Evaluación técnica, económica y ambiental de alternativas de autogeneración de electricidad o cogeneración, a partir de biomasa residual para la empresa planta productora de aceite de palma africana, “INVERSIONES LA MEJORANA” en el Departamento del Meta

Abstract

El objetivo general del presente trabajo de investigación, es definir la mejor vía y el mejor esquema conceptual para generación de electricidad o cogeneración a partir de biomasa residual de la planta industrial de procesamiento La Mejorana, para producción de aceite de palma, localizada en Acacias, Meta, Colombia. Como parámetros esenciales para desarrollar el presente trabajo fueron considerados aspectos generales como a) caracterización de las demandas térmica y eléctrica en la planta La Mejorana, b) Características físicas y energéticas de la biomasa residual en la planta La Mejorana c) Capacidad de generación energética, d) requerimientos para inyección de energía a la red e) reglamentación ambiental en Colombia y f) situación de la transición energética en Colombia. A partir de estos parámetros fueron evaluadas alternativas para generación de electricidad o cogeneración, bajo las siguientes categorías: a) tipo de proceso termoquímico de transformación energética de la biomasa, entre combustión, gasificación y pirolisis, b) tipo de ciclo termodinámico de generación de energía, entre ciclo con planta de vapor, ciclo con planta de gas, ciclo combinado, y ciclo de motor de combustión interna c) tipo de esquema regulatorio, entre solo autogeneración, autogeneración con inyección de excedentes a la red eléctrica, solo cogeneración y cogeneración con inyección de excedentes a la red eléctrica.. Respecto del tipo de proceso termoquímico de transformación energética de biomasa, bajo criterios de eficiencia y de desempeño, fue seleccionada la gasificación; para el tipo de ciclo termodinámico de generación de energía, bajo criterios de eficiencia, económicos y de desempeño, fue seleccionado el ciclo de motor de combustión interna y la autogeneración con inyección de excedentes a la red eléctrica, fue seleccionada como el tipo de esquema o estructura regulatoria. De acuerdo con lo anterior, fue seleccionado un esquema de generación de electricidad de gasificación con motor de combustión interna, fueron dimensionados y seleccionados los respectivos sistemas de gasificación de biomasa y de motor de combustión interna, definiendo el equipo auxiliar correspondiente, sistemas de control y accesorios; también fueron definidos tanto los requisitos como etapas necesarias para ser considerado como agente autogenerador, en el esquema regulatorio colombiano. Finalmente fueron realizadas las evaluaciones económica y ambiental del sistema considerando las diferentes reglas aplicables a la actividad de generación de electricidad en el sistema interconectado en Colombia.

Abstract: The overall objective of this research work is to define de best way and the best conceptual scheme for energy generation, or cogeneration, from residual biomass at industrial processing plant of palm oil production at La Mejorana mill, located in Acacías, Meta, Colombia. As assential parameters for develop this work, were considerated general aspects as a) characterization of termal and electricity demand at La Mejorana mill, b) physical and energy characteristics of residual biomass at La Mejorana mill c) power capacity of generation, c) requirements of power plant for inject energy to grid, d) environment rules in Colombia and e) current situation of energy transition in the world and in Colombia. From this paramters, were evaluated alternatives for enery generation or cogeneration, under following categories: a) type of of terrmochemical process of biomass energy transformation, between combustión, gasification and pyrolysis, b) type of termodynamic cycle of energy generation between steam power plant cycle, gas power plant cycle, combined cycle and internal combustión engine cycle, c) type of regulatory framework escheme between only selfgeneration, self generation with injection of excedents to the electrical grid, only cogeneration, and cogeneration with injection of excedents to the electrical grid. With regard to the type of terrmochemical process of biomass energy transformation, under efficiency and behavior criteria, was selected the gasification; for the type of termodynamic cycle of energy generation, under efficiency, economycs, enviromental and behavior criteria, was selected internal combustión engine cycle, and self generation with injection of excedents to the electrical grid, was selected as the type of regulatory framework escheme. In accordance with the above, it was selected a scheme of electricity generation of gasification with internal combustión engine, were sized and selected the respectives biomass gasification system and internal combustión engine, defining the corresponding auxiliary equipment, control systems and accesories; also was defined the requeriments and necesary steps to be considered as self generator agent in the colombian energy regulatory scheme. Finally were realized the economics and environmental evaluation of the system, considering the several rules enforceables to the activity of energy generation at the interconected system in Colombia.