La basura, aquel desecho no deseable que no se puede reciclar, es un combustible limpio, y por tanto un residuo aprovechable. Desde 1960 se ha utilizado en diversos países como combustible de las centrales o plantas de termo valorización –conocidas como Waste to Energy (WtE)– como una respuesta sostenible al tratamiento con aprovechamiento de los residuos sólidos urbanos (RSU).

En los principales centros urbanos del mundo funcionan más de 2.100 plantas de termo valorización, y existen dos razones fundamentales por las que se ha optado por esta tecnología para el aprovechamiento de dichos residuos:

  • Cambiar el modelo de enterramiento de los residuos en los rellenos sanitarios, cuya operación y resultados son altamente agresivos tanto con el medio ambiente como con la salud de los vecinos de los escasos predios disponibles para su ubicación; y
  • Sustituir los combustibles fósiles no renovables de las termoeléctricas por combustibles de menor impacto ambiental, para lo cual la basura es el combustible ideal, desechable, de generación estable, que puede producir energía en firme y mejorar el componente ambiental en la matriz de generación eléctrica de un país.

Figura 1. Ubicación de Plantas WtE en el mundo. Fuente: Pre-Feasibility Study. Technology Assessment – Waste to Energy Options, Geosyntec Consultants, 2020.

Según datos de la Confederación Europea de Plantas de Termo valorización (CEWEP), para 2016 en Europa, en promedio de todos sus países miembros se consiguió que el 28% de los residuos fueran a termo valorización, el 47 % a reciclaje y compostaje, y el 24 % a rellenos sanitarios, siendo Suecia el país con mayores logros, con el 50 % de los residuos generados aprovechados mediante este proceso, 49 % con reciclaje y compostaje, y solo el 1 % destinado a rellenos sanitarios.

Por su parte Japón, país líder en el mundo de la economía circular, destina el 70 % de sus residuos a aprovechamiento energético en plantas de termo valorización, y en los Estados Unidos funcionan, según Geosyntec Consultants (como lo indica la figura 1), 77 plantas de termo valorización que procesan 90.000 ton de RSU/día, el 7 % de los residuos de todo el país, con una capacidad eléctrica de 2.700 MW.

Con base en un estudio de la Asociación de Residuos Sólidos de América del Norte (SWANA), la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos (EPA), realizó un comparativo de las emisiones de gases de las diferentes tecnologías utilizadas en termoeléctricas, cuyo resultado se presenta en la tabla 3.2.

Las principales conclusiones son:

  • Con respecto al dióxido de carbono (CO2,), las emisiones de una planta de termo valorización son menos ofensivas con el medioambiente que las generadas por las centrales térmicas a base de carbón, fueloilo combustóleo, y gas natural. En otras palabras, si se sustituyeran las centrales a carbón por centrales de termo valorización, por cada MW-hr generado se reducirían las emisiones de CO2 en un 63 % –de 1.021 a 379 kg–, indicador clave ahora que Colombia tiene compromisos de emisiones con la Organización para la Cooperación y el Desarrollo Económicos (OCDE), y que se quiere cambiar la actual matriz de generación eléctrica del país por una más limpia.
  • En cuanto al dióxido de azufre (SO₂), la reducción de sus emisiones es considerable, si se comparan con las de centrales a base de carbón y de combustóleo. De 5,9 kg/MW-hr para el carbón y 5,4 kg/MW-hr para el combustóleo, a solo 0,36 kg/MW-hr para el RSU.
  • En el caso del óxido de nitrógeno (NO), sus emisiones se reducen aproximadamente en un 10 %.

Por su parte, el desarrollo tecnológico, en cuanto a minimización de los efectos ambientales por emisiones, que han tenido las plantas de termo valorización desde su inicio, ya fue plasmado en estudios del periodo 1990-2005 para los Estados Unidos, como se observa en la tabla 3.1.

Partiendo de esto se concluye que:

  • La reducción de emisiones de dioxinas/furanos ha sido superior al 99 %.
  • La reducción de emisiones de mercurio, cadmio, plomo, y partículas, superó el 95 %.
  • La reducción de los componentes HCl y SO₂ alcanzó los valores de 94 y 88 % respectivamente.
  • La reducción de óxidos de nitrógeno, NOx, alcanzó un valor del 24 %, significativa para estos contaminantes.
  • Desde hace 15 años, las emisiones promedio de las plantas de termovalorización ya se encontraban por debajo de los límites establecidos por las normas de la Agencia de Protección Ambiental de Estados Unidos (EPA).

Por último, organizaciones gubernamentales y no gubernamentales, incluidos the World Economic Forum (WEF), the European Union, the Center for American Progress, Columbia University scientists, CalRecycle, The Energy Recovery Council (ERC), entre otros han reconocido que la energía producida a partir de RSU es una fuente significativa de reducción de emisiones de gases efecto invernadero. Como se puede observar en la figura 2, se concluye:

  • Producir un MWh de energía eléctrica con carbón genera una emisión de gases efecto invernadero (GHG, por sus siglas en inglés), de aproximadamente una tonelada de dióxido de carbono equivalente (CO2e).
  • Producir un MWh de energía eléctrica con gas natural genera más de O,4 t CO2e
  • Para producir un MWh de energía eléctrica en una planta de termovalorización (EfW, energy for waste) se generan aproximadamente -0.38 tCO2e; es decir, al incluir los gases efectos invernadero evitados al cambiar el enterramiento de las basuras en los rellenos sanitarios por utilizarlas como combustible, nos genera una emisión negativa de gases efecto invernadero. Es por ello que hablamos de un combustible limpio.

 

Figura 2. Emisiones de gases efecto invernadero (GHG) por fuentes de generación eléctrica. Fuente: Documento Generating Electricity from Waste: A Comparison to Coal, de COVANTA, miembro de The Energy Recovery Council (ERC), WP3, Version 3.2 (February 2019)

En 2017 se dispusieron en Colombia alrededor de 30.699 ton/día de residuos entre sitios autorizados (rellenos sanitarios, celdas de contingencia y plantas de procesamiento) y no autorizados (botaderos a cielo abierto, celdas transitorias, y algunos en cuerpos de agua y otros que finalmente se quemaron en forma incontrolada).

Si se considera que este residuo es un combustible limpio que se podría utilizar racional y técnicamente en las centrales termoeléctricas llamadas plantas de termo valorización, pasaría entonces de ser un agente contaminante a ser aprovechado en la generación de energía, como lo muestra la tabla 4, con un potencial de capacidad instalada entre 640 y 959 MW[1].

Fuente: Elaboración propia, con base en datos de la Superintendencia de Servicios Públicos Domiciliarios, SSPD, y del Consejo de Investigación y Tecnología de Residuos a Energía, WtERT.

Si se tiene en cuenta que la capacidad de las plantas de generación carboeléctrica en el país es del orden de los 1.700 MW, y que la capacidad de diseño de la central de Hidroituango –que aún no ha entrado en operación– es de 2.400 MW, con los residuos que no son reciclados y que van a los sitios de disposición final existentes en Colombia, se podría aumentar la capacidad instalada de la red matriz de generación eléctrica entre 37 y 56 %, con referencia a las centrales termoeléctricas a base de carbón, o entre 26 y 40 %, en relación con Hidroituango.

El intervalo lo precisan los estudios de caracterización de los residuos en cada municipio.

Las cifras del potencial energético de los RSU revelan una gran oportunidad para orientar el sector de aseo a una economía circular que minimice los rellenos sanitarios, por obsoletos y no sostenibles, y que haga aprovechamiento energético de los residuos en plantas de termo valorización o WtE, y el sector eléctrico a una diversificación de la matriz energética, para que dependa menos de grandes proyectos hidráulicos y de unas térmicas que, además del impacto en emisiones, deja como consecuencia el consumo de recursos no renovables y los efectos de su explotación minera.

Pedro E. Ramos Gutiérrez  
Ingeniero Mecánico Universidad Nacional de Colombia y Consultor en Servicios Públicos
Agosto 18 de 2020

 

[1] Según el WtERT, cada tonelada de residuos tiene un potencial de generación eléctrica de entre 500 y 750 kWh.