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23/01/2020

Mejora energética en Plantas EDAR/PTAR




 

El tratamiento de las aguas residuales es un proceso costoso e intensivo en el uso de la  energía, y una gran fuente de emisiones directas e indirectas de gases de efecto invernadero a través del uso de energía y la liberación de metano y otros gases.
 
Los estándares de calidad del tratamiento se están endureciendo debido a las presiones regulatorias y comunitarias, y esto generalmente impone requisitos de procesamiento adicionales y costos de energía a la empresa operadora  de la planta.
 
Las plantas de tratamiento de aguas residuales (EDAR/PTAR) también son custodios de un proceso biológico que puede producir energía renovable, en algunos casos suficiente para satisfacer todas las necesidades de energía de una planta.
 
Con los precios de la energía en aumento  y el costo de la electricidad para las EDAR/PTAR es una porción significativa de los costos operativos totales de una planta (típicamente 25–50%), tiene sentido aprovechar las oportunidades que brinda los conceptos de  eficiencia energética.
 
 

El tratamiento de aguas residuales requiere mucha energía

 
Se estima que la energía necesaria para tratar las aguas residuales de una población es aproximadamente entre  el 0.3  y el  0.4% del consumo total de electricidad de dicha población.
 
La energía requerida para tratar las aguas residuales varía mucho de una planta a otra. Basado en datos internacionales,  recopilados de manera privada a través de auditorías energéticas, la energía requerida para tratar 1.000 m3 de aguas residuales generalmente varía de 150 a 1400 kWH.
 
Las razones de este amplio rango de intensidad energética incluyen el tipo de tratamiento, el tamaño de la planta, los requisitos de operación y el nivel de esfuerzos de eficiencia energética.
 
 
 
 
Las plantas más grandes, son más eficientes energéticamente debido a las economías de escala. Sin embargo, siempre existe la posibilidad de mejorar la eficiencia  energética  de una determinada planta.
 


Posibles ahorros de costos de energía en EDAR

 
Hasta el 90% del consumo de energía en las PTAR se genera  en estos tres procesos:
 
  • Sistema de aireación de fangos activados (~ 40–50%).
  • Bombeos (30–50%).
  • Tratamiento de fangos y deshidratación (5–20%).
 
Dependiendo de la planta, los procesos de tratamiento terciario (por ejemplo, filtración, desinfección) y el servicio, el agua también puede ser un importante consumidor de energía.
 
Hay tres formas principales de reducir los costos de energía en las EDAR:
 
 
1. Reducir  el consumo total de energía a través de la eficiencia.
 
2. Generar energía en el sitio (por ejemplo, usando energía solar fotovoltaica, eólica  o utilización del  biogás).
 
3. Gestionar mejor la oferta y la demanda de energía (por ejemplo, corrección del factor de potencia).
 
 
Los ejemplos de algunos de sus esfuerzos para reducir los costos de energía incluyen:
 
  • Optimización de procesos para reducir el consumo de energía.
  • Modernización de soplantes/turbocompresores de aireación  y de  bombas para aumentar su eficiencia.
  • Generación de energía a partir de biogás, energía solar fotovoltaica, eólica  y agua caliente solar.
  • Validación de facturas y gestión de la demanda máxima.
 

Las EDAR en Europa han logrado ahorros significativos, con una revisión exhaustiva de 23 plantas de tratamiento realizadas en Alemania y Suiza que lograron ahorros de costos de energía promedio de 50% y 38% respectivamente, mientras que los ahorros identificados en una de las instalaciones participantes en el estudio superaron los 80 %.
 
Como ejemplo tenemos la  EDAR de Marselisborg en Dinamarca donde las actuaciones llevadas a cabo supusieron una  mejora de:
 
  • 17% de ahorro de energía (700MWh) a través de la optimización del proceso utilizando datos de SCADA (control de supervisión y adquisición de datos).
  • 7% de ahorro de energía (300MWh) a través de actualizaciones de soplantes/turbo compresores.
  • Generación combinada de calor y energía en el sitio que excede los requisitos en más del 50%, con exceso de calor utilizado en la  una comunidad local.
 

Gestión de la energía

 
En cualquier operación de uso intensivo de energía, como la EDAR, especialmente con el aumento de los precios de la energía, tiene sentido comercial buscar formas de administrar el uso de energía y, por lo tanto, oportunidades para ahorrar dinero.
 
 
 

Existen tres enfoques para la gestión de la energía:
 
 
1. "No hacer nada": una planta  puede emprender estrategias de adquisición agresivas pero hacer poco en la gestión del rendimiento energético. El resultado neto es una disminución en la eficiencia y una reducción de los ahorros generados a través de la adquisición.
 
2. "Realizar una auditoría": una planta  puede decidir realizar una auditoría, una "foto instantánea" de la energía del proceso utilizada durante un corto período de tiempo. Por lo general, se descubre una gama de oportunidades, pero por varias razones la auditoría puede quedar en un estante o, en el mejor de los casos, solo se implementan entre el 15 y el 30% de las recomendaciones. Se experimentan algunas mejoras, incluidas las mejoras en las prácticas de gestión y mantenimiento, pero algunas de estas ganancias de eficiencia  tienden a desaparecer con el tiempo a medida que resurgen las prácticas antiguas.
 
3. "Proceso de mejora energética": una planta  puede decidir desarrollar un proceso de mejora energética (como en ISO 50001 - Energía gestión) para ofrecer soluciones a largo plazo.
 

Este enfoque:
 
  • Asegura la aceptación en todos los niveles e incluye planes y cronogramas estructurados.
  • Mejora las prácticas de gestión, sistemas y comportamientos.
  • Responsabiliza a los usuarios finales y proporciona las herramientas y procesos necesarios para que puedan cumplir sus objetivos.
  • Fomenta la mejora continua y el desarrollo de capacidades tanto interna como externamente.
 
El siguiente gráfico compara los beneficios a lo largo del tiempo de los tres enfoques:
 
 
 
 
La norma ISO 50001:2018 se publicó el 21 de agosto de 2018 y establece los requisitos de un proceso basado en datos y centrado en la mejora continua del rendimiento de la energía. Las organizaciones certificadas tienen tres años para hacer la transición a la versión revisada.
 
El cambio más relevante es la introducción del Anexo SL que asegura la compatibilidad con otras normas relacionadas con los Sistemas de Gestión de la Energía como la norma ISO 9001, la norma ISO 14001 y la norma ISO 45001, simplificando así la integración.
 
La nueva versión de la norma ISO 50001 exige a las organizaciones mirar más allá de sus propias necesidades energéticas y tener en cuenta las necesidades externas y los riesgos existentes.
 
Los riesgos y oportunidades deben verse como parte de la dirección estratégica de alto nivel que garantiza la integración de los principios de gestión de la energía en la estructura de la organización.
 
La norma ISO 50001:2018 hace más hincapié en la mejora continua del rendimiento energético con una mayor implicación de la dirección y los empleados.
 
La revisión de la norma también prevé la mejora de la eficiencia y la reducción del gasto en energía, permitiendo así a las organizaciones reducir el impacto ambiental y ser más competitivas.
 


Ventajas de la norma ISO 50001

 

  • Recorta el gasto energético:
La gestión de la energía que establece la norma ISO 50001 reduce el consumo mediante un control estructurado del uso de la energía, mejora la eficiencia energética y, por lo tanto, ayuda a las empresas a ahorrar.
 
  • Imagen de marca:
La certificación de la norma ISO 50001 demuestra su compromiso con la responsabilidad medioambiental mediante la garantía del cumplimiento de la legislación local en materia de energía para continuar mejorando la reputación de su marca.
 
  • Eficiencia sostenida:
El control del rendimiento energético con respecto a las referencias del sector sirve para señalar los puntos de mejora, y asegurarse de que su negocio funciona con una eficiencia máxima a largo plazo.
 
  • Ahorro financiero:
Las organizaciones suelen rechazar las posibles mejoras (inversiones) en materia de eficiencia energética. La norma ISO 50001 destaca estas oportunidades para aprovecharlas, alcanzando el máximo potencial de su Sistema de Gestión de la Energía.
 
 


 

 


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