ENERG�A DE LA BIOMASA.

ENERGÍA DE LA BIOMASA : 

Alberto Sánchez 1ºA ENERGÍA DE LA BIOMASA

DEFINICIÓN DE BIOMASA : 

DEFINICIÓN DE BIOMASA Materia total de los seres que viven en un lugar determinado, expresada en peso por unidad de área o de volumen. Materia orgánica originada en un proceso biológico, espontáneo o provocado, utilizable como fuente de energía La primera acepción se utiliza habitualmente en ecología. La segunda acepción, más restringida, se refiere a la biomasa 'útil' en términos energéticos: las plantas transforman la energía radiante del Sol en energía química a través de la fotosíntesis, y parte de esa energía química queda almacenada en forma de materia orgánica; la energía química de la biomasa puede recuperarse quemándola directamente o transformándola en combustible

DEFINICIÓN ENERGÍA DE LA BIOMASA : 

La energía de la biomasa es un tipo de energía renovable procedente del aprovechamiento de la materia orgánica formada en algún proceso biológico, generalmente, de las sustancias que constituyen los seres vivos, o sus restos y residuos. El aprovechamiento de la energía de la biomasa se hace directamente (por ejemplo, por combustión), o por transformación en otras sustancias que pueden ser aprovechada más tarde como combustibles DEFINICIÓN ENERGÍA DE LA BIOMASA Motor Stirling que produce energía a partir de la combustión de biomasa

TIPOS DE BIOMASA : 

TIPOS DE BIOMASA *NATURAL *RESIDUAL *FÓSIL *SECA *HÚMEDA

NATURAL : 

Es aquella que abarca los bosques, árboles, matorrales, plantas de cultivo, etc. Por ejemplo, en las explotaciones forestales se producen una serie de residuos o subproductos, con un alto poder energético, que no sirven para la fabricación de muebles ni papel, como son las hojas y ramas pequeñas, y que se pueden aprovechar como fuente energética. Los residuos de la madera se pueden aprovechar para producir energía. De la misma manera, se pueden utilizar como combustible los restos de las industrias de transformación de la madera, como los aserraderos, carpinterías o fábricas de mueble y otros materiales más. Los “cultivos energéticos” son otra forma de biomasa consistente en cultivos o plantaciones que se hacen con fines exclusivamente energéticos, es decir, para aprovechar su contenido e energía. Entre estos cultivos se encuentran árboles como los chopos u otras plantas específicas. A veces, no se suelen incluir en la energía de la biomasa que queda restringida a la que se obtiene de modo secundario a partir de residuos NATURAL

RESIDUAL : 

Es aquella que corresponde a los residuos de paja, serrín, estiércol, residuos de mataderos, basuras urbanas, etc. El aprovechamiento energético de la biomasa residual, por ejemplo, supone la obtención de energía a partir de los residuos de madera y los residuos agrícolas(paja, cáscaras, huesos...), las basuras urbanas, los residuos ganaderos, como purines o estiércoles, los lodos de depuradora, etc. Los residuos agrícolas también pueden aprovecharse energéticamente y existen plantas de aprovechamiento energético de la paja residual de los campos que no se utiliza para forraje de los animales. Los residuos ganaderos, por otro lado, también son una fuente de energía. Los estiércoles de las granjas de vacas y cerdos pueden valorizarse energéticamente por ejemplo, aprovechando el gas que se produce a partir de ellos, para producir calor y electricidad. Y de la misma forma puede aprovecharse la energía de las basuras urbanas, porque también producen un gas o biogas combustible, al fermentar los residuos orgánicos, que se puede captar y se puede aprovechar energéticamente produciendo energía eléctrca y calor en los que se puede denominar como plantas de valorización energética de biogas de vertedero. RESIDUAL

FÓSIL,SECA Y HÚMEDA : 

FÓSIL Es aquella que procede de la biomasa obtenida hace millones de años y que ha sufrido grandes procesos de transformación hasta la formación de sustancias de gran contenido energético como el carbón, el petróleo, o el gas natural. No es un tipo de energía renovable, por lo que no se considera como energía de la biomasa, sino que se incluye entre las energías fósiles Según la proporción de agua en las sustancias que forman la biomasa, también se puede clasificar en: Biomasa seca: madera, leña, residuos forestales, restos de las industria maderera y del mueble... Biomasa húmeda: residuos de la fabricación de aceites, lodos de depuradora FÓSIL,SECA Y HÚMEDA SECA Y HÚMEDA

MÉTODOS DE OBTENCIÓN : 

MÉTODOS DE OBTENCIÓN *MÉTODOS TERMOQUÍMICOS: Se basan en la utilización del calor como fuente de transformación de la biomasa. Están bien adaptados al caso de la biomasa seca, y ,en particular, a los de la paja y de la madera *COMBUSTIÓN * PIROLISIS *GASIFICACIÓN MÉTODOS BIOLÓGICOS: *FERMENTACIÓN ALCOHÓLICA *FERMENTACIÓN METÁNICA

PIROLISIS : 

La pirolisis: Combustión incompleta de la biomasa en ausencia de oxigeno, a unos 500 grados centígrados, se utiliza desde hace mucho tiempo para producir carbón vegetal. Aparte de este, la pirolisis lleva a la liberación de un gas pobre, mezcla de monóxido y dióxido de carbono, de hidrógeno y de hidrocarburos ligeros. Este gas, de débil poder calórico, puede servir para accionar motores diesel, o para producir electricidad, o para mover vehículos. Una variante de la pirolisis, llamada pirolisis flash, llevada a 1000 grados centígrados en menos de un segundo, tiene la ventaja de asegurar una gasificación casi total de la biomasa. De todas formas, la gasificación total puede obtenerse mediante una oxidación parcial de los productos no gaseosos de la pirolisis. Las instalaciones en la que se realizan la pirolisis y la gasificación de la biomasa reciben el nombre de gasógenos. El gas pobre producido puede utilizarse directamente como se indica antes, o bien servir la base para la síntesis de un alcohol muy importante, el metanol, que podría sustituir las gasolinas para la alimentación de los motores de explosión (carburol). PIROLISIS

COMBUSTIÓN Y GASIFICACIÓN : 

COMBUSTIÓN Y GASIFICACIÓN La combustión: Oxidación de la biomasa por el oxígeno del aire, libera simplemente agua y gas carbónico, y puede servir para la calefacción doméstica y para la producción de calor industrial Gasificación: Es una de las tecnologías más avanzadas, y consiste en la utilización del gas combustible generado en una turbina de gas, donde se recupera el calor de los gases de salida para producir vapor y mover una turbina. El rendimiento de esta tecnología puede duplicar al de la combustión directa

FERMENTACIÓN ALCOHÓLICA : 

La fermentación alcohólica: Es una técnica empleada desde muy antiguo con los azúcares, que puede utilizase también con la celulosa y el almidón, a condición de realizar una hidrólisis previa (en medio ácido) de estas dos sustancias. Pero la destilación, que permite obtener alcohol etílico prácticamente anhidro, es una operación muy costosa en energía. En estas condiciones la transformación de la biomasa en etanol y después la utilización de este alcohol en motores de explosión, tienen un balance energético global dudoso. A pesar de esta reserva, ciertos países (Brasil, E.U.A.) tienen importantes proyectos de producción de etanol a partir de biomasa con un objetivo energético (propulsión de vehículos; cuando el alcohol es puro o mezclado con gasolina, el carburante recibe el nombre de gasohol). FERMENTACIÓN ALCOHÓLICA

FERMENTACIÓN METÁNICA : 

La fermentación metánica: Es la digestión anaerobia de la biomasa por bacteria. Es idónea para la transformación de la biomasa húmeda (mas del 75% de humedad relativa).En los fermentadores, o digestiones, la celulosa es esencialmente la sustancia que se degrada en un gas, que contiene alrededor de 60% de metano y 40% de gas carbónico. El problema principal consiste en la necesidad de calentar el equipo, para mantenerlo en la temperatura optima de 30-35 grados centígrados. No obstante, el empleo de digestores es un camino prometedor hacia la autonomía energética de las explotaciones agrícolas, por recuperación de las deyecciones y camas del ganado. Además, es una técnica de gran interés para los países en vías de desarrollo. Así, millones de digestores ya son utilizados por familias campesinas chinas. FERMENTACIÓN METÁNICA

FUNCIONAMIENTO DE UNA CENTRAL DE BIOMASA : 

Una central de biomasa se ocupa de obtener energía eléctrica mediante los diferentes procesos de transformación de la materia orgánica. Básicamente el funcionamiento de una central es el siguiente: 1. La biomasa recogida se prepara para transformarla en combustible líquido. 2. Este combustible se quema y se calienta agua. 3. Se produce vapor a alta presión que mueve la turbina y esta a su vez mueve el generador que producirá energía eléctrica. 4. La energía eléctrica producida es transportada por el tendido eléctrica. 5. El calor producido por el vapor se transmite en forma de agua caliente. FUNCIONAMIENTO DE UNA CENTRAL DE BIOMASA

USO EN ESPAÑA : 

La biomasa es la energía renovable que más contribuye al abastecimiento energético español. En 1994, se consumieron 3,8 millones de toneladas equivalentes de petróleo de la biomasa, lo que supone más de 91% de la contribución total de las energías renovables. La mayor parte de la biomasa consumida -alrededor del 56% del total- lo fue en el sector doméstico. De la cifra de consumo total de biomasa antes citada, unas 62.700 toneladas equivalentes de petróleo lo fueron de forma de residuos sólidos urbanos (RSU La biomasa, en su forma residual, es la fuente renovable cuantitativamente más importante en España (casi el 52% del consumo de energías renovables). La diversidad de recursos, sus múltiples aplicaciones, la dispersión geográfica de su utilización y el hecho de que, en general, su distribución no pasa por las redes comerciales tradicionales, ha dificultado enormemente la cuantificación de su aporte al abastecimiento energético. Por otra parte, el interés en el consumo en los diferentes sectores industriales se encuentra directamente relacionado con el precio del combustible al que sustituye. En cuanto a los residuos sólidos urbanos, su aprovechamiento energético se basa en modernas plantas incineradoras, cuya utilización no ha de tener una repercusión negativa respecto al aumento del reciclado y a las políticas tendentes a disminuir la cantidad de residuos, ya que son complementarias cuando se diseña una estrategia de tratamiento integral de los residuos. Respecto al aprovechamiento de los cultivos energéticos, los proyectos existentes no pasan de ser meros estudios piloto de algunas especies autóctonas, por lo que no cabe esperar avances significativos en este campo durante los próximos años. USO EN ESPAÑA

VENTAJAS DE SU USO : 

1. Es renovable. 2. Es la única fuente de energía que aporta un balance de CO2 favorable, de manera que la materia orgánica es capaz de retener durante su crecimiento más CO2 del que se libera en su combustión. 3. No depende de ninguna fuerza (como en la eólica). 4. Los combustibles que se generan a partir de la biomasa tienen una gran variedad de usos (probablemente sean los únicos combustibles primarios que puedan sustituir a la gasolina para el transporte). 5. La construcción de una central y su mantenimiento generan puestos de trabajo. 6. Es una forma de crear infraestructura rural, abre nuevas oportunidades. 7. Tiene un gran potencial para rehabilitar tierras degradadas. 8. Se evita la contaminación del medio aprovechando los residuos orgánicos para la obtención de energía. 9. Ausencia de emisión de azufres e hidrocarburos altamente contaminantes (lluvia ácida). 10. Obtención de productos biodegradables. VENTAJAS DE SU USO

PROBLEMAS : 

Todo ecólogo empeñado en estimar la biomasa de un bosque se enfrenta, tarde o temprano, con un problema. ¿Deberá incluir también la madera, y quizás incluso la hojarasca y el mantillo? Una gran proporción de la madera no se puede calificar de materia viva, pero es importante como elemento de estructura y de transporte, y la materia orgánica del suelo es también un factor de estructura. El calentamiento globales un debate muy comentado en estos tiempos, y cada quien tiene su punto de vista. Pero cualquiera que sea tu punto de vista, es claro que estamos produciendo una increíble cantidad de gases de efecto invernadero (basados en el carbono). Este es un tema clave, ya que la cantidad de carbono en la atmósfera es un factor clave para el control del clima en el planeta, sin carbono en la atmosfera el planeta sería un planeta muy frío, el exceso de carbono por otro lado es perjudicial. Existe cierta polémica sobre la inclusión de la incineración (dentro de la energía de la biomasa) como energía verde, por los impactos medioambientales negativos que produce, aunque se trate de energía renovable. Sólo es capaz de aprovechar residuos orgánicos. La construcción de una central provoca alteraciones en el medio natural. Para conseguir un buen aporte energético se necesita gran cantidad de biomasa y por lo tanto ocupar grandes extensiones de tierra en el caso del cultivo energético. Menor coste de producción de la energía proveniente de los combustibles fósiles. Menor rendimiento de los combustibles derivados de la biomasa respecto de los combustibles fósiles El potencial energético de la biomasa existente en el planeta podría bastar para cubrir la totalidad de las necesidades energéticas mundiales. No obstante, una serie de circunstancias limitan notablemente su aprovechamiento. Por ejemplo: - Alrededor del 40% de la biomasa es acuática. Se produce fundamentalmente en los océanos y es de muy difícil recuperación. - De la biomasa terrestre, una gran parte está muy dispersa y es imposible utilizarla de forma eficaz. - El aprovechamiento directo y a gran escala de los recursos forestales para fines energéticos podría conducir a un agotamiento de dichos recursos y dar lugar a efectos medioambientales negativos. - Aprovechar la parte utilizable de la biomasa existente exige aportar una notable cantidad de energía para su recolección, transporte y transformación en combustible útil, lo cual reduce considerablemente la energía neta resultante. Por el momento, la mayor parte de la biomasa que se utiliza para fines energéticos es explotada a través de medios tradicionales, poco eficaces y productivos, y que permiten únicamente el aprovechamiento de una pequeña parte de su potencial energético PROBLEMAS