Valorización de Residuos sin Desperdicio: gas, calor y CO₂

Estado: elaboración · Rama: DocTecnicos Relacionado con: 25_Residuos_Como_Mina, 12_Captura_CO2_Algas, 01_Hidrogeno_Verde, 18_Carbono_Suelo_Construccion, 15_Construccion_Bio, 06_Equilibrio_Energias

0. En una frase

Si hay que quemar residuos, no se tira nada: del fuego salen calor, gas (syngas) y CO₂, y los tres se aprovechan en vez de escapar por la chimenea.

Analogía: es como quemar leña en una estufa que, además de calentar, recoge el humo para hacer combustible y abono, y deja la ceniza como material de construcción.

1. ¿Por qué?

Siempre habrá residuos no reciclables (plásticos sucios, lodos, poda, RSU rechazo). Si se tratan térmicamente bien, dejan de ser un problema y se vuelven planta de recursos.

2. Tipos de plantas/centrales que necesitaríamos

#	Instalación	Qué hace	Salida aprovechada
A	Gasificador (mejor que incinerador)	Calienta con poco O₂ → syngas (CO+H₂) + escoria vítrea	Gas y ceniza útil, menos tóxicos
B	Pirólisis (ver 25)	Sin O₂ → biochar + bioaceite + gas	Carbono estable + energía
C	Cogeneración (CHP)	Quema syngas/aceite → electricidad + calor	Electricidad y calor de distrito
D	Unidad de captura de CO₂	Recoge el CO₂ del proceso (post-combustión o in-situ)	CO₂ comprimido/liquido
E	Biorefinería de CO₂	Algas (12) o methanación/metanol usan el CO₂	Alimento/abono/combuste
F	Planta de subproductos	Escoria→árido (15); sales→cloro (02); metales→reciclaje (09)	Materiales
G	Red de calor (district heating)	Lleva el calor sobrante a casas/industria	Calor que si no se pierde

3. Proceso (flujo)

 RESIDUO ─> GASIFICADOR ─> SYNGAS ─┬─> CHP (electricidad + CALOR → distrito)
                                    └─> WGS ─> H₂ (→01,17) + CO₂
                                                   │
                                           CAPTURA CO₂ ─┬─> ALGAS (12)
                                                        ├─> METANOL/SNG (combustible)
                                                        └─> MINERALIZACIÓN (18)
 ESCORIA vítrea ─> ÁRIDO construcción (15)

4. Para qué sirve

Electricidad, calor para la red, H₂ (01), metanol/SNG (transporte 17), algas (12), materiales de construcción (15). Cerrando el ciclo.

5. No tirar nada

• Calor: red de distrito (si no, se pierde).
• Syngas: combustible o materia prima (no se quema "tonto").
• CO₂: usado en algas/metanol o mineralizado; no vertido.
• Escoria: árido; sales/metales: recuperados.

6. Fundamentos (explicados)

• Gasificación: C + H₂O → CO + H₂ (con O₂ limitado). Da syngas, no solo calor; la escoria queda vítrea (inertizable).
• Water-gas shift (WGS): CO + H₂O ↔ CO₂ + H₂. Separa H₂ del CO₂.
• Metanación: CO₂ + 4 H₂ → CH₄ + 2 H₂O. Con H₂ de 01 hace gas de ciudad.
• Metanol: CO₂ + 3 H₂ → CH₃OH. Combustible y química.
• Honestidad (06): quemar suelta CO₂; si el residuo es fósil (plástico), ese CO₂ es fósil y debe capturarse. Si es biomasa, es neutro si se repuebla (03). La energía que entra = la que sale: el calor y el gas han de usarse o se pierde.

7. Estudios necesarios

1. Caracterización del residuo gallego (poder calorífico, Cl, metales).
2. Gasificador vs incinerador: LCA y toxicidad de escorias.
3. Coste de captura de CO₂ acoplada al proceso.
4. Acople a algas (12) / methanación con H₂ (01).
5. Demanda de red de calor cercana (sin demanda, el calor se pierde).
6. Marco legal de valorización térmica de residuos.

8. Indicadores (KPI)

• t residuo valorizado/año.
• MWh eléctricos y MWh térmicos entregados.
• t H₂ producidas (vía WGS).
• t CO₂ capturadas y usadas (no vertidas).
• % de escoria/sales/metales reutilizados.

9. Referencias

IEA Bioenergy (gasificación, WtE); revisión de CCU (CO₂ utilizado); 12,25.