Evaluación técnica y económica de la transformación de biogás en energía eléctrica

Libito Homero Monar-Villegas; William Armando Hidalgo-Osorio; Carlos Iván Quinatoa-Caiza

Authors

Monar-Villegas Libito Homero Universidad Técnica de Cotopaxi. Latacunga, Ecuador. https://orcid.org/0009-0003-6184-6472
Hidalgo-Osorio William Armando Universidad Técnica de Cotopaxi. La Mana, Ecuador. https://orcid.org/0000-0001-6783-0947
Quinatoa-Caiza Carlos Iván Universidad Técnica de Cotopaxi. Latacunga, Ecuador. https://orcid.org/0000-0001-6369-7480

Keywords:

Technical evaluation of biogas in energy, economic evaluation of biogas in energy, methane in energy assessment, biogas from landfills, biogas from biodigestion processes, ecuadorian energy sovereignty through biogas

Abstract

This project aims at perform a technical and economic evaluation of the transformation of biogas into electrical energy with the purpose of technically taking advantage of the biogas produced in urban landfills (UL) and biodigesters, to transform it into electrical energy and establish sovereignty and electrical diversification, and eliminate dependence on fossil fuels in Ecuador. For this, the design and construction, useful volume of biogas produced each year, useful electrical power of biogas and economic evaluation of the electrical energy generation projects in the El Inga and Ceibales UL and the biodigester project located in the Machachi city. The technical analysis shows that in 2021 the El Inga project reached the maximum annual volume of biogas with a value of 3,405 m3/h and an annual electrical power of 7,24 MW; while in 2031 the Ceibales project will reach the maximum annual volume of biogas with 1240,15 m3/h and an annual electrical power of 2,94 MW; On the other hand, the implementation of the Machachi city project would have a constant annual volume of biogas of 312 m3/h and an annual electrical power of 1 MW; In turn, the three projects reach an electrical power of 1 MW with annual biogas volume flows of 547,04 m3/h, 435,81 m3/h and 312 m3/h, with a standard deviation of 117,58 m3/h and a coefficient of variation of 27%. The economic analysis shows that the projects: El Inga with a current power (CP) of 5 MW its NPV is 11301391,77 USD being greater than zero and its IRR is 21% greater than its discount rate (DR) of 8,5%; Ceibales with a CP of 1,8 MW its NPV is 383865,48 USD being greater than zero and its IRR is 10% greater than its DR of 8,6%; and Machachi with a CP of 1 MW its NPV is 807668 USD being greater than zero and its IRR is 21% greater than its DR of 10%; they are profitable. It is concluded that, the evaluation of the three projects offers a technically and economically viable solution in the transformation of biogas into non-conventional renewable energy; since, by transforming 12,659 million accumulated tons of urban solid waste, 6581 m3 of bovine, pig and poultry excreta, a power of 7,8 MW is currently generated with an investment of 15 million USD; which, through the application of article 413 of the constitution, where the Ecuadorian state is obliged to promote the development of renewable energies, around 5498 million USD can be invested to obtain an electrical power of 2859 MW, which corresponds to the generation of electrical energy from non-renewable sources, and thus solve the deficit of 890 MW to obtain electrical energy sovereignty in Ecuador.

Keywords: Technical evaluation of biogas in energy, economic evaluation of biogas in energy, methane in energy assessment, biogas from landfills, biogas from biodigestion processes, ecuadorian energy sovereignty through biogas.

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