción de residuos per cápita. En los países más avanzados, la búsqueda de soluciones al problema contempla asimismo los problemas del medio ambiente y la salud pública. La política en materia de residuos debe basarse en la aplicación de un conjunto de principios que en la práctica supone:    

Promover la correcta gestión del conjunto de los residuos, disminuir su generación e impulsar las prácticas más adecuadas para su gestión. Establecer prioridades en las opciones de gestión desde la prevención, reutilización, reciclaje, valorización energética y por último la eliminación. Que todos los agentes implicados desde las administraciones públicas a los agentes económicos y sociales, pasando por los consumidores y usuarios asuman su cuota de responsabilidad en relación con los residuos. Disponer de infraestructuras suficientes para garantizar que los residuos se gestionan correctamente y en lo posible cerca de su lugar de generación.

Por ejemplo, en Europa, existe un consenso bastante amplio sobre las líneas generales que debe seguir una buena política de gestión de los residuos. Así, la escala de prioridades que ha establecido la Unión Europea contempla la reducción de la cantidad generada, la valorización, bien sea de la materia (reutilización y reciclaje) o de la energía y, en último lugar, la eliminación final, mediante incineración sin recuperación energética o mediante vertido. Los tratamientos que conllevan valorización energética se pueden agrupar en: 

Procesos de tratamiento avanzados que permiten recuperar energéticamente los residuos con una mínima producción de afluentes gaseosos: la pirolisis, la gasificación o la licuefacción de residuos son algunas de estas tecnologías. Con este tipo de tecnologías se pueden obtener productos combustibles susceptibles de almacenaje y transporte. Esta es una ventaja importante en relación con la incineración, ya que no obliga a utilizar en los alrededores de la instalación de tratamiento la energía térmica obtenida. Además, los productos generados por estos procesos tienen propiedades similares a las de los combustibles convencionales, cosa que hace que

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puedan ser consumidos en turbinas de gas o en motores térmicos de cogeneración o de automoción, si bien las capacidades térmicas son sensiblemente inferiores. Actualmente, las experiencias puestas en práctica basadas en estas tecnologías no han satisfecho las expectativas, si bien, pueden constituir una vía muy interesante para la valorización energética de residuos en los próximos años. 

Sistemas de destrucción térmica con recuperación energética: El proceso de valorización energética consiste en la recuperación de energía de los residuos y su reincorporación al sistema productivo. Se consigue, por ejemplo, mediante la combustión de los residuos en un horno-caldera que produce vapor. Éste se puede utilizar directamente en numerosos procesos y para la generación de electricidad.

Por otra parte, a partir de Residuos Sólidos Urbanos (RSU) la valorización ofrece una fuente de energía renovable que ayuda a reducir la dependencia de combustibles fósiles convencionales. En la actualidad encontramos un amplio y no terminado debate acerca de la evaluación precisa de costes, ventajas e inconvenientes de las diversas combinaciones de tecnologías utilizables. En múltiples ocasiones las combinaciones de reciclado + termovalorización presentan los mejores balances en combinación con los menores costes sociales. La implantación de las Mejores Técnicas Disponibles en conjunción con los acuerdos voluntarios entre Administración y los sectores de la actividad se muestran instrumentos fundamentales para la maduración tecnológica de la termo-valorización. Sin embargo, para que la termovalorización alcance a ser una estrategia más se deberán dar ciertas condiciones entre las que destaca una mayor aceptación social. Las implicaciones de la valorización energética sobre el medio ambiente hay que analizarlas teniendo en cuenta que se desarrollan dos actividades: la combustión de los residuos y la generación de energía eléctrica. En ambos aspectos destaca la aportación del tipo de proyecto que describimos en este estudio. Por una parte, se contemplan medidas de reducción y control de emisiones acordes con las instaladas en las instalaciones más modernas y, por otra, la eficiencia del proceso en la generación de energía eléctrica ofrece un ahorro de combustibles fósiles mayor que en las instalaciones de incineración convencionales. Este estudio se centrará en las alternativas basadas en la combustión, más concretamente en las que permitan una valorización energética del residuo. Los distintos tipos de combustión se pueden resumir en: a) Con el aire exactamente necesario. En este caso se habla de reacción estequiométrica. b) Con exceso de aire. La combustión tiene lugar con oxígeno en exceso sobre las necesidades estequiométricas. En estas condiciones se obtiene oxígeno en los gases producto de la combustión.

c) Con defecto de aire. En este tipo de reacciones se detecta la presencia de

inquemados en los gases de combustión. La gasificación es la combustión parcial de los residuos sólidos bajo condiciones subestequiométricas para generar un gas combustible que contiene monóxido de carbono, hidrógeno e hidrocarburos gaseosos. La pirólisis es el procesamiento térmico de residuos en ausencia completa de oxígeno.

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MARCO LEGAL Y POLÍTICO

El proceso de desarrollo económico y social de Marruecos exige un control y conservación de los recursos naturales y del medio ambiente, que permita que este desarrollo se produzca de forma sostenible. Este objetivo de sostenibilidad se consigue mediante la lucha contra todas las formas de deterioro o presión sobre los recursos. Para que esta lucha sea efectiva, la administración y los poderes públicos deben dotarse de un arsenal jurídico suficientemente fuerte y adaptado a las características de las materias a regular. Así, el Dèpartement de L’Environnement, a través del Decreto de 13 de enero de 2000, articula su función alrededor de 5 principios básicos, siempre en el marco medioambiental: -

La coordinación de la política gubernamental respecto al medio ambiente y sus relaciones con otras administraciones y organismos. La interrelación entre iniciativa pública y privada y la gestión jurídica de la misma. La vigilancia y seguimiento de la legislación medioambiental internacional, para incorporarla a la creciente legislación interna de Marruecos. Propiciar el trabajo interdisciplinar para el desarrollo de los textos jurídicos, contando con las aportaciones de técnicos, científicos, juristas e instituciones relacionadas con esta cuestión. Dotar a los textos jurídicos y norma de una actitud realista, que permita su puesta en marcha desde el momento de su creación, estableciendo métodos de medida y control, y un progresivo nivel de exigencia.

2.1.

Referencias legales

Las normas jurídicas más importantes que afectan a la cuestión de los Residuos Sólidos Urbanos, son: 1.- Ley nº 10-95 sobre el agua. Se regula la protección y conservación cuantitativa y cualitativa del dominio público hidráulico. El potencial contaminante de los RSU sobre los recursos hidrológicos hace necesario tomar medidas al respecto. 2.- Decreto nº 2-04-553 de 24 de junio de 2005, relativo a la circulación, vertido y depósito de aguas superficiales y subterráneas. Determina condiciones para los vertidos a cauce de efluentes de industrias (papel, cartón, azúcar) y domésticos. Las acumulaciones de residuos generan efluentes, cuyos vertidos a cauce son peligrosos. 3.- Decreto nº 2-05-1533 de 13 de febrero de 2006, sobre el saneamiento autónomo. Relativo a las condiciones de saneamiento en poblaciones dispersas y la protección a los recursos del agua. La generación de RSU en esas poblaciones también ocasiona impacto sobre los recursos hídricos. 4.- Ley nº 11-03 relativa a la protección y puesta en valor del medio ambiente

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Es la ley marco de las cuestiones medioambientales. 5.- Ley nº 13-03 relativa a la lucha contra la contaminación del aire. Protección del aire y coordinación de las normas marroquíes con las internacionales en materia de polución y protección de la salud humana. 6.- Ley nº 28-00 sobre la gestión de los residuos y su eliminación. Publicada en 2006, pretende dos objetivos fundamentales: modernizar los procesos de gestión vigentes sobre el sector de los residuos y reducir los impactos negativos de los residuos sobre la salud. De esta ley, parten otras normas ya consolidadas o en proceso de elaboración, como: o o o o o

Decreto nº 2-07-253 de 18 de julio de 2008 sobre la clasificación de los residuos y elaboración de la lista de residuos peligrosos. Decreto sobre la gestión de residuos médicos y farmacéuticos. Decreto sobre procesos administrativos y prescripciones técnicas relativas a los vertederos controlados. Decreto sobre el plan director prefectoral y provincial de la gestión de residuos urbanos y asimilados. Decreto sobre los movimientos transfronterizos de residuos.

En esta ley tienen cabida las disposiciones relativas a las labores de control de la administración acerca de quién puede realizar el transporte y vertido de residuos, la explotación de vertederos, incineradoras, etc.

2.2.

Análisis de la situación actual.

En el “Informe sobre la gestión de los residuos sólidos en Marruecos”, elaborado por Mme Nouzha Bouchareb con la colaboración del coordinador nacional de la red Sweep-Net en Marruecos, en julio de 2010, se establecían una serie de parámetros que describen la situación actual del sector de los residuos en el país: -

Producción anual: Población: Generación Media: Tasa de generación:

Tasa de crecimiento:

5.000.000 Tn de residuos en el medio urbano 31.800.000 habitantes 157,23 Tn/habitante y año 0,76 Kg/habitante y día en medio urbano 0,30 Kg/habitante y día en medio rural 2,8 % anual

Actualmente, la recogida de los residuos de origen doméstico, alcanza una cobertura del 82% de las zonas urbanas, mientras que no se gestiona en las zonas rurales. El tratamiento al que se someten estos residuos es el siguiente:

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Tratamiento de Residuos Compostaje 1% Reciclado 9%

Vertido sin control 62% Vertederos 28%

Se observa cómo es una necesidad imperiosa incrementar el porcentaje de residuos que son llevados a vertederos controlados, donde puedan ser sometidos a algún tipo de tratamiento, para evitar su repercusión medioambiental. En el decenio 2010-2020 hay proyectados 50 nuevos vertederos. Hasta la fecha de este informe, se encuentran en proceso de construcción 3, hay 15 construidos como proceso de rehabilitación de los existentes, y ya están 10 totalmente operativos. Los residuos urbanos (entendidos como los procedentes de usos domésticos, excluyendo por tanto los peligrosos, industriales y sanitarios) son objeto de la competencia de las siguientes entidades públicas: -

Los municipios, encargados de su recogida y gestión. El Ministère de l’Intérieur, a través de la Direction Générale des Collectivités Locales / Direction de l’Eau et de l’Assainissement, dando apoyo técnico y financiero. El Le Ministère de l’Energie, des Mines, de l’Eau et de l’Environnement, a través del Département de l’Environnement, que realiza la coordinación, reglamentación y planificación.

En los últimos años, como consecuencia de iniciativas gubernamentales, se han elaborado una serie de estudios que han permitido establecer la planificación futura del desarrollo del sector. Así, las principales referencias son: -

Programa Nacional de Residuos Domésticos y Asimilados (PNDM) 2008 – 2023. Plan Director Nacional de gestión de los residuos peligrosos, inicio en 2007. Estudios estratégicos: Estrategia Nacional de la Gestión de Residuos (2008), Participación del Sector Privado (2008), Programa de sensibilización y comunicación, Programa de acompañamiento social para la recuperación de residuos, Estudio de sostenibilidad financiera de la gestión de residuos, etc.

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La gestión de los residuos sólidos urbanos tiene 4 vías de financiación: 1. 2. 3. 4.

Los impuestos y tasas municipales. Las ayudas procedentes de la Administración central. Los Fondos de Equipamiento Comunal (FEC). Los Mecanismos para el desarrollo propio (MDP).

Diversos estudios realizados, establecen los costes actuales según las actividades:

Coste DH /Tn 500 450 400 350 300 250 200 150 100 50 0 Recogida para tratamiento

Limpieza, recogida y transporte

Depósito y compactado

Con el fin de mejorar las condiciones de la gestión de los residuos, se han centrado los esfuerzos en las líneas expuestas: a) Profesionalización de la gestión de los residuos, tanto en los modos de gestión como en la calidad de la prestación del servicio. Actualmente, el 60% de la población urbana de Marruecos tiene este servicio prestado por entidades privadas. b) Refuerso del marco jurídico, apartir de la Ley nº 28-00 c) La ordenación de 10 vertederos controlados para su explotación según las normas y estándares reconocidos. d) La rehabilitación de 15 vertederos incontrolados. e) La puesta en marcha de un programa de sensibilización, información y comunicación dirigido a los ciudadanos. f) La puesta en marcha de un plan de acompañamiento social para el reciclado de residuos. g) La elaboración de un Plan director Nacional de Gestión de Residuos. Quedarían pendientes otras líneas de desarrollo: a) Refuerzo del marco legal. b) Mejora de las condiciones para la participación del sector privado.

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c) Creación de estructuras adecuadas de control y supervisión de la prestación de los operadores privados. d) La planificación y desarrollo del sector del reciclaje. e) Mejora de los mecanismos de financiación de los costes de gestión de los residuos. f) Movilización de los recursos financieros para la promoción del sector de la valorización y el desarrollo propio. g) Puesta en marcha de mecanismos financieros de apoyo a la inversión privada en proyectos de reciclaje y compostaje. h) El refuerzo de la educación sobre gestión de residuos y políticas de sensibilización. La cuantía económica que se baraja para el programa nacional de Residuos Urbanos (PNDM) es de 40.000.000.000 DH, que se reparten en las siguientes acciones: 30

miles de millones DH 25

Mejora servicios recogida Creación y explotación vertederos Rehabilitación de vertederos

Estudios y control y seguimiento 15

Desarrollo sector Tri-reciclajevalorización Comunicación, sensibilización

0 La participación del sector privado se refleja en la intervención de una docena de operadores, que se reparten las distintas labores según los gráficos adjuntos:

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Para instaurar la política medioambiental, Marruecos cuenta con la colaboración de diversos organismos e instituciones. En concreto, en el sector de los residuos, destacan: -

Agencia Japonesa de Cooperación Internacional (JICA) Cooperación Técnica Alemana (GTZ) Agencia Francesa de Desarrollo (AFD) Comisión Europea.

Aportan fondos la GTZ, para el programa PGPE; el Banque Mondiale para la puesta en marcha del plan PNDM; el programa de Naciones Unidas PNUD dentro del programa de desarrollo propio RC MDP II; la UE, financiando el vertedero controlado de Essaouira. Hay experiencias previas que hacen que no se contemplen soluciones ya ensayadas anteriormente y que se ha demostrado que no son operativas, como las unidades de compostaje públicas: de las 10 existentes, ninguna funciona, bien por falta de fondos, por errores en las técnicas empleadas, ausencia de marketing para salida del producto, defectos en la calidad media del producto, etc. La gestión delegada en la comuna de Charf (Wilaya de Tanger) ha presentado problemas, derivados de falta de supervisión: incumplimiento de horarios de recogida, falta de renovación de equipos e inversión previa necesaria, falta de control en residuos especiales, etc. Esto obligó a rescindir el contrato con CESPA NADAFA antes de la fecha acordada. Marruecos se ha integrado en organismos y entidades internacionales, para mejorar su respuesta frente a las necesidades de gestión de residuos: -

NECEMA: red magrebí de aplicación de leyes ambientales. HORIZON 2020: iniciativa por la descontaminación del Mediterráneo. WASTE CLUSTER: colaboración de 43 regiones mediterráneas. REME: red de empresas magrebíes por el medio ambiente.

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3. CARACTERIZACIÓN DE LA ZONA DE ESTUDIO Y SUS RESIDUOS Se ha definido como zona de estudio del potencial de valorización energética de los RSU, la correspondiente a las localidades de Tánger, Tetuán y Oued Laou. Debido a la ausencia de información actualizada sobre la generación de residuos en el medio rural, sólo se van a considerar como objeto de estudio los tres núcleos urbanos mencionados. La mayoría de los datos que se han recopilado corresponden a diversos estudios realizados entre los años 2001 hasta 2006, y se centran en consideraciones sobre el estado actual y futuro de los vertederos de estas ciudades. Por otro lado, el elevado coste de infraestructuras de este tipo de instalaciones, y la necesidad de reducir todo lo posible el coste de tratamiento previo de los residuos, hace totalmente necesario considerar el emplazamiento de una futura planta de valorización energética en las inmediaciones del actual vertedero, e incluso en el mismo lugar.

3.1.

Descripción del área geográfica

En la Region de Tánger-Tetuán, la población total es de 2.586.000 habitantes (datos de 2.010) para una superficie de 11.290 km2, lo que hace que la densidad media sea de 229,05 habitantes por km2.

Fuente: Agence pour la Promotion et le Développement du Nord La distribución podemos verla, de forma aproximada, en la tabla adjunta:

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Fuente: Plan Regional de RSU, Dep. de L’Environnement, Junio 2002. Aproximadamente, el 60 % de la población se concentra en los núcleos urbanos, lo que supone un total de 1.551.600 habitantes, calculado sobre el censo de 2010. De las 3 ciudades consideradas para el estudio, la población de cada una de ellas es: -

Tetuán: Oued Laou: Tánger:

3.2.

320.539 habitantes (datos del Censo de 2004) 8.383 habitantes (datos del Censo de 2004) 700.000 habitantes (datos de 2008)

Descripción de los residuos generados

Se consideran los datos de producción media de residuos por habitante y día, de 0,76 Kg/día, extraídos del “Informe sobre la gestión de los residuos sólidos en Marruecos”, elaborado por la red SWEEP en julio de 2010:

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Extrapolando a los datos de población antes mencionados, obtenemos una producción de RSU asociada a cada una de las tres ciudades de: -

Tetuán: Oued Laou: Tánger:

88.917 tn/año 2.325 tn/año 194.180 tn/año

Contrastando con los datos obtenidos del informe del “Estudio de viabilidad de la mejora de la gestión del vertedero público de Tánger”, elaborado por ICP ,para GTZ-PGPE en Octubre de 2006, donde se estimaba una entrada anual en el vertedero de Tánger de 208.851 tn, podemos validar como datos de partida los considerados, asumiendo una posición conservadora, al minorar la entrada real de residuos en un 7,2 %. Como se verá más adelante, el incremento de entrada podrá reducir los costes unitarios finales. La cantidad total de residuos recibidos en los vertederos, tiene una composición, según su procedencia, que puede tomarse del análisis de las entradas al vertedero de Tánger, según el estudio antes mencionado:

Residuos %

Domésticos 82,76% Matadero 0,74% Mercado 3,80% Demolición 3,74% Vegetales Hospitalarios 0,38% 1,90%

Industriales 6,67% Fuente: Informe SWEEP-Net, 2006

En ninguno de los 3 vertederos analizados se realizan labores de triaje o selección de materiales para su reciclado. Para estimar el potencial energético, se partirá de la suposición de que se clasifican los residuos en las 7 categorías antes indicadas, ya que con labores de selección de coste reducido, pueden separase las fracciones de residuos que pueden generar problemas técnicos o ambientales para someterlos a valorización energética, como es el caso de los residuos industriales, de demolición y hospitalarios.

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La fracción de residuos domésticos, según análisis realizados en los estudios ya citados de referencia, tiene una composición media como la que figura en la siguiente gráfica:

Textil Vidrio Metal 11,20% 1,20% 1,10%

Otros 1,60%

Residuos domésticos

Plásticos 10,70% Materia orgánica 65,30% Cartón y papel 8,90%

Fuente: Informe SWEEP-Net, 2006

3.3.

Evolución de la producción de residuos

Se han considerado las estimaciones realizadas en el “Plan de Gestión de los Residuos Sólidos de la Región de Tánger-Tetuán” de junio de 2002, donde en la página 34 del documento, se muestra una tabla de datos de producción actual y evolución hasta 2011.

Fuente: Departement de l’Environnement, junio 2002

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Realizando un análisis de los datos, podemos elaborar un modelo de producción de residuos:

Fuente: Departement de l’Environnement, junio 2002 El ajuste del modelo es muy bueno si lo comparamos con las cantidades antes señaladas para las ciudades, según la evolución del censo de población. Queda claro que el incremento de entrada de residuos a vertedero sigue una función polinómica de segundo grado, donde el ajuste de los coeficientes y término independiente puede hacerse con los datos de partida. Para cada una de las tres ciudades analizadas, tenemos:

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Tetuán RSU (Tn/año) 120.000 y = 28,39x2 - 110.631,83x + 107.784.730,00 R² = 1,00

100.000 80.000 60.000 40.000 20.000

2003

2004

2005

2006

2007

2008

2009

2010

2011

2010

2011

Oued Laou RSU (Tn/año) 3.500 y = 9,05x2 - 36.179,92x + 36.161.053,35 R² = 1,00

3.000 2.500 2.000 1.500 1.000 500 2003

2004

2005

2006

2007

2008

Fuente: Elaboración propia INERSUR

2009

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Tánger RSU (Tn/año) 250.000 y = 176,78x2 - 704.038,00x + 701.141.174,00 R² = 1,00

200.000

150.000

100.000

50.000

2003

2004

2005

2006

2007

2008

2009

2010

2011

Fuente: Elaboración propia INERSUR Aplicando estos modelos, podemos hacer la previsión de producción de residuos para los próximos 10 años, asumiendo los errores cometidos, pero que podrán facilitarnos un escenario de trabajo para las determinaciones técnicas que se desarrollarán posteriormente. 350.000

Producción RSU (Tn/año)

300.000

250.000

200.000

150.000 Tanger

100.000

Tetuán

50.000

Oued Laou

2010

2012

2014

2016

2018

2020

2022

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En el horizonte del año 2020, las cantidades de residuos estarán en el entorno de las cifras: Tánger:

317.526 Tn/año

Tetuán:

150.989 Tn/año

Oued Laou:

5.235 Tn/año

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4. CUANTIFICACIÓN DEL COMBUSTIBLE. 4.1.

ANÁLISIS DE LA FRACCIÓN COMBUSTIBLE DE LOS RSU.

La finalidad de la caracterización es la determinación de:   

Cantidad de materia disponible PCI (poder calorífico inferior kcal/kg) Reducción de volumen

Con estos valores se pretende analizar la viabilidad técnica de la solución de valorización energética. La composición media de los residuos que llegan a vertedero, según el informe SWEEP-Net de 2006, se corresponde con:

Composición RSU (%) Domésticos

82,76

Industriales

6,67

Hospitalarios

1,9

Vegetales

0,38

Demolición

3,74

Mercado

3,8

Matadero

0,75

Aunque en la actualidad, no se realiza un triaje previo al depósito, para considerar la valorización energética es totalmente necesario separar parte de los residuos, que podrían ocasionar graves problemas de funcionamiento de la planta energética. Así, se asume que se integrará en la planta, en la zona de recepción de los residuos, una instalación de separación/triaje, donde, al menos, se van a extraer los residuos de tipo industrial, hospitalarios y de demolición. De esta forma, se reduce el total de residuos en un 12,31 %. A partir de este momento, se puede optar por seleccionar los residuos con un favorable poder calorífico, buscando con ello aumentar el rendimiento energético de la planta de valorización, o bien seleccionar la opción de máxima eliminación de residuos, aún a costa de obtener un mayor porcentaje de cenizas y reducir el rendimiento energético. Los costes de separación de metal son fácilmente asumibles, por lo que se considerará que pueden realizarse. No se contempla la separación de vidrio, textil o cartón, que aunque podrían alcanzar un valor para su reciclado, elevan las inversiones necesarias en la planta. A partir de la composición media de los residuos domésticos:

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Composición Domésticos (%) M. Orgánica

65,3

Cartón y papel

8,9

Plásticos

10,7

Metal

1,1

Vidrio

1,2

Textil

11,2

Otros

1,6

Finalmente, eliminaremos el 1,10 % correspondiente a los metales. Con estas consideraciones, la entrada de materia a vertedero se transforma en la entrada de material combustible a planta de valorización, obteniendo los siguientes resultados:

2012

2013

2014

2015

2016

2017

2018

2019

2020

2021

2022

TANGER

214.879

221.389

228.205

235.329

242.759

250.496

258.540

266.890

275.548

284.512

293.783

TETUAN OUED LAOU

104.393

107.550

110.756

114.011

117.316

120.670

124.074

127.526

131.028

134.579

138.180

2.393

2.607

2.836

3.081

3.342

3.619

3.911

4.219

4.543

4.882

5.237

Tabla: Tn de RSU combustibles en entrada a planta de valorización

4.2.

Cálculo del PCI.

Para la valorización energética de residuos, el primer factor que debe analizarse es su potencial energético. El poder calorífico se define como el calor que produce la combustión de 1 kg de un combustible. Debido a que los combustibles sólidos contienen siempre algo de humedad y que los combustibles líquidos y gaseosos, aunque no la tengan, producen agua durante la combustión, no todo el calor producido es íntegramente aprovechado. Es por ello que existen dos formas de expresar el poder calorífico: a) Poder calorífico absoluto o superior (PCS). Es el calor desprendido por la combustión de 1 kg de combustible totalmente seco, contando además con el calor desprendido por la condensación del agua formada por la combustión del hidrógeno (si hay). b) Poder calorífico útil o inferior (PCI). Es el calor desprendido por la combustión de 1 kg de combustible desecado, descontando el calor absorbido por la vaporización del agua formada durante la combustión (si el combustible contiene hidrógeno). El poder calorífico inferior representa la energía que se desprende y que puede ser, técnicamente, recuperada durante la combustión.

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El poder calorífico inferior está siempre referido a la fracción seca, y se calcula mediante la siguiente fórmula:

Donde: PCI: poder calorífico inferior (kcal/kg combustible). GC: proporción de carbono en el combustible (kg C/kg combustible). GH: proporción de hidrógeno en el combustible (kg H/kg combustible). GO: proporción de oxígeno en el combustible (kg O/kg combustible). GS: proporción de azufre en el combustible (kg S/kg combustible). w: humedad del combustible. La fórmula supone que el poder calorífico equivale a la suma de las cantidades de calor desprendido en la combustión de cada uno de los elementos. En esta fórmula se desprecian los calores de formación de los compuestos de carbono, azufre e hidrógeno. Cabe señalar que los calores de formación de los hidrocarburos son pequeños comparados con sus calores de combustión. Podemos establecer como valores orientativos los siguientes:

Fuente: Tchobanoglous y Theisen, 1996 Obviamente, la humedad presente en cada tipo de residuo variará con su manipulación, época del año, etc. Se han tomado los siguientes valores medios:

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MATERIA

HUMEDAD (% PESO)

PLÁSTICOS

MADERA Y TEXTIL

PAPEL Y CARTÓN

Con la composición química de cada uno de los materiales de la descomposición obtenemos el valor medio: PCI = 1.607 Kcal/Kg Estudio recientes realizados sobre valorización de residuos, como el de Yolanda Alarcón (Instituto Superior de Economía Local, Diputación de Málaga) arrojan una cifra de 1.865 Kcal/Kg, o los resultados obtenidos por Poleto y Celso, de la Universidad Paulista de Brasil, que obtienen un valor medio de 2.295 Kcal/Kg (para unos RSU con un porcentaje de materia orgánica del 55 %), hacen que el valor estimado sea aceptable y equiparable a situaciones similares.

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5. DESCRIPCIÓN DEL PROCESO. 5.1.

Planta de valorización energética.

El proceso que se realiza en una planta para valorización energética de RSU consta básicamente de las siguientes fases: - recepción y almacenamiento de los RSU - incineración - circuito de aire de combustión - circuito de humos resultantes de la combustión - evacuación de cenizas y escorias El proceso es similar en todas las instalaciones. Normalmente las grandes diferencias existentes entre las plantas se observan en las tecnologías empleadas en la combustión y en el proceso de tratamiento de humos. La forma de enfriar los humos establece una primera clasificación entre plantas con recuperación de energía y plantas sin recuperación de energía. La tecnología de valorización que está más desarrollada es la del horno de parrillas. En la actualidad, medioambientalmente, el sistema más respetuosos consiste en la separación de materiales valorizables, reutilizables y reciclables, derivando como combustible la fracción de rechazo, en inglés RDF “Refuse derived fuel”. Muy pocas de las instalaciones existentes utiliza otras técnicas como la pirólisis o la gasificación en lecho fluido. La pirolisis no se ha desarrollado a escala industrial debido a problemas tecnológicos,

5.2.

Elementos que componen la planta.

Recepción, almacenamiento Las plantas incineradoras de RSU tienen un foso de recepción en un recinto que se mantiene a depresión para evitar los malos olores. El aire aspirado del foso se envía a la cámara de combustión. Normalmente se pueden almacenar en el foso los residuos correspondientes a la producción de varios días. Los residuos son depositados en una tolva de alimentación de la línea de incineración mediante pinzas manejadas por medio de puentes-grúa. Dado que la calidad de los residuos es extremadamente importante para la combustión, pues afecta a parámetros críticos como el poder calorífico y la humedad, el operador de la grúa es un elemento clave de la planta, ya que hace una clasificación previa apilando los residuos en distintas zonas, y al cargar la tolva puede seleccionar los residuos adecuados para lograr una alimentación más uniforme. De todas formas es difícil conseguir una calidad uniforme. Horno de incineración Es un horno diseñado para quemar combustible con poder calorífico variable, dentro de un cierto rango que va desde los residuos en masa a un combustible del tipo CDR de 2500 kcal/kg. El régimen de funcionamiento del horno es continuo, lo que implica la necesidad de disponer de un buen sistema de mantenimiento para evitar averías. La velocidad de desplazamiento de los residuos se puede regular en función de sus características y su calidad.

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Tipos de hornos: - de parrillas - de lecho fluido - rotativos Horno de parrillas: Las parrillas tienen la función de mover los residuos dentro de la cámara de combustión. Además, sirven para conseguir una buena mezcla de los residuos con el aire de combustión. En estos hornos el aire de combustión penetra en la cámara por la parte inferior a través de la parrilla

Figura 2. Horno de parrillas.

Horno de lecho fluido: Típicamente se emplean para la combustión de combustibles fósiles o residuos no urbanos (p. ej. astillas de madera). No se emplea normalmente para la incineración de residuos urbanos ya que estos tienen que ser procesados previamente. Este método se basa en la transmisión de calor entre un material inerte, normalmente arena de sílice y el combustible. El sistema consta de un cilindro vertical de acero revestido de material refractario, un lecho de arena, una rejilla de apoyo, toberas para inyección de aire a presión y quemadores. Mediante la inyección de aire se fluidifica el lecho de arena. A través de quemadores que utilizan combustible auxiliar se calienta la arena hasta la temperatura de operación y se inicia la carga de los residuos. Los residuos se incineran, y a partir de este momento se corta el suministro de combustible auxiliar.

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Figura 3. Horno de lecho fluidizado.

Horno rotativo: Es un sistema antiguo que se sigue empleando debido a su flexibilidad para la incineración de residuos muy heterogéneos.

Figura 4. Horno rotativo.

Consta de un cilindro horizontal revestido de refractario, que gira alrededor de su eje a unas diez revoluciones por minuto. Este tipo de horno permite variar la velocidad de rotación y el tiempo de permanencia del combustible, con lo que puede controlarse la combustión.

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La existencia de movimiento implica limitaciones de tamaño y una mayor complejidad que otros sistemas, razón por la que se ha limitado su desarrollo a pequeñas plantas. En las plantas con recuperación de energía el calor producido en el horno se transfiere a la caldera. Los gases calientes resultado de la combustión ceden calor a la caldera de recuperación para generar vapor que puede ser utilizado para accionar una turbina y generar electricidad. Control de la incineración. Temperatura de los gases de combustión. Debido a la naturaleza heterogénea de los RSU es imposible realizar una combustión estequiométrica. Los códigos de buenas prácticas, en los que se inspira la normativa, exigen que la combustión se efectúe con un exceso de aire, para dar un 6% O 2 como mínimo, a una temperatura entre 850 1100 ºC. Para minimizar la contaminación se requiere un tiempo de residencia de los gases en el horno de 2 segundos a una temperatura de 850ºC. La normativa requiere también instalar un quemador auxiliar para mantener la temperatura en la cámara de combustión por encima de 850 ºC en las condiciones más desfavorables de funcionamiento (puesta en marcha, parada...). Esta temperatura es necesaria para asegurar la eliminación de los contaminantes y la combustión total de gases orgánicos que producirían malos olores. Las altas temperaturas producen altos rendimientos de destrucción y eliminación, pero por otra parte pueden causar problemas, tales como la vitrificación de las escorias o el daño al material refractario. También se produce un aumento de la volatilización de los metales pesados como el plomo, zinc, cadmio y cromo. Por tanto la temperatura debe mantenerse constante para lograr un equilibrio entre el rendimiento requerido y evitar daños causados por altas temperaturas o problemas de las emisiones. Se han ido perfeccionando sistemas para mantener la temperatura, como la recirculación de los gases de combustión, la introducción de aire caliente o la utilización de quemadores auxiliares. Sistema de humos En función de las características de los residuos y de las condiciones en que se efectúa la combustión los gases generados en la combustión contienen, además de los componentes normales (O2, N2, CO2) los siguientes contaminantes: Monóxido de carbono: El CO se genera en la combustión incompleta. Si los niveles de CO son elevados es señal de que los gases no han estado durante el tiempo suficiente a temperatura elevada en presencia de oxígeno para oxidar el CO a CO2. Cuando se queman los residuos se genera CO2, CO, H2 y compuestos hidrocarbonados inquemados. El exceso de aire reacciona con los gases para convertir el CO y el H 2 en CO2 y H2O. Si se añade mucho aire en la zona de combustión disminuirá la temperatura local del gas y se retardarán las reacciones de oxidación. Si falta aire se escapan mayor cantidad de inquemados, y parte de estos compuestos se convertirán en CDD/CDF.

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La concentración de CO es un buen indicador del rendimiento de la combustión, y es un criterio importante para indicar la presencia de inestabilidades y perturbaciones del proceso de combustión. Las emisiones de CO pueden reducirse mejorando el proceso de combustión. Óxidos de nitrógeno NOx: Los óxidos de nitrógeno se generan en todos los procesos de combustión. El compuesto dominante es el óxido nítrico NO, pero también se forma NO 2 y N2O. Las emisiones de NOx dependen de la temperatura de la combustión, y del exceso de aire. Para minimizarlas hay que controlar bien el proceso de combustión. Gases ácidos HCl, SO2: Las concentraciones de HCl y SO2 están directamente relacionadas con el contenido de Cl y S de los residuos. Se considera que la presencia de gases ácidos es independiente de las condiciones de la combustión. La incineración de PVC genera HCl que en parte queda neutralizado por las partículas alcalinas (cenizas, escoria). El nivel de SO2 depende de la presencia de neumáticos, caucho, goma, que contienen mucho S. Partículas: La emisión de partículas depende de las características de los residuos, del diseño del horno, y de las condiciones de operación (relación aire primario/secundario). Metales (Cd, Pb, Hg, As, Ni, Cr): Los metales están presentes en el papel, madera, latas, baterías, etc. Los metales se emiten en forma de partículas (As, Cd, Cr, Pb) o como gases volátiles (Hg). Las emisiones dependen de la composición de los residuos y son independientes del tipo de horno. Compuestos orgánicos tóxicos (CDD/CDF): Diversos compuestos orgánicos están presentes en los residuos o se forman durante los procesos de combustión y postcombustión. Pueden estar en fase vapor o condensados o absorbidos en las partículas. La emisión de dioxinas puede disminuirse optimizando el proceso de combustión, pero incluso con una incineración completa no se consigue eliminar las dioxinas. Debido al efecto de-novo durante el enfriamiento de los humos se observa una formación de dioxinas/furanos que se ve favorecida por un alto contenido de partículas, por la presencia de cloruros metílicos y alcalinos, y por concentraciones elevadas de CO. La temperatura de operación del electrofiltro es un parámetro que afecta a las emisiones de dioxinas. La formación de CDD/CDF en el electrofiltro es directamente proporcional a la temperatura de entrada, y tiene su máximo a unos 300ºC. Para reducir la emisión de dioxinas pueden emplearse dos tipos de medidas.  

Medidas primarias: Reducir CO y residuos inquemados mejorando la combustión Reducir la concentración de partículas en los humos mejorando la configuración del horno

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

Medidas secundarias: Convertidor catalítico Eliminación con carbón activado o coque

Estos procesos permiten lograr el límite de 0,1 mg TE/m3 en los gases de escape. La EPA (Enviromental Protection Agengy), proporciona los siguientes factores de emisión para estimar los niveles de emisión a largo plazo de las incineradoras de RSU, en kg de contaminante generado por tonelada de residuo quemado:

Contaminante kg/Mg de residuo quemado Partículas As Cd Cr Hg Ni Pb SO2 HCl CDD/CDF NOx CO

12.6 0.00214 0.00545 0.00449 0.00240 0.00393 0.107 1.73 3.20 8.35E-07 1.83 0.232

Sistemas de depuración de gases de combustión Para minimizar el impacto sobre el medio ambiente, y debido a las crecientes exigencias y limitaciones de la normativa, las instalaciones de incineración necesitan sistemas de depuración de los gases de combustión adecuados. Para tratar el caudal de gases generado, alrededor de 6-7 Nm3/kg de residuo, se dispone de una serie de tecnologías convencionales que se basan en el empleo de sistemas de depuración que pueden ser de tipo húmedo, semiseco o seco. Método húmedo Se instala una unidad de eliminación de partículas de polvo (filtros de mangas, precipitadores electrostáticos). Luego se efectúa un lavado de los gases ácidos inyectando en el flujo de gas una solución acuosa de hidróxidos de calcio o sodio para eliminar el HCl y el SO2. En instalaciones grandes puede recuperarse el HCl si en lugar de neutralizarlo se utiliza un proceso de rectificación con ayuda de una solución de CaCl 2.

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Método seco Se rocía cal seca pulverizada e hidratada en una cámara de mezcla. Los gases ácidos reaccionan con la cal y el producto se recoge en un filtro (de mangas o electrostático). Una alternativa consiste en inyectar bicarbonato sódico en lugar de cal. Para aumentar la eficiencia de este proceso es muy importante poder reducir la temperatura de los gases. A la salida de la cámara de postcombustión es preciso enfriar los gases antes de emitirlos a la atmósfera.

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Método semi-seco Se ha adaptado un método desarrollado para la desulfuración de plantas de combustión de carbón. Se diferencia del método seco en que el reactivo se inyecta en el seno de la corriente de gases en forma de lechada de hidróxido cálcico, Ca(OH) 2, pulverizado en forma de finas gotas, que reacciona con los compuestos ácidos y precipita las partículas de polvo de mayor tamaño. El método seco tiene una elevada eficiencia para la eliminación de gases ácidos, no genera vertidos de aguas residuales y tiene un bajo coste de mantenimiento. Estos sistemas permiten eliminar un 90% de los contaminantes ácidos, partículas y metales pesados. Sin embargo como los límites de emisión exigidos por la normativa son cada vez más estrictos pueden no ser suficientes para eliminar otros compuestos como el mercurio, las dioxinas y furanos, o los óxidos de nitrógeno. - Mercurio Más del 90% del mercurio existente en los gases de las plantas de incineración de RSU se encuentra en forma de HgCl2. El 10% restante es mercurio metálico. Para separarlo hay distintas técnicas que consisten en la inyección de carbón activado o de Na2S en la corriente de gas, o en

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hacer pasar los gases a través de filtros de carbón activado. En el proceso de inyección de carbón activado el Hg es adsorbido en la partícula de carbono, mientras que con la inyección de Na 2S se produce una reacción y precipita HgS. - Dioxinas y furanos Forman una familia con un total de 210 isómeros. La máxima toxicidad corresponde al isómero TCDD. En las plantas actuales con emisiones de dioxinas comprendidas entre 1-5 ng/m3 puede cumplirse con holgura el valor límite de emisión. Para la eliminación de estos compuestos puede utilizarse un sistema de depuración que trabaja a base del proceso semiseco. Consta de un absorbedor por atomización seguido por un electrofiltro o un filtro de mangas. Se mejora la eficiencia de la eliminación de dioxinas/furanos empleando Na2S, un complejo de sales sódicas, y coque de lignito pulverizado, suspendido en agua y en lechada de cal. Desde el punto de vista económico el aditivo más apropiado es el Na 2S, pero hay que usar un sistema de alimentación totalmente cerrado para evitar olores molestos. El complejo de sales de Na es mucho más caro. La solución óptima es utilizar como absorbente el coque de lignito, es más caro pero sirve para eliminar las dioxinas. - Técnicas de control de NOx En las plantas incineradoras las concentraciones máximas de NOx están en el rango de 100 a 400 mg/Nm3. Los límites de la normativa mediambiental hacen indispensable la aplicación de medidas secundarias para reducir la cantidad de óxidos de nitrógeno. El control de las emisiones de NO x puede efectuarse a través de técnicas de control de la combustión, o mediante sistemas de tratamiento adicionales. Los controles de combustión se basan en reducir el exceso de aire para disminuir el O2 disponible en la zona de llama para reaccionar con el N2. Existen dos procesos de tratamiento adicionales, la reducción catalítica selectiva (SCR), y la reducción no-catalítica selectiva (SNCR) que emplea agentes de reducción en la cámara de combustión. Ambos procesos usan amoníaco o sus derivados para reducir los óxidos de nitrógeno NOx generados en la combustión. Con la reducción no-catalítica selectiva puede conseguirse una reducción de NO x de un 45%, mientras que con la reducción catalítica puede obtenerse una reducción superior al 80%.

Evacuación de cenizas y escorias. Por cada tonelada de RSU se producen, en media (estas cifras pueden variar en función de la recogida selectiva): 200 kg de escoria 20-80 kg de cenizas

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Los residuos de la combustión son las escorias, que se descargan en el extractor de escorias y se transportan mediante una cinta transportadora. Si la combustión ha sido completa las escorias pueden utilizarse como subproducto, en obra pública, o verterse sin riesgos en los vertederos. Las cenizas son las materias residuales procedentes del tratamiento de gases y tienen que llevarse a un centro de tratamiento autorizado para su inertización. Las escorias contienen metales pesados (plomo y zinc) en proporciones muy bajas respecto a las cenizas del filtrado de gases. Estos metales pesados se encuentran bajo una forma casi insoluble, encerrados dentro de una ganga vitrificada, siendo su potencial contaminante muy bajo. Los metales más tóxicos como el mercurio y el cadmio están prácticamente ausentes. Las materias residuales procedentes del tratamiento de gases se pueden eliminar de las formas siguientes: a) Lavando las cenizas volantes, mediante la acción de agentes aglomerantes y compactación. b) Mejorando la resistencia a la lixiviación de los metales pesados y cloruros mediante lavado alcalino y posterior solidificación con agentes aglomerantes. c) Mediante tratamiento térmico de las materias residuales con vistas a su comercialización como por ejemplo la vitrificación.

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6. SOLUCIÓN PROPUESTA. 6.1.

Determinación de las características de la planta

Dimensionado El tamaño de la planta se encuentra condicionado por dos factores: - Las necesidades energéticas a cubrir. En este caso, se contempla la valorización energética como nueva producción de energía y no como necesidad de suministro a una actividad concreta. - La cantidad de combustible disponible. Constituye el caso más frecuente, y corresponde a aplicaciones relacionadas directamente con el recurso energético. Para definir el tamaño de la planta es necesario, en primer lugar, valorar el combustible disponible en cantidad, calidad y tiempo. - Cantidad. La cantidad de residuo disponible tenderá a incrementarse anualmente, pero se mantendrá dentro de unos márgenes previsibles. - Calidad. Las propiedades pueden variar mucho de una época a otra, o bien de un año a otro. - Tiempo. Se refiere a la variabilidad estacional de los residuos. Gestión del recurso Uno de los factores que pueden considerarse cruciales a la hora de establecer las condiciones de funcionamiento de la planta será la gestión del recurso fracción combustible (RDF), desde el momento de su producción hasta su aprovechamiento final. Ésta se verá afectada por los siguientes condicionantes: - La decisión de los sistemas de tratamiento a emplear, así como la posibilidad de realizarlos en el punto de producción del recurso, en puntos intermedios o en la propia planta. - La adecuación de los sistemas de aprovechamiento energético a los combustibles para mantener un rendimiento idóneo en el conjunto de las instalaciones, y para prevenir las posibles averías que pudieran derivarse de la utilización de combustibles inadecuados para la instalación. Es decir, si existe también la posibilidad de utilizar diferentes combustibles, ésta debe plantearse a la hora de diseñar los sistemas de aprovechamiento energético. Emplazamiento En el momento de elegir el emplazamiento de la planta deben tenerse en cuenta factores como los ambientales (cercanía a núcleos de población, daños sociales, impacto ambiental, etc.), las infraestructuras necesarias (accesos, conexión a la red eléctrica...) o las disponibilidades de agua (producción de vapor o refrigeración), entre otros.

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Además de los aspectos referidos, es fundamental atender a los costes de transporte a la hora de seleccionar la ubicación idónea. Estos costes condicionan en gran medida la viabilidad económica de la valorización, además del impacto medioambiental que se produce en concepto de emisiones debido al combustible consumido por los medios de transporte. En la alternativa inicial que se plantea, la planta de valorización se ubicaría en terrenos colindantes con los vertederos analizados, por lo que el coste de transporte del combustible puede asumirse como nulo. No obstante, en la discusión de resultados se realiza un análisis de sensibilidad donde se recoge esta variable, dentro del supuesto de otra ubicación diferente para las plantas o incluso la unificación de las 3 en una sola. En este caso, las distancias medias a cubrir serían las que separan a Tánger de Tetuán y a Oued Laou de Tetuán, ya que esta localidad queda ubicada entre las otras dos, por lo que la posible ubicación óptima de una única planta estará en sus inmediaciones, si no se consideran otras restricciones que las propias de la distancia y vías de comunicaciones. Distancia Tánger – Tetuán:

N-2, 61 Km.

Distancia Oued Laou – Tetuán:

N-16, 47 Km.

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Vertedero de Tánger

Vertedero de Tetuán

Vertedero de Oued Laou

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Se plantean dos alternativas básicas:  

3 plantas, cada una Anexa a los vertederos existentes de Tánger, Tetuán y Oued Laou. 1 planta centralizada para recepción del combustible procedente de los 3 vertederos.

Las tres localizaciones posibles se valoran objetivamente en base a los siguientes criterios: 1. Disponibilidad de evacuación eléctrica: En las inmediaciones de los vertederos de Tánger y Tetuán existe infraestructura eléctrica para la exportación de energía. En el caso de Oued Laou no hay líneas cercanas, aunque la proximidad al núcleo de población haría factible disponer de ella. 2. Disponibilidad de terrenos para la implantación: Los tres centros de tratamiento disponen de terrenos anexos aptos para acoger la instalación objeto de este estudio. 3. Optimización de los costes de transporte: En cada caso particular, se asume el coste de transporte actual y no es valor determinante. Sólo se evaluará en el caso de unificarlo todo en una planta.

Evaluación económica y rentabilidad de la inversión Las inversiones varían en función de: - El tamaño de la planta, ya que existe un importante factor de escala en este tipo de instalaciones; de esta manera, el coste de las inversiones se reduce a medida que las plantas son mayores, o bien se incrementa para industrias más pequeñas. - Las alternativas elegidas, incluso en función del propio combustible. Los costes asociados a la generación eléctrica pueden desglosarse en: - Coste del combustible. Se encuentra valorado en euros por unidad de contenido energético, lo que puede incidir en la viabilidad de una planta, ya que representa aproximadamente el 30% de los costes (en el caso de RSU este precio tiene en el coste de transporte su principal componente, más los costes de tratamiento previo a su utilización). Este peso del precio del combustible se ve afectado también por el rendimiento energético en la instalación, por lo que cuanto mayor sea el coste del combustible más necesario se hace acudir a soluciones energéticamente más eficientes. - Coste de operación y mantenimiento. Este factor debe ser minimizado, empleando sistemas de alta fiabilidad y reduciendo al máximo posible todas aquellas operaciones que inciden al alza sobre este tipo de costes. En principio, puede estimarse que para una planta de características medias dichos costes suponen el 20% del coste global de producción del kWh eléctrico. - Coste de capital. Puede llegar a representar el 30% de los costes de producción del kWh eléctrico. En este caso, es necesario optimizar el diseño de la planta para conseguir un compromiso entre la eficiencia energética (para reducir los costes del combustible), el diseño óptimo (para minimizar los costes de O+M) y la propia inversión, siendo necesario encontrar el punto intermedio que satisfaga del modo más adecuado las tres necesidades.

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La solución propuesta para la valorización energética de la fracción de rechazo de los RSU, consiste en la combustión de los mismos en una caldera acuotubular de parrilla a una temperatura de 850ºC. Esta solución se caracteriza, básicamente, por la combustión total de los residuos, emitiendo a la atmósfera vapor de agua y dióxido de carbono, y en menor medida y siempre por debajo de los límites reglamentarios compuestos químicos y partículas, ya que los metales pesados, la mayor parte de las partículas y gases quedan retenidos en la fase de depuración. Las ventajas que presentan esta solución frente al tratamiento actual, que es la compactación y enterramiento, son: -

Reducción del volumen de la fracción de rechazo hasta en un 90%

Recuperación de gran parte de la energía empleada en los procesos productivos de los residuos. (Reciclaje energético)

Las cenizas son más estables que los compuestos de partida

La rentabilidad económica del proceso es elevada

6.2.

Descripción de la solución propuesta.

Es fundamental para el estudio de la tecnología que debe aplicarse en una planta de valorización, poder contar con el PCI de los residuos que se destinan a incineración. Ha sido este dato el que a través de los años ha hecho evolucionar los sistemas de incineración en la búsqueda de procedimientos que consiguiesen un mayor rendimiento y la eliminación de residuos orgánicos y contaminantes. Hoy en día, se han perfeccionado diversos sistemas para mantener la temperatura en el interior de los hornos, como la recirculación de los gases de combustión, la introducción de aire caliente o la utilización de quemadores auxiliares. Igualmente, se ha ido a buscar un mejor rendimiento a base de obtener largos períodos de servicio efectivo o disponibilidad de la instalación entre dos paradas por revisión. La planta de incineración se ha diseñado teniendo en cuenta que debe existir una cierta flexibilidad, tanto a nivel mecánico (capacidad del horno, en t/h) y a nivel térmico (capacidad de las calderas, en MW). En la figura se observa una aproximación al dimensionado mecánico y térmico de una planta de incineración, mediante un diagrama de combustión térmico de un horno.

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En esta figura pueden observarse una serie de puntos y segmentos característicos: C. Mínima capacidad mecánica del horno para mantener la combustión. Por debajo de este valor existe un muy alto consumo de otro combustible. Coincide con la menor capacidad térmica del sistema. A. Coincide con el combustible de menor PCI que puede emplearse en esta línea de incineración. Obliga al empleo de quemadores para mantener la combustión. AB. Incremento de la capacidad mecánica del horno, manteniendo un RSU de baja calidad. Ocasionalmente deben encenderse los quemadores. CD. En este segmento, la capacidad mecánica del horno es mínima, aunque se va elevando la calidad del combustible. DE. Límite máximo de la calidad que se espera del RSU recibido en la planta. El incremento hasta el máximo térmico (CT3) se realiza incrementando la calidad del residuo tratado. EP. A partir del límite térmico del sistema (CT3), para poder incrementar la cantidad tratada, ésta debe reducir su calidad hasta llegar al límite mecánico máximo (CM4). PB. Delimita el rango térmico de funcionamiento del sistema, manteniendo al máximo la capacidad mecánica empleando residuos de distinta calidad. X. Situación en el momento de realizar el estudio de viabilidad, una vez conocida la cantidad de RSU a tratar y su PCI. XE. Previsión del crecimiento del valor energético de los RSU. XB. Previsión del crecimiento de la cantidad de RSU.

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P. Punto de diseño de la planta. Coincide con el máximo mecánico y térmico del horno. CT3. Capacidad térmica máxima. CT1. Capacidad térmica mínima. CM4. Capacidad mecánica máxima. CM1. Capacidad mecánica mínima. El creciente interés que presenta la incineración de RSU se debe en gran medida a la favorable evolución de la composición de los mismos, ya que ello implica el aumento progresivo de su poder calorífico, haciendo fácil su destrucción al no precisar de la utilización de combustible auxiliar. A causa de este incremento constante de su potencia útil las debemos considerar como combustible, que, además, es posible aprovechar. (La composición de los RSU es variable y dependiente de la evolución del nivel de vida. La aparición, sobre todo, de plásticos, embalajes y materiales consumibles, ha ido aumentando el interés del aprovechamiento de este "valor potencial" que contienen los RSU). El valor del PCI puede ser un dato orientativo para conocer la zona donde se establece la recogida de RSU; además, también puede dar una idea bastante fiel del nivel de vida de un determinado país. Así, por ejemplo, en Suecia y Estados Unidos, el PCI alcanza valores que oscilan alrededor de 3.000 kcal/kg. Una comparativa entre Potencia Instalada y capacidad anual de tratamiento se presenta en la siguiente gráfica. En ella se observa cómo la experiencia aconseja una cierta proporcionalidad entre potencia nominal y capacidad de tratamiento. En esta gráfica comprobamos que, dentro de España, la dimensión de la planta propuesta es de tipo medio, si bien la ratio Potencia/Residuos es un poco superior a la media, lo cual se justifica por el poder calorífico característico. Sirvan estos datos como aproximación a las condiciones de Marruecos, ya que actualmente no se dispone de información similar de la zona de estudio.

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35 30

Potencia Instalada (MW)

Madrid 25 P. Mallorca 20 S. Adriá

Gádor 15 Mataró 10 Tarragona 5

Melilla Gerona Montcada

0 0

100

150

200

250

300

350

400

450

Residuos incinerados anualmente (miles de toneladas/año)

La producción de electricidad se basa en el ciclo de Rankine. El vapor producido en las calderas (de elevada calidad con temperatura y presión estables), cede su entalpía poder ser transformado mediante un turbo-grupo en energía eléctrica. El vapor de salida del turbo grupo debe condensarse para volver a entrar en la caldera en forma líquida. La figura siguiente se muestra el esquema de principio que se seguirá.

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Como puede observarse en la figura, este sistema es esencialmente una versión a escala más pequeña de una planta térmica alimentada por carbón o gas. Actualmente, la mayoría de las plantas de incineración recurren a la recuperación de energía con objeto de venderla y poder recuperar los costes de operación y reducir los costes de financiación. La condensación del vapor implica la liberación de calor. En este proyecto, de elevado componente medioambiental, se deberá contemplar la utilización de este calor en algún otro proceso. Para ello, sería interesante contemplar las posibilidades de utilización de este calor residual. Las posibilidades son: a) Industrias que lo consuman y que se encuentran cerca de la planta. b) Redes de calefacción centralizada de la población donde se ubique la instalación. c) Calefacción de invernaderos cercanos a la instalación. Establecer cuál es la capacidad umbral entre una planta sin y otra con recuperación de energía es muy difícil, ya que depende del precio de venta de la energía eléctrica y del poder calorífico de los RSU. Un valor de referencia puede ser el establecido para las condiciones de España, que se puede cifrar en unas 200 t/día. Debido a la composición estudiada de los RSU, estos se pueden quemar sin la utilización de combustible auxiliar. En el caso de tener un bajo PCI no es estrictamente necesario el empleo de quemadores auxiliares; únicamente sería suficiente la utilización de aire comburente precalentado para mantener la temperatura en la cámara de combustión por encima de

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850ºC, temperatura mínima necesaria para la combustión total de los gases orgánicos que producirían olores en el exterior. Otro dato de interés sobre el contenido de los RSU es la cantidad de materias sintéticas, que puede ascender hasta un 6%, siendo aproximadamente un 0,2% el contenido en PVC . Materias como el polietileno y el poliestireno se descomponen totalmente bajo la formación de vapor de agua y óxido de carbono. La incineración del PVC genera ácido clorhídrico (HCl), que queda neutralizado en gran parte por las partículas alcalinas, tales como cenizas y escorias. Los gases de la combustión están compuestos principalmente por CO 2, SO2, HCl y vapor de agua. Sin embargo, la contaminación del medio ambiente por los humos será mínima en la actualidad, debido a la utilización de modernos sistemas de depuración.

6.3.

Instalación termoeléctrica.

La instalación termoeléctrica estaría compuesta por los siguientes elementos: 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.

Caldera de parrilla Condensador por agua o aerocondensador (depende de la disponibilidad de agua) Turboalternador Sistema de limpieza de gases Sistema de control de emisiones Parque de transformadores elevadores Línea de evacuación

Para realizar un predimensionado que permita estudiar la viabilidad técnica y económica de la solución propuesta es preciso definir una serie de datos de partida:   

Cantidad de combustible a tratar (Tm/año) PCI (Kcal/kg) Presión y temperatura de vapor

En este caso los valores adoptados son: PLANTA DE TÁNGER: Combustible: PCI: Presión: Temperatura: Rendimiento del conjunto horno-caldera:

202.780 Tm/año 1.600 kcal/h 45 bar 420ºC 70%

PLANTA DE TETUÁN: Combustible: PCI: Presión: Temperatura: Rendimiento del conjunto horno-caldera:

98.226 Tm/año 1.600 kcal/h 45 bar 420ºC 70%

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PLANTA DE OUED LAOU: Combustible: PCI: Presión: Temperatura: Rendimiento del conjunto horno-caldera:

2.013 Tm/año 1.600 kcal/h 45 bar 420ºC 70%

En el diagrama adjunto se muestran los resultados de la simulación de la planta termoeléctrica. El resultado fundamental a efectos de este nivel de estudio es la potencia eléctrica generada en bornes del alternador: TÁNGER P = 9,68 MWe TETUÁN P = 4,69 MWe OUED LAOU P = 0,1 MWe

Esta potencia y el número de horas de funcionamiento anual previsto, 7.800 horas, nos proporciona la energía eléctrica generada en bornes del alternador:

TÁNGER E = 75.495,66 MWh TETUÁN E = 36.569,86 MWh OUED LAOU E = 782,95 MWh

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P L AN TA D E VAL O R I Z AC I Ó N E N E R G É TI C A R S U Datos V.estado Cálculo

Caudal (Kg/seg) Presión (bar) Entalpia (KJ/Kg) Temperatura (ºC) Potencia entalpica (Kwt) 12,42 3.176,00 39.434,80

P.C.I. = Consumo

en Kwt

D IAGRAM A D E M AS AS Y EN ERGIA

1.607,00 Kcal/Kg 202.780,00 tn/año 26,00 tn/h

45,00 420,00

LOCALIZACIÓN: TÁNGER

12,42 3.176,00 39.434,80

T.V. = 11,98 2.293,36 27.454,53

45,00 420,00

Perdidas 0,00 Kwt

0,88 0,09 43,79

Potencia termica disponible en turbina 10,95 MW

48.578,93 Potencia eléctrica

Aportación de gases en Kwt 0,00

Purgas 0,12 47,05 1.256,89 283,81 156,06 T.A. = 0,00

CALDERA DE VAPOR

9,68 MW

Rdto.= 70% CONDENSADOR

G T.V. = 0,38 2.712,04 1.037,31

0,998 2,50 127,43

0,38 2.712,04 1.037,31

1,21 118,89

Perdidas 65,09 Kwt

Rdto. Turb Rdto. Altr

92,10% 96,00%

T 1 17 2.18

Perdidas 0,06 1,21 2.710,60 105,00 169,96 T.V. = 1,00

1,21 bar

Perdid 27.45

0,19 104,91 19,60

1,00 25,00

1 17 2.17

DESGASIFICADOR TERMICO

Eco. Nº2

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P L AN TA D E VAL O R I Z AC I Ó N E N E R G É TI C A R S U Datos V.estado Cálculo

D IAGRAM A D E M AS AS Y EN ERGIA

Caudal (Kg/seg) Presión (bar) Entalpia (KJ/Kg) Temperatura (ºC) Potencia entalpica (Kwt) 6,02 3.176,00 19.102,09

P.C.I. = Consumo

1.607,00 Kcal/Kg 98.226,00 tn/año 12,59 tn/h

en Kwt

23.531,48

45,00 420,00

LOCALIZACIÓN: TETUÁN

6,02 3.176,00 19.102,09

T.V. = 5,80 2.293,36 13.298,89

45,00 420,00

Perdidas 0,00 Kwt

Potencia termica disponible en turbina 5,30 MW Potencia eléctrica

CALDERA DE VAPOR

Aportación de gases en Kwt 0,00

4,69 MW

Rdto.= 70% CONDENSADOR

G T.V. = 0,19 2.712,04 502,47

Purgas 0,06 47,05 1.256,89 283,81 75,60 T.A. = 0,00

0,88 0,09 43,79

0,19 2.712,04 502,47

0,998 2,50 127,43

1,21 118,89

Perdidas 31,53 Kwt

Rdto. Turb Rdto. Altr

92,10% 96,00%

T Perdidas 0,03 1,21 2.710,60 105,00 82,33 T.V. = 1,00

1,21 bar

17 1.05

0,09 104,91 9,50

1,00 25,00

17 1.05

DESGASIFICADOR TERMICO

6,08 445,40 2.705,65

49,50 105,00

6,08 440,21 2.674,13

1,21 105,00

Perdid 13.29

5,89 382,72 2.253,99

1,21 91,36

Eco. Nº2 2.510,06 Kwt 2.510,06

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P L AN TA D E VAL O R I Z AC I Ó N E N E R G É TI C A R S U Datos V.estado Cálculo

Caudal (Kg/seg) Presión (bar) Entalpia (KJ/Kg) Temperatura (ºC) Potencia entalpica (Kwt) 0,13 3.176,00 408,97

P.C.I. = Consumo

en Kwt

D IAGRAM A D E M AS AS Y EN ERGIA

1.607,00 Kcal/Kg 2.103,00 tn/año 0,27 tn/h

45,00 420,00

LOCALIZACIÓN: OUED LAOU

0,13 3.176,00 408,97

T.V. = 0,12 2.293,36 284,73

45,00 420,00

Perdidas 0,00 Kwt

0,88 0,09 43,79

Potencia termica disponible en turbina 0,11 MW

503,80 Potencia eléctrica CALDERA DE VAPOR

Aportación de gases en Kwt 0,00

0,10 MW

Rdto.= 70% CONDENSADOR

G T.V. = 0,00 2.712,04 10,76

Purgas 0,00 47,05 1.256,89 283,81 1,62 T.A. = 0,00

0,00 2.712,04 10,76

0,998 2,50 127,43

1,21 118,89

Perdidas 0,67 Kwt

Rdto. Turb Rdto. Altr

92,10% 96,00%

T Perdidas 0,00 1,21 2.710,60 105,00 1,76 T.V. = 1,00

17 2

0,00 104,91 0,20

1,21 bar

1,00 25,00

17 2

DESGASIFICADOR TERMICO

0,13 445,40 57,93

49,50 105,00

0,13 440,21 57,25

1,21 105,00

Perdid 28

0,13 382,72 48,26

1,21 91,36

Eco. Nº2 2.510,06 Kwt 2.510,06

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6.4.

Instalaciones de tratamiento.

Las aportaciones a cada uno de los vertederos no reciben ningún tipo de tratamiento previo, por lo que llegan unos RSU que podemos denominar “en bruto” y que no son aptos, tal cual, para su empleo como combustible. El principal problema lo suponen los restos de metales, escombros y residuos de demolición, y por su alto poder contaminante y otras connotaciones ambientales, los residuos de origen hospitalario. También ocasionan problemas los residuos de origen industrial, sobre todo por los contenidos en determinados compuestos químicos, que pueden dificultar las labores de depuración de humos. Como combustible de entrada, se ha de considerar el volumen de residuos, eliminando los mencionados como problemáticos. Esto se hace en una primera fase de tratamiento de selección, triaje o desbaste de los RSU recibidos en vertedero. TRATAMIENTO PRIMARIO, TRIAJE Domésticos Industriales Hospitalarios Vegetales Demolición Mercado Matadero

Domésticos Vegetales Mercado Matadero

TRATAMIENTO SECUNDARIO A PLANTA

Industriales Hospitalarios Demolición

M. Orgánica Cartón y papel Plásticos Metal Vidrio Textil Otros

VERTEDEROS ESPECÍFICOS

M. Orgánica Cartón y papel Plásticos Textil Otros

A VALORIZACIÓN

Metal Vidrio

RECICLAJE

La fracción combustible (RDF) es la obtenida tras la separación de los metales y vidrios de las fracciones anteriores. Esto ocurre en una segunda fase de triaje, que puede automatizarse totalmente y que se realiza a pie de planta de valorización. Por otro lado para la adecuación de la granulometría de los materiales es preciso un proceso de trituración. Por todo lo anterior es necesario añadir una serie de operaciones posteriores a las que se realizan en las plantas actualmente, y anteriores a la introducción de los residuos en el horno. Sería necesario disponer de: 1 Cinta para separación manual de vidrio y metales 1 Picadora para homogeneización de la granulometría 1 Compactadora para reducción de volumen Estas instalaciones permitirán la salida de la planta de tratamiento de la fracción combustible en las condiciones adecuadas para la recepción, almacenamiento y posterior combustión en la planta de valorización energética.

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6.5.

Instalaciones auxiliares.

Las instalaciones complementarias en la planta de valorización energética serían: Instalación eléctrica Instalación de protección contra incendios Instalación de tratamiento de agua Instalación de monitorización y control del proceso Instalación de alumbrado exterior Instalación de voz y datos Instalación de transformación y evacuación en MT En cuanto a las edificaciones necesarias para albergar las instalaciones principales y auxiliares se concretan en las siguientes: Nave de recepción de la fracción combustible Área para grupos térmicos Nave para turboalternador y centro de control Área para almacenamiento y tratamiento de agua Área para aerorrefrigeradores (en caso de condensación por aire) Parque de transformadores En el plano adjunto al documento se presenta una implantación de los distintos sectores.

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7. ANÁLISIS ECONÓMICO. El análisis económico se concreta en los siguientes puntos:    

Flujos de caja Valor actual neto (VAN) Tasa interna de rendimiento (TIR) Período de recuperación de la inversión

En primer lugar es necesario estimar la inversión necesaria para la ejecución de la planta de valorización energética, los ingresos obtenidos por la venta de electricidad y los costes de explotación.

7.1.

Inversión.

La inversión a realizar se puede descomponer en los siguientes capítulos:

Gastos, licencias 3%

Hidráulica y tratamiento agua 3%

Título del gráfico Ingeniería 7% Obra civil 16%

Condensación 4%

Control y pesaje 2%

Terrenos -1%

Horno, caldera 35%

Depuración gases 15%

Turboalternador 9% Instalación eléctrica 6% Los costes de inversión no son directamente proporcionales a la capacidad de tratamiento de la planta, sino que siguen una relación logarítmica, de forma que se reduce el coste de inversión a medida que se incrementa la capacidad. Esto se debe a que hay una serie de costes fijos que se son poco dependientes del tamaño, por lo que penalizan más a la inversión en plantas reducidas. Consultadas las inversiones en una serie de plantas que se encuentran actualmente en funcionamiento, se obtiene la gráfica:

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10E6 € Inversión

TN RSU / AÑO 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0

y = 10,988ln(x) - 98,901 R² = 0,9246

50000

100000

150000 200000 Tn de RSU

250000

300000

350000

La ausencia de datos para plantas de tratamiento de pequeña capacidad, como el caso de la que correspondería a Oued Laou, hace que se tenga que estimar de forma independiente. El ajuste de la gráfica para las dimensiones de las de Tánger y Tetuán sí hace fiables sus resultados. Según estos datos, aplicado a los tres ejemplos de los vertederos analizados, obtenemos: Tánger: Capacidad de tratamiento: 202.780 Tn/año Inversión total:

35.219.000 € Capítulo

Terrenos

176.095

Control y pesaje

704.380

Horno, caldera

Tetuán

Inversión (€)

12.326.650

Depuración gases

5.282.850

Instalación eléctrica

2.113.140

Turboalternador

3.169.710

Condensación

1.408.760

Hidráulica y tratamiento agua

1.056.570

Obra civil

5.458.945

Ingeniería

2.465.330

Gastos, licencias

1.056.570

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Capacidad de tratamiento: 98.226 Tn/año Inversión total:

27.603.000 € Capítulo

Inversión (€)

Terrenos

138.015

Control y pesaje

552.060

Horno, caldera

9.661.050

Depuración gases

4.140.450

Instalación eléctrica

1.656.180

Turboalternador

2.484.270

Condensación

1.104.120

Hidráulica y tratamiento agua

828.090

Obra civil

4.278.465

Ingeniería

1.932.210

Gastos, licencias

828.090

Oued Laou Capacidad de tratamiento: 2.103 Tn/año Inversión total:

853.000 € Capítulo

Terrenos Control y pesaje

Inversión (€) 4.265 17.060

Horno, caldera

298.550

Depuración gases

127.950

Instalación eléctrica

51.180

Turboalternador

76.770

Condensación

34.120

Hidráulica y tratamiento agua

25.590

Obra civil

132.215

Ingeniería

59.710

Gastos, licencias

25.590

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7.2.

Ingresos.

Se calculan los ingresos por venta de la electricidad, valorando el precio del KWh producido en igualdad de condiciones que el precio de la electricidad consumida.

Tarifas en dirhams incluido TVA (14%). TARIFA GENERAL ALTA TENSIÓN Prima fija por kW y Año 323,55 Tasa de consumo por kWh : Hora punta 1,0408 Hora plena 0,7649 Hora crítica 0,5135 INVIERNO (del 01/10 a 31/03)

VERANO (del 01/04 a 30/09)

Horas puntas:

17h-22h

18h-23h

Horas plenas:

7h-17h

7h-18h

Horas críticas:

22h-7h

23h-7h

Tomando los valores medios para el caso de Tánger, los aplicamos a los tres casos por proximidad geográfica. Para homogeneizar las cantidades, convertimos a euros el precio de la electricidad, utilizando como factor: 1 EURO = 0,0896 DH Producción KWh/año

Ingresos obtenidos (€) PUNTA

LLANO

VALLE

TOTAL

Tánger

75.495.660

1.466.749,81

2.263.667,91

1.230.206,81

4.960.624,54

Tetuán

36.569.860

710.488,99

1.096.513,61

595.908,31

2.402.910,91

782.950

15.211,36

23.476,04

12.758,22

51.445,62

Oued Laou

7.3.

Costes de explotación.

Los costes de explotación van a depender de las características propias de la planta, de los costes de tratamiento previo del combustible (que estarán asociados a las características físicas de la entrada de material en cada vertedero) y otras cuestiones de difícil valoración. Diversos estudios cifran los costes de tratamiento en el entorno de 20 €/tn en plantas de 1 MW y unos 6 €/Tn en plantas de más de 20 MW.

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En nuestro caso, podemos adoptar, para cada una: Tánger:

10,43 €/Tn

Tetuán:

12.50 €/Tn

Oued Laou:

25 €/Tn

7.4.

Costes financieros

Es necesario añadir los costes de financiación de las inversiones realizadas, contabilizando los costes de amortización de los equipos, cuya vida útil podemos establecer en 15 años. Se tomará como coste del dinero el 3,5 %, aunque es interesante realizar un análisis de sensibilidad en función de este parámetro.

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7.5.

Indicadores económico-financieros.

Se muestran los resultados iniciales para las hipótesis consideradas: precio de la electricidad, interés de los recursos financieros, costes de explotación, etc según lo mencionado en los apartados anteriores. Posteriormente, se analizan los resultados obtenidos en función de la variación de alguno de estos parámetros, determinando la sensibilidad del negocio a cada uno de ellos. RESULTADOS TANGER (AÑOS 0-11) INGRESOS

Energía Producida (kWh)

1 82.080.000

Precio Venta (€/kWh)

84.560.000

87.120.000

89.840.000

92.720.000

95.680.000

98.720.000

8 101.920.000

9 105.200.000

10 108.640.000

11 112.160.000

0,07

0,07245

0,07499

0,07761

0,08033

0,08314

0,08605

0,08906

0,09218

0,09540

0,09874

5745600

6126372

6532759

6972505

7447883

7954648

8494646

9076949

9696982

10364562

11074893

Mantenimiento (€/año)

2241186

2309083

2380180

2454477

2531975

2612672

2696569

2783667

2873965

2967463

3064161

Gastos (€)

2241186

2309083

2380180

2454477

2531975

2612672

2696569

2783667

2873965

2967463

3064161

Devolución intereses

-1.120.000

-1.024.530

-925.718

-823.448

-717.598

-608.044

-494.655

-377.297

-255.832

-130.116

Devolución principal

-2.727.724

-2.823.194

-2.922.006

-3.024.276

-3.130.126

-3.239.680

-3.353.069

-3.470.426

-3.591.891

-3.717.608

Total pagos banco

-3.847.724

TOTAL GASTOS

6088910

6156807

6227904

6302201

6379698

6460396

6544293

6631391

6721689

6815186

3064161

8010732

TOTAL INGRESOS (€) GASTOS Inversión (€)

32000000

PRESTAMO BANCARIO Préstamo

32000000

RESULTADOS DE EXPLOTACIÓN Inversión inicial

32000000

Ingresos-Gastos

-343310

-30435

304855

670304

1068185

1494252

1950353

2445558

2975293

3549375

Resultado Anual (sin actualizar)

-32000000

2384414

2792759

3226861

3694580

4198311

4733932

5303422

5915985

6567184

7266983

8010732

Resultado Anual Acum ulado

-32000000

-29615586

-26822827

-23595966

-19901386

-15703075

-10969143

-5665721

250264

6817448

14084431

22095163

Programa Mediterráneo para la Cooperación Energética. VALORIZACIÓN ENERGÉTICA DE LOS RSU: ESTUDIO DEL POTENCIAL EN LA REGIÓN DE TÁNGER-TETUÁN

RESULTADOS TANGER (AÑOS 12-20) INGRESOS Energía Producida (kWh) Precio Venta (€/kWh)

12 115.693.040

13 119.337.371

14 123.096.498

15 126.974.038

16 130.973.720

17 135.099.392

18 139.355.023

19 143.744.706

20 148.272.664

0,10220

0,10577

0,10948

0,11331

0,11727

0,12138

0,12563

0,13002

0,13458

11823583

12622887

13476226

14387253

15359867

16398232

17506794

18690297

19953807

Mantenimiento (€/año)

3171406

3282405

3397290

3516195

3639262

3766636

3898468

4034914

4176136

Gastos (€)

3171406

3282405

3397290

3516195

3639262

3766636

3898468

4034914

4176136

Devolución intereses

Devolución principal

Total pagos banco

TOTAL GASTOS

3171406

3282405

3397290

3516195

3639262

3766636

3898468

4034914

4176136

Ingresos-Gastos

8652177

9340482

10078936

10871058

11720605

12631596

13608326

14655382

15777671

Resultado Anual (sin actualizar)

8652177

9340482

10078936

10871058

11720605

12631596

13608326

14655382

15777671

Resultado Anual Acum ulado

30747340

40087822

50166759

61037816

72758421

85390018

98998344

113653726

129431397

TOTAL INGRESOS (€) GASTOS Inversión (€)

PRESTAMO BANCARIO Préstamo

RESULTADOS DE EXPLOTACIÓN Inversión inicial

VAN: 71.635.037 €; TIR: 14.16%

Programa Mediterráneo para la Cooperación Energética. VALORIZACIÓN ENERGÉTICA DE LOS RSU: ESTUDIO DEL POTENCIAL EN LA REGIÓN DE TÁNGER-TETUÁN

RESULTADOS TETUÁN (AÑOS 0-11) TETUAN INGRESOS

Energía Producida (kWh)

1 39.840.000

Precio Venta (€/kWh)

41.040.000

42.320.000

43.520.000

44.800.000

46.080.000

47.360.000

48.720.000

50.000.000

51.360.000

0,07

0,07245

0,07499

0,07761

0,08033

0,08314

0,08605

0,08906

0,09218

0,09540

2788800

2973348

3173397

3377598

3598632

3831001

4075227

4338981

4608832

4899889

Mantenimiento (€/año)

1304908

1344370

1384448

1425142

1466452

1508378

1550919

1594077

1637851

1682240

Gastos (€)

1304908

1344370

1384448

1425142

1466452

1508378

1550919

1594077

1637851

1682240

TOTAL INGRESOS (€) GASTOS Inversión (€)

27603000

PRESTAMO BANCARIO Préstamo

27603000

Devolución intereses

-966.105

-883.753

-798.518

-710.301

-618.996

-524.495

-426.686

-325.454

-220.679

-112.237

Devolución principal

-2.352.917

-2.435.270

-2.520.504

-2.608.722

-2.700.027

-2.794.528

-2.892.336

-2.993.568

-3.098.343

-3.206.785

Total pagos banco

-3.319.022

TOTAL GASTOS

4623930

4663392

4703470

4744164

4785474

4827400

4869942

4913100

4956873

5001263

RESULTADOS DE EXPLOTACIÓN Inversión inicial

27603000

Ingresos-Gastos

-1835130

-1690044

-1530073

-1366566

-1186842

-996399

-794715

-574118

-348042

-101374

Resultado Anual (sin actualizar)

-27603000

517787

745225

990431

1242155

1513185

1798129

2097622

2419450

2750301

3105411

Resultado Anual Acum ulado

-27603000

-27085213

-26339987

-25349557

-24107401

-22594217

-20796088

-18698466

-16279016

-13528715

-10423304

Programa Mediterráneo para la Cooperación Energética. VALORIZACIÓN ENERGÉTICA DE LOS RSU: ESTUDIO DEL POTENCIAL EN LA REGIÓN DE TÁNGER-TETUÁN

RESULTADOS TETUÁN (AÑOS 11-21) TETUAN INGRESOS Energía Producida (kWh)

11 52.800.000

12 54.648.000

56.560.680

58.540.304

60.589.214

62.709.837

64.904.681

67.176.345

69.527.517

71.960.980

74.479.615

Precio Venta (€/kWh)

0,09874

0,10220

0,10577

0,10948

0,11331

0,11727

0,12138

0,12563

0,13002

0,13458

0,13929

TOTAL INGRESOS (€)

5213573

5584910

5982695

6408812

6865280

7354260

7878067

8439182

9040263

9684156

10373910

Mantenimiento (€/año)

1727246

1787699

1850269

1915028

1982054

2051426

2123226

2197539

2274453

2354059

2436451

Gastos (€)

1727246

1787699

1850269

1915028

1982054

2051426

2123226

2197539

2274453

2354059

2436451

Devolución intereses

Devolución principal

Total pagos banco

TOTAL GASTOS

1727246

1787699

1850269

1915028

1982054

2051426

2123226

2197539

2274453

2354059

2436451

Ingresos-Gastos

3486327

3797210

4132426

4493784

4883226

5302834

5754841

6241643

6765810

7330097

7937459

Resultado Anual (sin actualizar)

3486327

3797210

4132426

4493784

4883226

5302834

5754841

6241643

6765810

7330097

7937459

Resultado Anual Acum ulado

-6936977

-3139766

992660

5486444

10369670

15672504

21427344

27668988

34434798

41764895

49702354

GASTOS Inversión (€)

PRESTAMO BANCARIO Préstamo

RESULTADOS DE EXPLOTACIÓN Inversión inicial

VAN: 16.073.386 €; TIR: 7.36 %

Programa Mediterráneo para la Cooperación Energética. VALORIZACIÓN ENERGÉTICA DE LOS RSU: ESTUDIO DEL POTENCIAL EN LA REGIÓN DE TÁNGER-TETUÁN

RESULTADOS OUED LAOU (AÑOS 0-11) OUED LAOU INGRESOS

Energía Producida (kWh)

1 880.000

Precio Venta (€/kWh)

2 960.000

1.120.000

1.200.000

1.280.000

1.360.000

1.520.000

1.600.000

1.680.000

1.840.000

2.000.000

0,07

0,07245

0,07499

0,07761

0,08033

0,08314

0,08605

0,08906

0,09218

0,09540

0,09874

61600

69552

83984

93132

102818

113068

130793

142495

154857

175541

197484

Mantenimiento (€/año)

52645

57348

62396

67790

73530

79615

86045

92821

99943

107410

115223

Gastos (€)

52645

57348

62396

67790

73530

79615

86045

92821

99943

107410

115223

Devolución intereses

-29.855

-27.310

-24.676

-21.950

-19.128

-16.208

-13.186

-10.057

-6.820

-3.468

Devolución principal

-72.711

-75.256

-77.890

-80.616

-83.437

-86.358

-89.380

-92.509

-95.746

-99.097

Total pagos banco

-102.566

TOTAL GASTOS

155211

159914

164962

170356

176096

182181

188611

195387

202509

209976

115223

82261

TOTAL INGRESOS (€) GASTOS Inversión (€)

853000

PRESTAMO BANCARIO Préstamo

853000

RESULTADOS DE EXPLOTACIÓN Inversión inicial

853000

Ingresos-Gastos

-93611

-90362

-80978

-77224

-73277

-69113

-57818

-52892

-47652

-34435

Resultado Anual (sin actualizar)

-853000

-20900

-15106

-3088

3392

10160

17245

31562

39616

48094

64662

82261

Resultado Anual Acum ulado

-853000

-873900

-889006

-892094

-888702

-878542

-861298

-829736

-790119

-742025

-677363

-595102

Programa Mediterráneo para la Cooperación Energética. VALORIZACIÓN ENERGÉTICA DE LOS RSU: ESTUDIO DEL POTENCIAL EN LA REGIÓN DE TÁNGER-TETUÁN

RESULTADOS OUED LAOU (AÑOS 12-21) OUED LAOU INGRESOS

Energía Producida (kWh)

2.070.000

2.142.450

2.217.436

2.295.046

2.375.373

2.458.511

2.544.559

2.633.618

2.725.795

2.821.198

Precio Venta (€/kWh)

0,10220

0,10577

0,10948

0,11331

0,11727

0,12138

0,12563

0,13002

0,13458

0,13929

TOTAL INGRESOS (€)

211550

226617

242758

260048

278570

298412

319666

342434

366824

392951

Mantenimiento (€/año)

119256

123430

127750

132221

136849

141639

146596

151727

157037

162534

Gastos (€)

119256

123430

127750

132221

136849

141639

146596

151727

157037

162534

Devolución intereses

Devolución principal

Total pagos banco

TOTAL GASTOS

119256

123430

127750

132221

136849

141639

146596

151727

157037

162534

Ingresos-Gastos

92294

103187

115008

127827

141721

156773

173070

190707

209787

230417

Resultado Anual (sin actualizar)

92294

103187

115008

127827

141721

156773

173070

190707

209787

230417

Resultado Anual Acum ulado

-502809

-399621

-284613

-156786

-15065

141708

314778

505485

715272

945689

GASTOS Inversión (€)

PRESTAMO BANCARIO Préstamo

RESULTADOS DE EXPLOTACIÓN Inversión inicial

VAN: 69.118 €; TIR: 4.03 %

Programa Mediterráneo para la Cooperación Energética 8.

Discusión de resultados.

Se ha realizado un análisis de resultados en función de la variación de algunos parámetros. En un principio, parecía que la mayor sensibilidad sería a la variación de la tasa de interés, en combinación con la tasa de incremento del precio de la electricidad. Así, se muestra la gráfica donde se recogen esos valores para cada una de las tres plantas:

Se observa cómo la evolución del VAN es creciente a la vez que lo hace el posible incremento del precio de la electricidad, pero las gráficas son paralelas para distintos valores del porcentaje de interés aplicado a la financiación de la inversión. En el caso de la planta de Tetuán, observamos la misma tendencia.

Programa Mediterráneo para la Cooperación Energética

Finalmente, en el caso de Oued Laou, la viabilidad de la planta comienza para un incremento de precio anual del 3%, mientras en valores inferiores se obtienen valores negativos del VAN.

Si vemos un análisis más sencillo, comparando las tres plantas, observamos cómo la pendiente de la gráfica es mucho mayor en el caso de tener una planta de mayores dimensiones:

Programa Mediterráneo para la Cooperación Energética

Los tres proyectos son mucho más sensibles a la variación del coste de tratamiento de los RSU. Esta sensibilidad se observa con mayor claridad en el valor de la Tasa Interna de Rendimiento (TIR), donde tenemos:

Programa Mediterráneo para la Cooperación Energética En el caso de la planta de Oued Laou, se observa cómo con los costes considerados actualmente (22 €/tn) obtiene una TIR del 4.03 %, lo que se sitúa ligeramente por encima del coste del dinero estimado del 3,5 %. Con una ligera variación del coste de tratamiento, incrementando entre un 5 y 10 %, ya se sitúa en una TIR por debajo del interés de financiación, lo que haría inviable el proyecto desde el punto de vista económico. En el caso de las otras dos plantas, soportan mejor esas variaciones, que podrían llegar hasta un 20 % de incremento, sin perder por ello más de un 10 % del valor de la TIR.

Programa Mediterráneo para la Cooperación Energética 9.

Conclusiones

El análisis de la información recogida nos lleva a las siguientes afirmaciones: 1. Existe posibilidad técnica y económica de implantar la valorización energética de los RSU en los vertederos de Tánger, Tetuán y Oued Laou. 2. La ubicación de las plantas de valorización debe ser en el mismo lugar del vertedero, para evitar los costes de transporte de los RSU. Las plantas de Tánger y Tetuán podrían absorber un coste de transporte de hasta el 20 % del coste de tratamiento inicial. En el caso de Oued Laou, esta variable es crítica y no admite sobrecoste. 3. La variación de los valores de VAN y TIR, en función del incremento del precio de la electricidad y de los costes financieros, siguen una tendencia lineal. No se observan valores críticos. 4. Es necesario hacer una caracterización de las propiedades de los RSU que entrarían a las plantas, principalmente de su PCI en función de la humedad y de la época del año. La variación que produce este valor en la generación final de energía, modifica sustancialmente los resultados. 5. Se demuestra la viabilidad de las tres plantas, aunque los resultados mejorarían en el caso de unificar las tres en una sola. Sería necesario un estudio en profundidad, para determinar hasta qué coste de transporte sería asumible, según la localización de la planta, aunque lo más idóneo sería la mayor cercanía al vertedero de Tánger. José Ramírez Faz Director Técnico INERSUR