Proyecto "Energía ecológica"

 Cliente: Proyecto "Energía ecológica" del relleno sanitario Seminole Road del condado de DeKalb 

 Ubicación: Ellenwood, Georgia, Estados Unidos

Problema comercial del cliente: utilizar abundantes recursos de biogás de uno de los rellenos sanitarios municipales autorizados más grandes de América del Norte con el fin de generar "energía ecológica" para la venta a la red eléctrica local 

Solución: 

• Dos Grupos Electrógenos de Bajas Emisiones de Gas de Relleno Sanitario Cat® G3520C 
• Un Juego de Equipo de Conmutación en Paralelo de Servicios Públicos Cat XLM2 
• Análisis de diseño, cálculo, asistencia en la instalación de la planta, puesta en marcha, puesta en marcha del sistema y gestión del presupuesto.

Distribuidor Cat®: Yancey Power Systems, una división de Yancey Brothers Co. Austell, Georgia

DEMANDA ENERGÉTICA

El relleno sanitario de Seminole Road es el segundo relleno sanitario municipal de residuos sólidos autorizado más grande de Georgia. Situado en el condado de DeKalb, las 1.800 toneladas de residuos que acepta el relleno sanitario cada día consisten principalmente en desperdicios sólidos residenciales. A través del proceso natural de descomposición bacteriana del material orgánico del relleno sanitario, se produce como subproducto una mezcla que consta de mitad metano y mitad dióxido de carbono.

El Proyecto "Energía ecológica" del relleno sanitario Seminole Road del condado de DeKalb se diseñó para satisfacer la necesidad de Georgia Power (una subsidiaria de Southern Company) de generar ingresos para el condado de DeKalb, Georgia, a partir de la venta de energía ecológica a la red de potencia eléctrica local. Los grupos electrógenos y los equipos de conmutación Cat® proporcionan energía eléctrica al condado de DeKalb bajo contrato con Georgia Power para ayudar a la empresa de servicios públicos a cumplir con sus requisitos de ofrecer energía ecológica procedente de fuentes de energía renovables a los consumidores. La energía ecológica se puede describir como la electricidad producida de manera respetuosa con el medioambiente, a partir de fuentes que incluyen el sol, el viento y, en este proyecto, el metano generado a partir de la descomposición natural de los desperdicios sólidos municipales en un relleno sanitario que se utiliza para alimentar grupos electrógenos de potencia eléctrica de bajas emisiones.

Se obtiene el gas metano del relleno sanitario de Seminole Road para alimentar el sistema de potencia. Mediante el uso de equipos de conmutación y grupos electrógenos Cat, la potencia eléctrica generada se mide y se alimenta a la red eléctrica local de Georgia Power para revenderla como energía ecológica a clientes residenciales y comerciales. El proyecto no solo genera ingresos para el condado de DeKalb, sino que también produce potencia eléctrica a partir de metano que anteriormente se había quemado en la atmósfera.

SOLUCIÓN

El proyecto del relleno sanitario de Seminole Road, que se puso en marcha el 12 de octubre de 2006, aprovecha la fuente de metano del relleno sanitario mediante un proceso diseñado e instalado por el condado. Inicialmente, los tubos se insertan hasta 120 ' en el relleno sanitario para proporcionar un punto de liberación de los gases del relleno sanitario. Luego, se aplica un leve vacío en el tubo para atraer los gases hacia adentro y hacia arriba a través de la instalación de pretratamiento, donde el metano se recolecta y se trata para usarlo como combustible en los grupos electrógenos.

En la mayoría de los rellenos sanitarios de desperdicios sólidos municipales, toda la mezcla de metano y dióxido de carbono se destruye en un sistema de recolección y control de gas o quemador público. Sin embargo, en el relleno sanitario de Seminole Road, al menos dos tercios del metano que normalmente se canalizaría a la estación de quemado se redirige al sistema de pretratamiento de combustible y, luego, en última instancia, a la instalación del generador. El tercio restante del metano se mantiene en reserva para compensar cualquier fluctuación en la cantidad o el contenido de metano y, por lo tanto, se garantiza una producción de potencia eléctrica continua. En la instalación del generador, dos Motores Cat G3520C de 20 cilindros funcionan de manera continua, quemando el metano extraído, mientras que los gases restantes se envían a la estación de quemado para quemarlos de manera segura. Juntos, estos grupos electrógenos Cat producen 3,2 megavatios de electricidad por hora, que se envían a través del equipo de conmutación Cat a la subestación River Road de Georgia Power. Desde la subestación, los suscriptores residenciales y comerciales de Green Energy compran electricidad en bloques de 100 kilovatios por hora cada mes. El equipo de conmutación Cat se instaló después de la primera fase de construcción como primer paso para expandir la instalación y, en la actualidad, se están finalizando los planes para permitir un tercer grupo electrógeno a partir de 2009.

RESULTADOS

Según Michaell Bever, ingeniero sénior de Ventas de Yancey Power Systems, la solidez del producto Cat fue un factor importante en la selección de equipos Caterpillar® del condado de DeKalb para el proyecto.

"Los Grupos Electrógenos Cat G3520C son únicos en la industria al ofrecer alta densidad de potencia. Esto significa que producen mucha potencia eléctrica por pie cuadrado de espacio", explicó Bever, que ayudó en el contrato, diseño y desarrollo del proyecto. "Cuando se añaden sus bajas emisiones de óxido de nitrógeno (NOx) y su precio inicial y sus gastos de funcionamiento competitivos, está claro que eran la opción perfecta para este proyecto".

Billy Malone, subdirector de la División de Saneamiento del Condado de DeKalb, que dirigió el desarrollo y la ejecución del proyecto, repite esta observación.

"Cat nos redujo mucho los niveles de emisión de NOx. El límite de emisión de NOx que admite nuestro permiso de la División de Protección Ambiental de Georgia para cada motor es de 0,5 g/bhp-h, y los dos motores Cat emiten, en este momento, 0,26 y 0,24 del total de NOx, la mitad de nuestro límite total de emisiones de NOx permitido", afirmó Malone.

El proyecto de relleno sanitario de Seminole Road ha demostrado ser un éxito abrumador en la generación de energía verde. Según Stan Meiburg, administrador regional adjunto de la EPA (Environmental Protection Agency, Agencia para la Protección del Medio Ambiente), el proyecto de relleno sanitario de Seminole Road compensará las emisiones de gases de efecto invernadero de combustibles fósiles equivalentes a 17.100 toneladas métricas de dióxido de carbono por año, lo que equivale a eliminar las emisiones de 3.300 vehículos en las carreteras del país, reducir el consumo de petróleo en 40.000 barriles o plantar 4.700 acres de bosque.

"Gracias a este proyecto, el condado de DeKalb puede tomar una fuente de energía que, de otro modo, se desperdiciaría y utilizarla para generar electricidad, lo que beneficia al medioambiente y a los residentes de la zona al reducir las emisiones", afirmó Meiburg.

De hecho, el gas de relleno sanitario es la única forma de energía renovable que reduce directamente la cantidad de contaminación que se libera a la atmósfera. Además, los grupos electrógenos Cat son unidades de bajas emisiones líderes en la industria que producen energía a partir de una fuente de combustible y emiten niveles mínimos de compuestos orgánicos volátiles (VOC, Volatile Organic Compounds).

El proyecto de relleno sanitario de Seminole Road ha generado más que solo potencia eléctrica. El proyecto de $5 millones genera ingresos de aproximadamente $100.000 por mes para el condado de DeKalb a través de la venta de energía verde a Georgia Power. Se espera que el relleno sanitario cierre en 2071, pero debería continuar produciendo niveles suficientes de metano para el proyecto hasta 2100.

"El año pasado fue nuestro primer año completo de producción y pudimos lograr una disponibilidad promedio de grupos electrógenos de más del 91 %", afirmó Malone. "Teníamos un contrato con Georgia Power para producir 22.500 MW y cumplimos esa meta". Para poner este resultado en perspectiva, Malone señala que los dos grupos electrógenos Cat, que producen una potencia eléctrica combinada de 3,2 MW por hora, están generando suficiente potencia eléctrica para aproximadamente 2.500 hogares.

"Esta instalación es beneficiosa para todas las partes: el condado de DeKalb, Georgia Power y los residentes locales", concluye Bever.

El 8 de diciembre de 2006, los funcionarios del condado, estatales y federales realizaron el corte de cinta oficial del proyecto de energía de Seminole Road, con lo que concluyen casi dos años de esfuerzos de los funcionarios del condado por participar en el programa de energía alternativa de Georgia Power. La empresa de servicios públicos acordó comprar potencia eléctrica del condado a tarifas más altas que el costo de la energía generada a partir de combustibles fósiles. Con el acuerdo de diez años se recuperará el desembolso de capital del condado de $5 millones en menos de cinco años, afirmó Malone. Todo beneficio posterior se utilizará para reducir aún más las tarifas de saneamiento para los clientes de DeKalb County Sanitation, añade.

"No recibimos ingresos fiscales generales por nuestras operaciones de desperdicios sólidos", explica Malone, refiriéndose a la estructura de financiamiento del condado de DeKalb para su División de Saneamiento. "Por lo tanto, los ingresos extra que generamos a través de esta planta ayudan a compensar cualquier costo que, de otro modo, tendríamos que cobrar a nuestros clientes por los servicios de saneamiento".

Y más allá del flujo de ingresos de la planta que está ayudando a reducir los costos de saneamiento del condado de DeKalb, Malone señala un beneficio extra final: preservar los empleos en EE.UU.

"Nos complace haber podido usar un motor fabricado en Estados Unidos", afirmó Malone, refiriéndose a los generadores Cat. "Sabemos que otros fabricantes fuera de los Estados Unidos fabrican motores similares que queman metano para producir electricidad. Fue bueno tener un motor Cat, diseñado desde cero para funcionar con metano, que ha demostrado estar a la altura de la tarea".

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