Análisis de viabilidad técnica, ambiental y económica de una planta de digestión anaeróbica de los residuos sólidos municipales en el distrito de Alto Selva Alegre

Abstract

En la presente tesis se realiza un análisis técnico, ambiental y económico de una planta de digestión anaeróbica a partir de la fracción orgánica de los residuos sólidos municipales en el distrito de Alto Selva Alegre, provincia y departamento de Arequipa. Dicha planta se presenta como una alternativa de tratamiento de residuos sólidos frente a la disposición final que se realiza en el botadero controlado Quebrada Honda. En primer lugar, se evaluó la situación actual de la gestión de residuos sólidos y la disponibilidad de la materia prima. Seguidamente, se realizó el diseño técnico de la planta, detallando el dimensionamiento y producción de energía de la misma. Posteriormente, se seleccionó la mejor ubicación para la planta. Luego, se cuantificó la reducción de emisiones por el proyecto. Finalmente, se realizó una evaluación económica del proyecto considerando dos ingresos adicionales a la venta de energía: ingreso asociado a Unidades de Carbono Verificadas y cobro por el servicio de tratamiento de residuos sólidos. Los resultados muestran que, entre el 2027 y 2041, el potencial de energía del biogás a generar asciende a 135,288 MWh. Para utilizar la totalidad de residuos orgánicos al 2027, se plantea una planta de digestión anaeróbica de 500 kW de potencia instalada, con un factor de planta de 80% y una inversión de 2,180 MUSD. Dicha planta requiere 6,600 m2 de área y es posible su ubicación dentro del distrito de Alto Selva Alegre. Se propone su financiamiento mediante una nueva subasta con Recursos Energéticos Renovables a un costo de energía de 72.14 USD/MWh, el cual incluye el cobro por el servicio del tratamiento de residuos sólidos.

In this thesis, a technical, environmental, and economic analysis of an anaerobic digestion plant is carried out from the organic fraction of municipal solid waste in Alto Selva Alegre, province and department of Arequipa. This plant is presented as an alternative for the treatment of solid waste compared to the final disposal that takes place in the current disposal site Quebrada Honda. First, the current situation of solid waste management and the availability of raw material were evaluated. Then, the design of the plant was carried out, detailing its dimensioning and energy production. Subsequently, the best location for the plant was selected and the reduction of emissions by the project was quantified. Finally, an economic evaluation of the project was carried out considering two additional incomes besides the sale of energy: sell of Verified Carbon Units and payment for the solid waste treatment service. The results show that, between 2027 and 2041, the energy potential of the biogas generated is 135,288 MWh. To use the whole organic wastes, an anaerobic digestion plant with an installed power of 500 kW is proposed, with a plant factor of 80% and an investment of 2,180 MUSD. The plant requires 6,600 m2 of area in the Alto Selva Alegre District. Finally, the entry of this plant is proposed through a new auction with Renewable Energy Resources at an energy cost of 72.14 USD/MWh, with the additional income of waste treatment.