Producción de biocombustibles renovables a partir de residuos sólidos urbanos e hidrógeno verde
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hdl:2117/394979
Document typeBachelor thesis
Date2023-10-02
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Abstract
El projecte proposat ve orientat pels principis de l'economia circular i la sostenibilitat, la protecció del medi ambient i sobretot, la reducció de la petjada de carboni. Aquest projecte pretén ajudar en la transició cap a una economia més sostenible i respectuosa amb el medi ambient, oferint una solució rendible per a la gestió de residus i la producció de biocombustibles sostenibles. L'activitat industrial proposta consisteix, de forma simplificada, en la construcció d'una planta industrial que produeixi biometanol utilitzant com a matèria primera bàsica el residu sòlid urbà que es generen en les àrees urbanes de Catalunya. El producte resultant, metanol bio, s'utilitzaria com a combustible marítim. En essència, la planta industrial pretén trencar les molècules del residu sòlid urbà en els seus components més bàsics, sotmetent el residu no reciclable (fracció resto no reciclable) a determinades condicions de pressió i temperatura per a transformar-ho en un gas sintètic (Syngas) que, una vegada net, permetria separar i reorganitzar les molècules bàsiques per a convertir-les en metanol renovable, és a dir, un biometanol verd. Tot això es farà sense combustió i en un circuit tancat, la qual cosa permet minimitzar les emissions de CO₂. Addicionalment, el procés s'alimentarà d'hidrogeno verd obtingut d'una planta electrolizadora alimentada per aigua i electricitat fotovoltaica. D'aquesta manera, la planta produirà biometanol verda a partir de residus sòlids urbans, procedents principalment dels Ecoparcs de Catalunya, contribuint a aconseguir els objectius de la Directiva Marc de Residus de la UE (que després veurem detalladament), que estableix uns objectius de reciclatge i reutilització de residus urbans del 65% a Europa l'any 2035 (actualment a penes s'aconsegueix el 35%) i del programa europeu “Fit for 55” que estableix un objectiu europeu de descarbonització del 55% en 2030. Bàsicament, el projecte pretén col·laborar en la transició des d'una economia lineal basada en el consum de recursos cap a una economia circular, la qual cosa constitueix un dels reptes econòmics i socials més apressants del nostre temps. El combustible obtingut seria un substitut viable als actuals combustibles marítims (fuel i gasoil), i podria ser utilitzat sense tot just modificar els actuals motors de propulsió marítim, afavorint el procés de descarbonització del sector de transport marítim, un dels més complex de descarbonizar, juntament amb el transport aeri El proyecto propuesto viene orientado por los principios de la economía circular y la sostenibilidad, la protección del medio ambiente y sobre todo, la reducción de la huella de carbono. Este proyecto pretende ayudar en la transición hacia una economía más sostenible y respetuosa con el medio ambiente, ofreciendo una solución rentable para la gestión de residuos y la producción de biocombustibles sostenibles. La actividad industrial propuesta consiste, de forma simplificada, en la construcción de una planta industrial que produzca biometanol utilizando como materia prima básica el residuo sólido urbano que se genera en las áreas urbanas de Catalunya. El producto resultante, metanol bio, se utilizaría como combustible marítimo. En esencia, la planta industrial pretende romper las moléculas del residuo sólido urbano en sus componentes más básicos, sometiendo el residuo no reciclable (fracción resto no reciclable) a determinadas condiciones de presión y temperatura para transformarlo en un gas sintético (Syngas) que, una vez limpio, permitiría separar y reorganizar las moléculas básicas para convertirlas en metanol renovable, es decir, un biometanol verde. Todo ello se hará sin combustión y en un circuito cerrado, lo que permitirá minimizar las emisiones de CO2. Adicionalmente, el proceso se alimentará de hidrógeno verde obtenido de una planta electrolizadora alimentada por agua y electricidad fotovoltaica. De este modo, la planta producirá biometanol verde a partir de residuos sólidos urbanos, procedentes principalmente de los Ecoparques de Catalunya, contribuyendo a alcanzar los objetivos de la Directiva Marco de Residuos de la UE (que luego veremos en detalle), que establece unos objetivos de reciclaje y reutilización de residuos urbanos del 65% en Europa en el año 2035 (actualmente apenas se alcanza el 35%) y del programa europeo “Fit for 55” que establece un objetivo europeo de descarbonización del 55% en 2030. Básicamente, el proyecto pretende colaborar en la transición desde una economía lineal basada en el consumo de recursos hacia una economía circular, lo cual constituye uno de los retos económicos y sociales más acuciantes de nuestro tiempo. El combustible obtenido sería un sustituto viable a los actuales combustibles marítimos (fuelóleo y gasóleo), y podría ser utilizado sin apenas modificar los actuales motores de propulsión marítimo, favoreciendo el proceso de descarbonización del sector de transporte marítimo, uno de los más complejo de descarbonizar, junto con el transporte aéreo The project proposed is guided by the principles of circular economy and sustainability, environmental protection and above all, carbon footprint reduction. This project aims to help in the transition towards a more sustainable and environmentally friendly economy by offering a cost-effective solution for waste management and the production of sustainable biofuels. The proposed industrial activity consists, in simplified form, of the construction of an industrial plant to produce biomethanol using solid urban waste generated in urban areas of Catalonia as the basic raw material. The resulting product, bio methanol, would be used as a marine fuel. In essence, the industrial plant aims to break down the molecules of the solid urban waste into its most basic components, subjecting the non-recyclable waste (non-recyclable rest fraction) to certain pressure and temperature conditions to transform it into a synthetic gas (Syngas) which, once cleaned, would allow the basic molecules to be separated and reorganized to convert them into renewable methanol, i.e., a green biomethanol. All this will be done without combustion and in a closed circuit, which will minimize CO2 emissions. In addition, the process will be fed with green hydrogen obtained from an electrolyzer plant powered by water and photovoltaic electricity. In this way, the plant will produce green biomethanol from solid urban waste, mainly from the Ecoparks of Catalonia, contributing to achieving the objectives of the EU Waste Framework Directive (which we will see in detail later), which establishes recycling and reuse targets for urban waste of 65% in Europe by 2035 (currently only 35% is achieved) and the European "Fit for 55" program, which establishes a European decarbonization target of 55% by 2030. Basically, the project aims to collaborate in the transition from a linear economy based on resource consumption to a circular economy, which is one of the most pressing economic and social challenges of our time. The fuel obtained would be a viable substitute for current maritime fuels (fuel oil and diesel), and could be used with little or no modification to current maritime propulsion engines, favoring the decarbonization process of the maritime transport sector, one of the most complex to decarbonize, together with air transport
SubjectsWaste products as fuel -- Design and construction -- Economic aspects, Refuse and refuse disposal -- By-products, Methanol, Residus com a combustible -- Disseny i construcció -- Aspectes econòmics, Residus -- Eliminació -- Productes derivats, Metanol
DegreeGRAU EN ENGINYERIA EN TECNOLOGIES INDUSTRIALS (Pla 2010)
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