Lahti Energie inaugura una planta de gasificación de160 MW de combustible sólido recuperado y clasificado (CSR) con tecnología de Metso, que proporciona el doble de eficiencia que las clásicas plantas de transformación de residuos.
Metso Power OY, parte de Metso OY, ha construido a 100 km de Helsinki una planta de gasificación para Lahti Energie.
El combustible es material sólido de recuperación clasificado, que es recogido por empresas independientes que se encargan de acondicionarlo antes de venderlo a la planta en función de su contenido energético.
Juhani Isaksson, uno de los responsables de Metso involucrado en el proyecto, se encargó de presentar la planta a un grupo de periodistas, entre los que estaba Lennart Ljungblom.
“La tecnología de gasificación no está ideada para sustituir a la combustión tradicional” explica Isaksson, “la gasificación es una más de las opciones existentes para convertir un material combustible en algo más útil como calor o electricidad”.
En el caso de Lahti, el producto principal que se deseaba conseguir era suministro eléctrico para la ciudad. El proceso ha sido optimizado gracias a las mejoras tecnológicas implementadas por Metso sobre la gasificación lo que permitido obtener un rendimiento del 31%.
Esto ha sido posible gracias a los innovadores procesos de gasificación y limpieza de gas, que permiten producir vapor de gran calidad, sin impurezas y con una temperatura y presión adecuadas para el mejor trabajo la turbina.
Gasificación para diferentes sectores
Metso está desarrollando su tecnología de gasificación para adaptarse a cuatro diferentes sectores:
- Gasificación simple de biomasa para su uso directo en procesos industriales. El ejemplo más típico de aplicación es en hornos de cal, aunque hay otras instalaciones que pueden aprovechar esta tecnología.
- Co-combustión con carbón en polvo para una sustitución progresiva de éste. Metso está construyendo un gasificador de 140 MW de este tipo para la central de Vaskiluodon Voima OY, en Wasa. Cuando concluyan, será la mayor planta del mundo de este tipo, y en ella se producirá electricidad y calor. Con el gasificador se dejará de quemar hasta el 40% del carbón usado en la actualidad en la planta.
- Gasificación de combustibles difíciles. Con este sistema se obtiene un gas más limpio y se consigue una mejor eficiencia energética para la producción de electricidad.
- Metso también trabaja en el proyecyo GoBiGas en Göteborg para la producción de metano a partir de biomasa. La planta estará en marcha el año próximo y necesitará una potencia de 32MW (con pellets) para producir 20 MW de metano.
Residuos para electricidad
Jaana Lehtovirta, jefa de comunicación de la planta, explicaba que el nuevo gasificador Kymijärvi II proporciona el doble de eficiencia que las clásicas plantas estándar de transformación de residuos por combustión.
Lahti Energie
La empresa está situada en la localidad de Lahti y produce energía para electricidad y redes de calor. Fundada en 1.900, da servicio eléctrico a más de 100.000 clientes y mantiene una red de calor de 600 km de longitud.
“Tenemos dos plantas en el mismo lugar. La primera se construyó en 1975 para quemar carbón, y la nueva se ha construido justo al lado de la antigua”, explica Jaana Lehtovirta.
Reducción de emisiones
Las emisiones de CO2 se reducirán hasta en 300.000 toneladas al año gracias a la menor utilización de carbón.
Según Lehtovirta, la nueva planta consumirá aproximadamente 250.000 toneladas de combustible CSR para sustituir 170.000 toneladas de carbón.
Sistema de filtrado
Plástico, papel no reciclable y residuos de madera son las tres categorías en las que se separan los materiales que utilizará la planta.
Al menos cinco empresas independientes recogen y acondicionan el material -clasificación, primera limpieza- antes de venderlo a un precio que varía según el contenido energético a Lahti Energia.
El sistema de reciclaje y separación de residuos domésticos está implantado en la ciudad desde 1998.
“La ciudad de Lahti se encuentra en una región sin demasiadas fuentes de energía propias, así que era lógico para nosotros emplear el sistema de aprovechamiento de los residuos”, asegura Jaana Lehtovirta.
El combustible también proviene de la industria y los sectores de la construcción y el comercio. El transporte se realiza con camiones desde una distancia máxima de 200 km.
“Nuestra prioridad es la producción de electricidad; esa fue la razón principal para elegir la tecnología de gasificación”, puntualiza Lehtovirta.
No es una empresa de gestión de residuos
“No somos una empresa de gestión de residuos y no tenemos intención de convertirnos en una.
Estamos comprando un combustible preparado (CSR) a las empresas recolectoras, y pagamos por el contenido energético, que se mide cuando se entrega”, argumenta Lehtovirta.
Y añade que “el coste de este combustible es mucho más bajo que lo que pagábamos por el carbón, que soporta unos impuestos mucho más elevados”.
2000: Inicio del proyecto
La idea inicial del proyecto data del año 2000 y pertenece a Lahti Energia y al Centro de Investigaciones de Finlandia, VTT, que aprovecharon la experiencia en gasificación acumulada por las empresas Tampella y Götaverken, desafortunadamente ya desaparecidas.
Hasta 2008 Lahti no contactó con Metso. Tras llevar a cabo detenidos estudios, e incluso construir una planta de pruebas de 5 MW en Suecia que funcionó durante un año, en 2009 las dos empresas firman el contrato que les ha llevado a finales de 2012 con la planta comenzando a funcionar.
El proyecto
“Hemos entregado una planta de electricidad y calor a partir de CSR; nos encargamos de la conducción del vapor a la turbina, que es de Siemens. También hemos suministrado el sistema automático de depuración del gas. La gestión de combustible la realiza Lahti Energie”, resume Juhanni, de Metso.
La planta está integrada por dos gasificadores y sendos sistemas automáticos de depuración del gas para una mayor flexibilidad en la operatividad de la misma.
Sin embargo, no existe un límite de tamaño para los gasificadores; de hecho, la planta podría haber sido construida con una sola unidad, explican desde Metso.
El vapor producido es de alta calidad y se entrega a 121 bar y 540ºC para que las turbinas trabajen bien.
La eficiencia es del 31%, lo que significa que por cada 160 MW equivalentes de combustible que entran en la planta se obtienen 50 MW de electricidad para verter a la red; ya descontado el consumo interno de ventiladores, sopladores y resto de equipos, a lo que hay que añadir 90 MW que se derivan a la red de calor.
Nuevas soluciones
La tecnología de gasificación es conocida y empleada desde hace años, pero en la planta de Lahti se han implementado importantes mejoras tecnológicas.
“Gasificamos a 850-900 ºC y hacemos que los compuestos clorados y los álcalis (óxidos, hidróxidos y carbonatos de sodio, potasio, calcio...) se evaporen; después enfriamos el gas para condensarlos antes de hacerlos pasar por un filtro separador. Tras este paso, es cuando el gas entra en la caldera para su combustión. En el sobrecalentador se genera el vapor que accionará la turbina. Este proceso es la razón por la cual logramos una eficiencia tan alta en el proceso de turbinado”, explica Juhanni Isaksson, que añade que la gasificación no es eficiente en sí misma, pero que sin embargo es susceptible de ser optimizada para lograr eficiencias elevadas.
Impurezas en el enfriador
“Hacemos circular todas las impurezas a través del enfriador, por lo que hemos tenido que construir un enfriador especial sin olvidarnos de una cuestión fundamental: los alquitranes.
No podemos enfriar tanto el gas como para que se forme alquitrán. Si esto ocurriera, todo se atascaría”, dice Isaksson.
Por este motivo, fue necesario diseñar el funcionamiento del enfriador a intervalos, lo que les llevo mucho tiempo de trabajo y esfuerzo.
El gasificador
El corazón de todo el sistema son los gasificadores de lecho fluidizado circulante, CFB. Cada gasificador tiene 30 m de altura y hasta 5 m de diámetro. Para gasificar el combustible se usa alrededor del 30% del aire total que se requiere para su combustión. El calor recuperado del enfriador se utiliza, por supuesto, para el precalentamiento.
La caldera
La caldera está equipado con cuatro quemadores en el techo y puede usar gas natural y/o el gas producido allí mismo. También posee una unidad de filtro de mangas idéntica a la que se puede encontrar en una planta de cogeneración clásica.
Seguridad y control
Para limitar el uso de aire y por razones de seguridad si se ha de cerrar la planta en caso de emergencia, se usa nitrógeno producido en la propia instalación. Para mantener las emisiones de NOx bajo los limites legales, se emplea el método convencional de reducción catalítica de NOx inyectando amoniaco en el interior de la caldera.
Automatización
Toda la información de la planta se recoge y gestiona gracias a un sistema DNA desarrollado por Metso. Lathi ya utilizaba este sistema en la planta antigua. Ahora, ambas plantas son gestionadas por el mismo sistema de control.
Otra garita de control más se ubica en la zona de recepción del combustible, también gestionada por el mismo sistema DNA de Metso; el combustible que llega es muy variable y su calidad resulta vital para el resultado final, por lo que requiere un control propio exhaustivo.
Nueve calderas más pequeñas, ubicadas a lo largo y ancho de la ciudad, son gestionadas dentro del mismo sistema, y la intención es incluir casi todas las unidades energéticas de la ciudad.
