Medidas de eficiencia

Para el tratamiento del combustible de la incineración de lodos de depuradora, en primer lugar se necesita una planta de deshidratación de lodos. Por lo general, esta se instala a nivel del suelo en el terreno de la planta. La depuradora de Maguncia ya cuenta con una instalación de este tipo. Sin embargo, esto requeriría transportar los lodos deshidratados con bombas de alta densidad que consumen mucha energía. Por motivos de eficiencia energética, se ha proyectado una nueva planta de deshidratación de lodos de depuración más eficiente energéticamente en la planta superior de la incineradora, que sustituirá a la antigua planta de deshidratación, de modo que los lodos deshidratados puedan caer en el depósito de lodos sin un gran gasto de energía. De este modo se ahorrarán aproximadamente 1763 MWh el/a o 940 tCO2/a.

Por lo general, los lodos de depuración deshidratados suministrados se bombean con bombas de alta densidad que consumen mucha energía desde el depósito de suministro al silo y, a continuación, desde el silo al secador de lodos de depuración. En la nueva planta de incineración de Maguncia se ha previsto una solución más eficiente desde el punto de vista energético con una grúa de garfio. De este modo se ahorrarán aproximadamente 2624 MWh el/a o 1400 tCO2/a.

Algunas de las plantas de incineración de lodos de depuración existentes queman los lodos sin secar en hornos de lecho fluidizado y, debido al alto contenido de agua de los lodos, no pueden realizar una combustión autotérmica. Para ello, es necesario alimentar el horno con combustibles fósiles. En la planta prevista en Maguncia se han proyectado dos secadores de capa fina energéticamente eficientes, calentados por el vapor de escape de la turbina, que hacen innecesaria la alimentación continua de combustibles fósiles al horno. Se ahorrarán aproximadamente 952 MWh el/a de electricidad y aproximadamente 2094 MWh th/a de energía térmica, es decir, un total de 1630 tCO2/a en los dos secadores. Además, la adquisición o la disponibilidad del secador de capa fina permite, en primer lugar, la desconexión de la calefacción urbana para un mínimo de 2000 hogares en Maguncia. Esto supone un ahorro de aproximadamente 36 900 MWh th/a y otras 7450 tCO2/a.

Casi todas las plantas de incineración de lodos de depuración queman los lodos en un horno de lecho fluidizado de una sola etapa. En Maguncia, los lodos de depuración, secados hasta un 45 %, se queman posteriormente de forma autotérmica en un horno de lecho fluidizado de dos etapas, especialmente diseñado y energéticamente eficiente . Esto permite utilizar sopladores que ahorran energía y, al mismo tiempo, reducir las emisiones de óxido de nitrógeno y gases de efecto invernadero en forma de óxido nitroso en aproximadamente 16,7 tN2O/a y 5190 tCo2/a, respectivamente.

En la planta prevista se encargó una combinación de equipos con una caldera de vapor de alta presión de alta eficiencia energética desarrollada específicamente para el horno de lecho fluidizado, que garantiza una presión de vapor excepcionalmente alta para la incineración de lodos de depuradora, así como un rendimiento de vapor más eficiente.

Este vapor generado de forma renovable se transforma en energía eléctrica en un turbogenerador especialmente eficiente desde el punto de vista energético debido a su diseño. El 80 % de la energía eléctrica se utiliza como electricidad propia para la planta de incineración . El 20 % restante de energía eléctrica excedente se suministra como energía renovable a la planta depuradora de Maguncia, lo que le permite alcanzar la neutralidad energética. En el horno de lecho fluidizado se ahorran 426 MWh el/a de electricidad y 1148 MWh th/a de calor. La caldera de vapor de alta presión y el turbogenerador permiten generar electricidad renovable en una magnitud de aproximadamente 11 480 MWh el/a. El horno, la caldera y la turbina permiten ahorrar un mínimo de 6600 tCO2/a.

La mayoría de las plantas de incineración de lodos de depuración utilizan un sistema denominado «lavado húmedo» para la depuración de los gases de combustión tras el filtro eléctrico, en el que ya se ha separado más del 99,9 % de las cenizas. Para ello se utilizan diversos productos químicos húmedos, que se introducen como aguas residuales contaminadas en una planta depuradora, donde deben ser depurados mediante un proceso que consume mucha energía. En Maguncia se utilizará en el futuro el proceso de depuración de gases de combustión cuasi seco, más eficiente desde el punto de vista energético. De este modo, se ahorrarán al menos 492 MWh el/a en la depuración de gases de combustión en seco, así como grandes cantidades de electricidad en la planta depuradora. Esto supone un ahorro adicional de CO2 de 260 tCO2/a.

Todas las instalaciones mecánicas energéticamente eficientes mencionadas anteriormente deben estar cubiertas y conectadas entre sí por un trayecto corto sin pérdidas de energía. Para ello se requiere una estructura compleja con el correspondiente equipamiento técnico del edificio (iluminación, instalaciones sanitarias, etc.), que proporcione a la instalación una cubierta resistente a la intemperie, insonorizada y que reduzca los olores. La parte estructural de la planta de incineración no sirve específicamente para la eficiencia energética y no se ha tenido en cuenta en la lista de costes subvencionables.

En principio, cabe destacar especialmente que solo mediante una visión global de la instalación se consigue un ahorro de CO2 de 2160 tCO2/a en el transporte de lodos de depuración y la generación de calefacción urbana renovable para aproximadamente 4000 hogares en Maguncia.