Proyección de generación de energía eléctrica a partir de biogás para una granja porcícola ubicada en Caucasia, Antioquia

Abstract

RESUMEN : Con el objetivo de alcanzar las metas establecidas por el Gobierno Nacional mediante el Plan Energético Nacional (PEN) para el año 2050, que contempla que un 43% de la capacidad instalada proyectada para este año (42.709 MW) provenga de Fuentes No Convencionales de Energía Renovable (FNCER), se reconoce el significativo potencial de las biomasas para contribuir a este objetivo mediante la generación de biogás a través de la digestión anaerobia. En este contexto, se destaca el potencial de las biomasas, con una capacidad teórica de generación de biogás de 53.544 TJ/año, siendo la porcinaza responsable de 2,12 TJ/año de esta capacidad. El presente estudio aborda la estimación de la generación de energía a partir de biogás utilizando la porcinaza generada en una granja porcícola en el municipio de Caucasia. Para ello, se llevó a cabo un inventario de la población actual de cerdos, se cuantificaron las excretas manualmente durante tres días, seleccionando tres corrales con diez cerdos cada uno. Asimismo, se identificaron las fuentes de consumo de energía eléctrica y térmica. Considerando un rendimiento del proceso para la generación de biogás de 66 L CH4/kg porcinaza y un factor de eficiencia de conversión a energía eléctrica del 25%, se realizó la proyección correspondiente. Los resultados indican que la granja alberga 1.000 cerdos y que la generación de excretas es de 2,11 kg/cerdo/día, cifra inferior a la reportada en la literatura. Además, la proyección revela que, utilizando los 2.110 kg de excreta generados diariamente, se obtendrían 204 m3 de biogás con una composición de metano aproximada del 68%. Esto permitiría generar 10.395 kWh/mes, suficientes para cubrir el consumo actual de la granja, que asciende a 3.800 kWh/mes.

ABSTRACT : In order to achieve the goals set by the National Energy Plan (PEN) for 2050, which aims to have 43% of the projected installed capacity (42,709 MW) come from Non-Conventional Renewable Energy Sources (NCRES), it is recognized that biomasses have significant potential to contribute to this objective through the generation of biogas via anaerobic digestion. In this context, biomass stands out as having significant potential, with a theoretical capacity to generate 53,544 TJ/year of biogas. Swine manure alone is responsible for 2.12 TJ/year of this capacity. The present study aims to estimate the energy generation from biogas using swine manure generated in a pig farm located in the municipality of Caucasia. To achieve this, we conducted an inventory of the current pig population and manually quantified excreta for three days, selecting three pens with ten pigs each. The study identified the sources of electrical and thermal energy consumption. The process performance for biogas generation was considered to be 66 L CH4/kg swine manure with a conversion efficiency factor to electrical energy of 25%. Based on this, it was projected that the farm houses 1,000 pigs and generates excreta at a rate of 2.11 kg/pig/day, which is lower than the literature reported. The projection shows that 204 m3 of biogas, with an approximate methane composition of 68%, could be obtained from the 2,110 kg of excreta generated daily. This would generate 10,395 kWh/month, which is sufficient to cover the farm's current consumption of 3,800 kWh/month.