LA BIOMASA FUENTE DE ENERGIA RENOVABLE

San José, Septiembre del 2018

INTRODUCCION A LA BIOMASA

1.1.- Definición de la biomasa.

En la actualidad desde un punto de vista de aprovechamiento

energético se acepta como definición de biomasa:

“ Se considera biomasa a un grupo de productos energéticos y

materias primas de tipo renovable que se originan a partir de

materia orgánica formada por vida biológica

1.2.- La biomasa como fuente energética.

Los factores responsables de favorecer la biomasa como fuente

energética son:

• Encarecimiento del precio del petróleo y el cambio climático.

• El aumento de la producción agrícola y la búsqueda de usos

alternativos.

• La posibilidad de utilizar conocimientos técnicos para

optimizar el proceso de obtención de la energía.

• La dificultad para desarrollar otros tipos de proyectos

1.3.- Ventajas y desventajas del uso de la biomasa.

• Fuente renovable su uso no acelera el calentamiento global.

• Produce menos cenizas que el carbón mineral y la que se

produce se puede utilizar para abono de suelos.

• El proceso de captura de metano de los desechos agrícolas y

la sustitución de derivados del petróleo, disminuyen el efecto

invernadero y la contaminación de mantos acuíferos.

• Debido a que su materia prima es local, su uso no viene

afectado, por las variaciones del precio de la energía.

Como inconvenientes:

• Son necesarias grandes cantidades para producir potencia, si

se compara con combustibles fósiles.

• Es un tipo de energía muy dependiente de las variaciones en

el contenido de humedad, clima y densidad de la materia

prima.

• Combustiones incompletas genera, monóxido de carbono y

otros gases nocivos.

1.4.- Aprovechamiento energético de la biomasa.

El aprovechamiento energético de la biomasa, puede tener los

siguientes objetivos:

• Agua caliente potable.

• Generación de Calor para procesos industriales de secado de

procesos agrícolas.

• Cogeneración.

• Generación de electricidad a gran escala, con posibles

hibridaciones con otras fuentes: termosolar.

IDENTIFICACION DE LABIOMASA POR SECTORESPRODUCTIVOS

2.1.- Tipos de biomasa.

1. Biomasa natural. La que se produce en ecosistemas

naturales y sin la intervención del hombre, para potenciarla

o modificarla

Aunque se utiliza habitualmente, su uso no es compatible

con la protección al medio ambiente

Se trata fundamentalmente de residuos forestales, como:

• Limpieza de bosques y plantaciones

• Leñas y ramas

2. Biomasa residual.

Generada por la actividad humana que utilizan materia

orgánica, cuya eliminación supone un problema.

Las ventajas asociadas:

• Reducción de contaminación y riesgo de incendios.

• Reducción de espacio en vertederos

• Costes de producción y transportes bajos.

• Evita de emisiones de CO2

• Genera puestos de trabajo

• Explotaciones forestales. Por las talas y tratamientos

preventivos como podas, clareos (eliminación de un nº

determinado de arboles ) y caminos forestales..

• Industrias agrícolas y agroalimentarias. Café, algodón,

coco, arroz, plátano, banano, bagazo de caña, almazaras,

bodegas y destilerías.

• Industria de la madera. Aserraderos o industrias de 1ª

transformación, elaboración de productos elaborados

(industria del mueble, carpinterías).

• Explotaciones ganaderas. Estiércoles, purines de cerdo,

gallinácea.

• Residuos urbanos. Fracción orgánica de los RSU, aguas

residuales y lodos de depuradoras

3.- Cultivos energéticos. Tradicionalmente caña de azúcar y

cereales.

Las características que deben de tener para aprovechar, para

aprovechar su potencial energético son:

1. Altos niveles de productividad a bajo costo de producción

2. Tierras agrícolas marginalizadas por falta de mercado

3. Utilización de maquinaria agrícola tradicional

4. Impacto nulo o positivo en el medio ambiente

5. Balance energético global positivo

6. Tierras agrícolas deben de ser recuperables

7. Posibilidad de transformación de biocombustibles o

biocarburantes.

8. Utilización mínima de agua y en todo caso sostenible

2.2.- Tabla comparativa de poder calorífico y peso especifico.FUENTE RENOVABLE: BIOMASA Poder calorífico Peso específico Peso específico FUENTE CONVENCIONAL Poder calorífico

MJ/Kg kg/m3 kg/m4 MJ/Kg

Suelto Peletizado

Brotes de poda seca 12,56 200,00 600,00 Diesel térmico 42.60 - 43.20

Maíz (Rastrojo/triturado) 14,34 / 25,12 x / 70 650,00 Búnker (Fuel oíl) 41.28 - 41.90

Cascara de algodón 16,74 - - Gas Licuado de Petróleo (LPG) 46.00 - 50.00

Café (Pulpa/cisco) 17,82 / 18,51 - 600,00

Cascara de coco 16,74 450,00 700,00

Cascara de arroz 13,82 - 15,07 - -

Bagazo de caña de azúcar 8,37 - 10,47 - -

Fibras de palmera de aceite 7,53 - 8,37 - -

Banano (raquis/Vástago) 7,6 / 8,5 - -

Plátano (raquis/Vástago) 7,6 / 8,5 - -

Leña pino seca hum. 15% 16,74 320,00 650,00

Serrín de madera mixta 12,56 200,00 650,00

Viruta de madera mixta 12,56 80,00 600,00

Astillas de madera mixta 12,56 200,00 650,00

Efectos medioambientales positivos. Balance de CO2 de la biomasa respecto fuentes convencionales.

PROCESOS FISICOS DETRANSFORMACION PARA USOENERGETICO: PELETIZACION

3.- Introducción al pretratamiento de la biomasa

Antes de proceder a la combustión, es necesario someterla a un

proceso previo para facilitar la reacción entre combustible y

comburente, siendo sus objetivos:

1. Homogeneizar la entrada de biomasa a la caldera.

2. Cuanto menor sea el pellet, mayor es la superficie para que

puedan reaccionan combustible y comburente.

3. Disminuir la cantidad de humedad, para evitar perdidas

caloríficas empleadas en vaporizar el agua.

3.1.– Secado

Las consecuencias de un alto grado de humedad, > 15%,

conllevan

• Reducción del PCI.

• Problemas mecánicos de atascamientos por apelmazamiento

del combustible

• Problemas químicos. El agua contenida puede dificultar el

proceso de combustión.

Para ello se precisa un secado parcial de la biomasa, de acuerdo

a los siguientes métodos,

1. Secado natural. Se favorece en zonas de alta temperatura

media y baja humedad relativa.

2. Secado forzado aplicando aire seco frío.

3. Secado forzado aplicando calor, mediante caldera de

biomasa auxiliar, poniendo en contacto los humos calientes

de la combustión, en contacto directo o indirecto con la

biomasa

3.2.- Densificado de la biomasa para uso energético: pellet

Para la producción del pellet, una vez secada y preparada la

materia prima, se procede a los procesos de:

1. Reducción de tamaño.

• Astillado. Para el caso de maderas lignocelulósicas.

• Molienda. Reducción a un más del tamaño, para aumento

de la superficie especifica, por exigencia de la caldera.

• Cribado. Control exhaustivo de la granulometría, para

asegurar un correcta combustión.

2.- Peletización. La compactación final, se realiza mediante un

equipo provisto de una matriz de metal y en su interior de

menos tamaño se encuentran los rodillos de presión.

El substrato es alimentado en el interior de la matriz, cuando las

partículas están entre los rodillos de presión y la matriz, la única

vía de salida son los orificios de la matriz.

Finalmente una cuchilla lo corta, obteniendo un pellet con un

diámetro inferior a 2,5 cm y de longitud no superior a 10 cm ( se

suelen romper ).

Las características de los pellets:

• Bajo contenido de humedad (menor al 15%)

• Alta reducción de volumen

• Mejor capacidad de almacenamiento

• Alta densidad, entre 600 y 700 kg/m3

• Alto contenido nutricional

• Excelente capacidad calorífica

• Excelente durabilidad

• Mejor capacidad de dosificación.

COMBUSTIÓN DE BIOMASAAPROVECHAMIENTO ENERGÉTICO DE BIOMASA RESIDUAL

GENERACIÓN DE ENERGÍA.COGENERACIÓN DE ENERGÍA.

BIOENERGÍA

La bioenergía es un tipo de energía renovable que se obtiene de materia orgánica, la

cual también es conocida como biomasa, proveniente de actividades agrícolas y

pecuarias, así como de la silvicultura y de desechos urbanos e industriales,

PROCESOS DE EXTRACCION DE LA ENERGIA

Es de suma importancia identificar las características de la biomasa de laque se pretende extraer algún contenido energético, ya que en funciónde ello algunas veces se puede emplear la biomasa directamente comocombustible, o bien, someterla a diversos tratamientos y procesos antesde su aprovechamiento. En general se puede clasificar en procesos decombustión, físicos, químicos, termoquímicos y biológicos, entre otros,como se muestra a continuación:

PROCESOS TERMOQUIMICOS

Son aquellos en los que la biomasa es transformada mediantediferentes procesos de oxidación, bajo ciertas condiciones detemperatura y presión, éstos permiten obtener combustibles enestado sólido, líquido o gaseoso. Si el proceso se realiza en ausenciaparcial de oxígeno se conoce como gasificación, si el proceso selleva a cabo sin presencia de oxígeno, se denomina pirolisis.

CALDERAS DE BIOMASA

CALDERAS DE BIOMASA

CALDERAS DE BIOMASA

CALDERAS DE BIOMASA

CALDERAS DE BIOMASA

CALDERAS DE BIOMASA

CALDERAS DE BIOMASA

CALDERAS DE BIOMASA

AIRE CALIENTE PARA SECADO

AIRE CALIENTE PARA SECADO

AIRE CALIENTE PARA SECADO

AIRE CALIENTE PARA SECADO

GENERACIÓN DE ENERGÍA

GENERACIÓN DE ENERGÍA

GENERACIÓN DE ENERGÍA

GENERACIÓN DE ENERGÍA

GENERACIÓN DE ENERGÍA

GENERACIÓN DE ENERGÍA

GENERACIÓN DE ENERGÍA

INCINERACION DE RESIDUOS SOLIDOS URBANOS

WASTE TO ENERGY

GENERACIÓN DE ENERGÍA

INCINERACION DE RESIDUOS SOLIDOS URBANOS

GENERACIÓN DE ENERGÍA

GENERACIÓN DE ENERGÍA

COGENERACIÓN DE ENERGÍA

COGENERACIÓN DE ENERGÍA

COGENERACIÓN DE ENERGÍA

COGENERACIÓN DE ENERGÍA

COGENERACIÓN DE ENERGÍA

FIN

GRACIAS POR ASISTIR