Generación de hidrógeno verde a través de la degradación bacteriana de los desechos domésticos en la ciudad de Guayaquil

Abstract

[Resumen] Este trabajo tiene como fin demostrar que los desechos orgánicos pueden ser utilizados para producción de hidrógeno verde (H2). La metodología se basa en un enfoque cualitativo (contenido exegético científico) y cuantitativa (análisis elemental del sustrato). La muestra fue de 296 hogares cuyos biorresiduos orgánicos se recolectaron durante 28 días. Los resultados permitieron obtener las ecuaciones estequiométricas del sustrato orgánico en donde se obtuvo valores promedios de 66,03 % CH4, un PCI de 8747,62 kcal/kg CH4, y 5776,54 kcal/kg de Biogás. La producción de biogás en el Complejo Ambiental de las Iguanas de Guayaquil, anualmente es de 19,9 millones de m3, suficiente para proveer a 80.000 familias de energía eléctrica. Mientras que la producción H2 supone la generación de 286 kWh mensuales de energía que supera al valor de 251 kWh/mes del consumo energético eléctrico de las familias en Guayaquil. Se concluye que la biomasa urbana intradomiciliaria que se genera en los hogares guayaquileños puede usarse para producción de H2 aplicando una tecnología biológica (fermentación oscura). Combinando ambas tecnologías (hidrógeno y biomasa) se contribuye a la disminución de dependencia energética de combustibles fósiles e hídrico para generar electricidad y disminución de la huella de carbono fomentando una producción energética circular, sostenible (uso racional de los recursos) y sustentable (ahorro de energía y recursos[Resumo] Este traballo ten como fin demostrar que os refugallos orgánicos poden ser utilizados para produción de hidróxeno verde (H2). A metodoloxía baséase nun enfoque cualitativo (contido exegético científico) e cuantitativa (análise elemental do substrato). A mostra foi de 296 fogares cuxos biorresiduos orgánicos colleitáronse durante 28 días. Os resultados permitiron obter as ecuacións estequiométricas do substrato orgánico onde se obtivo valores medias de 66,03 % CH4, un PCI de 8747,62 kcal/kg CH4, e 5776,54 kcal/kg de Biogás. A produción de biogás no Complexo Ambiental das Iguanas de Guayaquil, anualmente é de 19,9 millóns de m3, suficiente para prover a 80.000 familias de enerxía eléctrica. Mentres que a produción H2 supón a xeración de 286 kWh mensuais de enerxía que supera ao valor de 251 kWh/mes do consumo enerxético eléctrico das familias en Guayaquil. Conclúese que a biomasa urbana intradomiciliaria que se xera nos fogares guayaquileños pode usarse para produción de H2 aplicando unha tecnoloxía biolóxica (fermentación escura). Combinando ambas as tecnoloxías (hidróxeno e biomasa) contribúese á disminución de dependencia enerxética de combustibles fósiles e hídrico para xerar electricidade e disminución da pegada de carbono fomentando unha produción enerxética circular, sustentable (uso racional dos recursos) e sustentable (aforro de enerxía e recursos)..[Abstract]

This work aims to demonstrate that organic wastes can be used for green hydrogen (H2) production. The methodology is based on a qualitative (scientific exegetical content) and quantitative (elemental analysis of the substrate) approach. The sample consisted of 296 households who’s organic biowaste was collected for 28 days. The results allowed obtaining the stoichiometric equations of the organic substrate where average values of 66.03 % CH4, a PCI of 8747.62 kcal/kg CH4, and 5776.54 kcal/kg of biogas were obtained. Biogas production at the Complejo Ambiental de las Iguanas de Guayaquil is 19.9 million m3 annually, enough to supply 80,000 families with electricity. Meanwhile, H2 production represents the generation of 286 kWh of energy per month, which exceeds the value of 251 kWh/month of the electrical energy consumption of the families in Guayaquil. It is concluded that the intradomiciliary urban biomass generated in Guayaquil households can be used for H2 production by applying a biological technology (dark fermentation). Combining both technologies (hydrogen and biomass) contribute to the reduction of energy dependence on fossil fuels and water to generate electricity and reduce the carbon footprint by promoting a circular, sustainable (rational use of resources) and sustainable (saving energy and resources) energy production.