Desarrollo de una red simbiótica industrial en el puerto de Malmö

Abstract

La ciudad de Malmö (Suecia) tiene como objetivo reducir su impacto medioambiental y también el de desarrollar nuevas oportunidades de negocio en la parte Norte del puerto. Basándose en estos requerimientos, en este proyecto se estudiará el desarrollo de una red de industrias sostenibles. Además, con el objetivo de alcanzar una optimización de la energía y de los recursos, se aplicara el concepto de “Simbiosis Industrial”. Este concepto se refiere a que los sub-productos o flujos de calor residual provenientes de las industrias locales (o nuevas actividades) serán aprovechados por otras. Por tanto, el principal objetivo de este proyecto es diseñar una red industrial simbiótica para implementar en el puerto de Malmö.
En la actualidad hay una clara tendencia a integrar la sostenibilidad medioambiental en los procesos productivos, e incluso a desarrollar una economía basada en productos de origen biológico en Europa. Ciudades portuarias relevantes como Rotterdam o Gante están desarrollando modelos con un enfoque biológico añadiendo conexiones entre las diferentes industrias locales. Este concepto es definido por Chertow en 2007 como un “intercambio físico de materia, energía, agua y sub-productos entre varios conjuntos de empresas”. Cabe destacar que este concepto surge por primera vez en Kalundborg (Dinamarca). Esta área sufría de una falta de agua que hizo que las empresas locales se unieran para gestionarla. Después de esta unión, surgieron otras conexiones que llevaron al complejo a una reducción de costes, el desarrollo de nuevas vías de negocio y la garantía de intercambios sostenibles de agua y energía a largo plazo(www.symbiosis.dk). Otros estudios demuestran que ser capaz de realizar intercambios de recursos aumenta la competitividad de una industria (Dyer and
Singh, 1998).
Con el fin de ilustrar los beneficios de la simbiosis industrial, el método empleado será el que describen Martin et al. (2013). Consiste en cuantificar los ahorros de energía y materia, así como los procesos evitados gracias a las conexiones desarrolladas entre distintas plantas industriales. En este proyecto, por tanto, se calcularán los consumos energéticos y materias primas con integración y sin ella. Aparte de los consumos “evitados”, se estimarán los beneficios para el medio ambiente, usando el indicador de emisiones de CO2 para los esquemas con y sin integración. Este indicador está directamente relacionado con la eficiencia y el impacto de la actividad industrial en el cambio climático. Aunque existen otras muchas implicaciones medioambientales, el análisis se reduce a este indicador ya que resulta suficientemente ilustrativo a nivel metodológico y no se pretende hacer una evaluación ambiental exhaustiva, que excede el ámbito del presente Proyecto Fin de Carrera. Con esta aproximación se pretende evaluar los beneficios económicos y medioambientales de forma simultánea, ya que estos últimos no suelen ser suficientes para incentivar el desarrollo de la simbiosis (dado la inversión inicial que suponen).
El objetivo de la ciudad consiste en reducir al máximo su dependencia de energías fósiles y desarrollar una economía circular, que reutilice la materia orgánica de manera sostenible. Por tanto, se trata de demostrar que la región tiene un potencial biológico suficiente. En efecto, en este proyecto se confirma que Malmö tendría la materia prima suficiente con los residuos orgánicos de la ciudad para alimentar una planta de biogás 80,2GWh de potencia (según el estudio de Bjornsson et al., 2011). Asimismo, la región de Skane, en la que se ubica Malmö, produce 818000 toneladas anuales de residuos agrícolas. Se puede concluir que la región estudiada tiene potencial para desarrollar industrias de base biológica que empleen los recursos naturales de la zona.
Por otro lado, las actividades portuarias son las siguientes (basados en el WSP Environmental report, 2013):
Copenhagen-Malmö port (CMP) es una entidad privada que gestiona y se beneficia de los amarres de buques en estos dos puertos.
SYSAV, E.ON Oresundsverket E.ON Flintrannan, que son las empresas que generan energía para la región, a partir de ciclos combinados de gas natural y valorización térmica de residuos; junto con VASYD Sjolundaverket, que produce electricidad para autoconsumo a partir del biogás producido en el proceso de tratamiento de aguas residuales urbanas.
Cementa AB, Finnlines, Ragnsells, Scandinavian Tank Storage y Stena Verko que implican un flujo de transportes importantes tanto de productos industriales y materias primas como pasajeros y otras mercancías.
Otras empresas dedicadas a diversas ramas de la industria química como Norcarb Engineered Carbons que produce negro de humo empleado en tintas de impresión, goma o revestimientos.
En base a la evaluación previa desarrollada en el proyecto original del potencial biológico de la zona y de las actividades económicas, se identifican las oportunidades a desarrollar.
Además de las industrias y empresas locales ya existentes, el modelo propone añadir las siguientes unidades, junto con sus sinergias:
Una planta de biogás: en la actualidad, la fracción orgánica de los residuos municipales de la ciudad de Malmö son enviados a otra ciudad para producir biogás. Por tanto, la implementación de una planta de biogás evitaría el transporte y aportaría valor añadido a los desechos dentro de la ciudad.
Además de aportar el biogás para su uso en el puerto. Según el modelo y los cálculos realizados, se estima que la producción anual de biogás podría alcanzar los 13,4 millones de m3 para el uso en transportes y 75.500 toneladas/año de bio-fertilizantes para uso en cultivos agrícolas de la región.
Una planta de etanol que emplee los residuos agrícolas y forestales de la región (biomasa celulósica). La región de Skane produce 818 000 toneladas/año de residuos vegetales aprovechables. En la primera destilación, el etanol y el agua son separados de la lignina (sustancia que forma parte de las células de los vegetales) y de los azúcares que no se han transformado en etanol. La parte alta de la columna (agua + etanol) son llevados a otra columna; mientras que el fondo (“stillage”) se envía a la planta de biogás. Se estima que dicho flujo implicaría un extra de 3,14 millones m3/año de biogás producido. El consumo de agua es muy alto en la producción de etanol. La planta propuesta emplearía más de 330000 m3/año de agua que se intercambiaría con una planta de tratamiento de aguas. Finalmente, se estima que Norcarb Engineered Products y las plantas de E.ON tienen flujos de calor residual suficientes para cubrir los 248GWh/año necesarios para producir el vapor en el proceso de destilación.
Una explotación de micro-algas de alto valor añadido que se aprovecharían en la industria química local ya que la extracción de su aceite se puede emplear como aditivo en alimentos para los humanos y para la acuicultura o, incluso en la industria cosmética. Dichas micro-algas pueden utilizarse también para la producción de biocarburantes. Además de ofrecer un mercado amplio, su explotación es especialmente interesante ya que no necesita agua de calidad y es un potente agente de fijación del CO2. Por ello, en el modelo propuesto, se desarrollará una explotación de micro-algas que emplee 31 775 ton/año de CO2 proveniente de la planta de etanol y que esté conectada con una planta de tratamiento de aguas. Finalmente, para optimizar todavía más esta explotación, se enviarán los residuos del cultivo de algas a la planta de biogás; y se empleará el calor residual de la planta de E.ON para calentar el cultivo.