experiencias, oportunidades y tendencias en el uso de...
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Experiencias, oportunidades y tendencias en el uso de bioenergía
para el desarrollo rural
Dr. Enrique Velo
25 de Octubre de 2008Lima
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Contenidos
¿Cuáles pueden ser los objetivos? y ¿qué enfoque le damos?¿Qué oportunidades encontramos?¿Qué barreras existen?¿Cómo conseguir avanzar?Ejemplos exitososConclusiones 2
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Objetivos
De la bioenergíapara el desarrollo
energético rural
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¿Qué es lo que realmente importa?
Servicio energético función para la que se necesita la energía y de cuya consecución se deriva la necesidad de las personas de disponer de energía.
Necesidades energéticas
entendidas como aquellos servicios que provee la energía (iluminación, movilidad, calefacción, cocinado, etc.)
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Ver cubiertas nuestras necesidadesA un precio asequible y de forma fiable y suficiente
Enfoque universal
Ejemplo de sistema energético desde la extracción hasta los servicios. Fuente: Elaboración propia., basado en WEA (PNUD, 2000)
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Objetivos que se estima necesario cumplir en todos los países en 2015 par cumplir los ODM:
Proveer de un acceso a los servicios energéticos modernos (en forma de potencia mecánica y electricidad) a nivel comunitario para todas las comunidades rurales. [Fuente: PNUD-ESMAP, 2005 ]
Movilización de la ciencia y la tecnología mundiales para alcanzar los ODM
• Crear capacidades científicas y tecnológicas.
• Encauzar la investigación y el desarrollo hacia retos concretos en materia energía y degradación ambiental.
• Financiación pública directa de unos 1.000 millones de dólares para [la investigación y el desarrollo de] tecnologías energéticas mejoradas.
Recomendaciones Sachs (2005)
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desafíos clave para aquellos países con un importante uso de la biomasa en forma tradicional son, según
Karekezi (2004), y en orden de importancia:
Asegurar que la biomasa utilizada procede de fuentes renovables. Diseminar ampliamente las tecnologías mejoradasPromover las tecnologías modernas que usan un amplio abanico de fuentes de biomasa para generar combustibles de alta calidad, gases y electricidad.
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un enfoque transversallos problemas humanos tienen múltiples dimensiones
Energía Sostenible:
"energía producida y utilizada de forma que sustenta el
desarrollo humano en todas sus dimensiones,
sociales, económicas y
medioambientales." World Energy Assessment
(PNUD, 2000)
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Oportunidades
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Ventajas socialesdel uso de la biomasa como fuente energética
Crea puestos de trabajo locales en mayor proporción que el uso de combustibles fósilesContribuye a fijar la población rural
Puestos de trabajo directo en el sector agrícola (cultivos energéticos)Puestos de trabajo en las industrias auxiliares del sector
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Desarrollo de las capacidades humanasNivel de vida decorosoVida larga y saludable
Adquisición de conocimientos y fomento de la creatividadParticipación en la vida social, económica
y política de la comunidad
Recursos para educación, salud,comunicaciones, empleo
Conocimientos,creatividad
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Crecimientoeconómico
Recursos para lamejora de los sistemas
energéticos
Aumento de laproductividad
Acceso a mejoresservicios energéticos
Desarrollo de las capacidades humanasNivel de vida decorosoVida larga y saludable
Adquisición de conocimientos y fomento de la creatividadParticipación en la vida social, económica
y política de la comunidad
Recursos para educación, salud,comunicaciones, empleo
Conocimientos,creatividad
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Crecimientoeconómico
Recursos para lamejora de los sistemas
energéticos
Aumento de laproductividad
Acceso a mejoresservicios energéticos
¿Cómo fomentar el desarrollo?
Relación entre el acceso a la energía y el desarrollo humano. Fuen
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11Relación entre el combustible usado y el nivel de prosperidad. Fuente: PNUD (2005)
Electricidad
Biocarburantes
Biogás
SolarEólicaHidráulicaBIOENERGÍA
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Tecnologías modernas de la biomasaoportunidades de desarrollo
Tecnologías avanzadas
Desarrollo de la industria agropecuariaProducción de combustibles limpios, eficientes y sosteniblesGeneración de electricidad
Sector productivoSaludEducación
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Tecnologías modernas de la biomasaoportunidades para el sector agrícola
Diversificación actuando como un productor importante de energía
incremento de productividad ruralviabilidad económicainfraestructuras localesempleo
Se convirtiere en un actor importante en términos de sostenibilidad local y beneficios medioambientales.
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Barreras
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Barreras que frenan
el desarrollo
energético rural
La tecnología es parte de la solución
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¿Cómo conseguir avanzar?
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Opciones tecnológicas
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Ligno celulósica
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Fuentes y tareas
Presente Corto plazo Medio plazo Largo plazo
Fuente de electricidad
Red eléctrica o sin electricidad
• Generación a partir de biomasa
• Motores de combustión interna acoplados a un generador
• Eólica• Geotérmica• Pequeña hidráulica• Fotovoltaica
Generación a partir de biomasa usando micro-turbinas y gasificadores integrados en ciclo combinado
• Células de combustible para cubrir la demanda valle
• Electricidad termosolar
Combustibles Madera / carbón vegetal/ estiércol/ residuos agrícolas
• Biocombustibles• Gas Natural/ GLP/
biogás• Aceites vegetales
• Biocombustibles• Gases licuados
(GLP)• Gas de síntesis• Dimetil éter (DME)
Biocombustibles
Cocinas Cocinas de leña • Cocinas mejoradas• Cocinas de GLP
GLP/biogás/gas natural/ cocinas de DME
Cocinas con biogás, o eléctricas/ quemadores catalíticos
PNUD (2004)
La identificación de las opciones tecnológicas para las fuentes de energía depende mucho del horizonte temporal
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Combustión directa
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Obtención de biocarburantespara motores
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Obtención de Bio-oil
Los líquidos tienen una viscosidad semejante a la de un fuel-oil medio y no son miscibles con los hidrocarburos líquidos. Son sensibles a las elevadas temperaturas, motivo por el cual no pueden ser destilados. Su poder calorífico superior es de unos 17 MJ/kg, menor que el del fuel-oil convencional que es de unos 42-44 MJ/kg.
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Producción de gas de síntesis
pequeña escala (5 a 100 kW)
AlumbradoCocinaCalefacción
Uso familiar
Grandes instalaciones10 y 100 MW de electricidad
Proyectos de demostración a diferentes escalas
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Producción de gas de síntesisla pequeña escala
tecnología razonablemente simple y barata
puede fabricarse localmenterequerimientos de seguridad
emisiones de CO y alquitranes.
combustión directacombustión más limpia y controlable.
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Energía a partir de residuos orgánicos¿cómo es posible?
SUSTRATOS
estiércol
Residuos agrícolas
Residuos orgánicos industriales
PLANTA DE BIOGÁS
FETILIZADOR LÍQUIDO DIGERIDO (biol)
campo
jardín
Cocinade gas
lámpara
Motor/generador
entrada salida
DIGESTOR
GAS
MATERIA ORGÁNICAHÚMEDA O HUMEDECIDA
FETILIZADOR SÓLIDO
También se puede gasificar
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Gas de síntesis y BiogásAlgunos ejemplos
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Producción de gas de síntesisgeneración de electricidad
motores diesel o de gasolina modificados
puede reemplazar entre el 70 y el 80% del gasoil o el 100% de la gasolinarango de 10 a 200 kWeeficiencias eléctricas del orden del 15 al 25%disponibles comercialmente.
Éxito operacional limitado limpieza del gascostes relativamente altosnecesidad de ser operados con cuidado
Suministro de combustible fiable y técnicamente adecuado
cuidadosa planificación, particularmente en aplicaciones rurales remotasFalta de fuentes de biomasa
freno para su aplicación a gran escala
áreas aisladas donde las conexiones a la red eléctrica o no están disponibles o no son fiables, siendo entonces competitivas económicamente para generar electricidadÁreas con precio de la electricidad elevado (India)
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gasificación
Cuestiones que hay que responder con un 'si' para que el gas de madera se emplee regularmente como combustible para motores
EVALUACIONPaíses en desarrollo
Situación actual Posibles cambios en el futuro
1. ¿Existen suficientes incentivos económicos? Si Los salarios crecientes, como resultado del desarrollo económico, harían menos rentables los gasificadores
2. ¿Existe combustible adecuado de biomasa comercialmente disponible y puede mantenerse el empleo de este combustible para gasificadores?
En algunos paísesSi
El uso actual excesivo de combustibles de biomasa puede reducirse y adoptar métodos para el empleo de la biomasa con nuevos fines.
3. ¿Se dispone de los necesarios conocimientos sobre diseño, producción y funcionamiento de gasificadores de biomasa?
Generalmente, No La difusión informativa y los cursos de formación organizados por organismos internacionales de asistencia al desarrollo, pueden mejorar la situación.
4. ¿Se dispone comercialmente de los equipos necesarios?
Si, pero fabricados con costes elevados en Europa o EE.UU.
La tecnología de producción es comparativamente sencilla. Si se dispusiera de conocimientos y del capital necesario y si hubiera un mercado razonablemente extenso, la producción podría comenzar en muchos países
FAO - Roma, 1993
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gasificación
Cuestiones que hay que responder con un 'si' para que el gas de madera se emplee regularmente como combustible para motores
EVALUACIONPaíses en desarrollo
Situación actual
Posibles cambios en el futuro
5. ¿Pueden los usuarios determinar su economía basándose en la experiencia de instalaciones que funcionan localmente
No (con algunas excepciones)
Puede mejorarse la situación instalando plantas demostrativas
6. ¿Hay a disposición de los usuarios el capital necesario para la inversión en equipos?
Probablemente no (con algunas excepciones)
Depende de las posibilidades de obtener préstamos para estos fines. Se necesita probablemente un programa gubernamental para mejorar la situación en poco tiempo
EVALUACION GLOBAL Algunos obstáculos para su empleo generalizado
Se pueden salvar todos los obstáculos. Los cambios, en un futuro próximo, requerirán acciones gubernamentales y asistencia internacional.
FAO - Roma, 1993
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¿Dónde se pueden encontrar gasificadores?
Pequeños gasificadores de bajo costoEl gas producido se utiliza para procesos industriales o se distribuye para calentamiento y cocina de la comunidad.
Chinaaños 1960gasificador que utiliza como alimentación cáscarade arroz. Cientos de unidades aún es uso
India Mejoras en la industria alimentaria Electrificación rural
Otros:Mali, Surinam, Brasil, Filipinas, Cuba, Colombia…
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Filipinas (2001) Sistema modular para el desarrollo empresarial a escala comunitaria
gasificación
energía eléctricapequeña actividad productiva
alimentado con biomasaCáscara de coco
Combustible excelentePocas cenizasBaja humedadFluye bien cuando se trocea
sostenibilidad del suministro de combustible
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IndiaElectricidad a partir de syngas
Ministry of Non-Conventional Energy Source (MNES)
potencial de biomasa en todo el país 19.500 MW.
Mediados de 2003instalados 55 MW (1817 proyectos) de gasificaciónde biomasa.
Isla de Gosaba 500 kW (el más antiguo)Khtrichera (estado de Tripura) 1 MW (el más grande)Estado de Nadu: 60 gasificadores en 2004
57 de ellos tienen una capacidad de 9kW, otros dos de 4, 40 kW (bombeo de agua)1 de 250 kW (para una escuela)
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Indiaisla de Gosaba
Beneficios para el desarrolloSe han creado muchos comerciosmás de 10 hotelesgente de las islas vecinas van a Gosaba de comprashay un banco que apoya las actividades económicasdisponible un sistema de telecomunicacionesexiste acceso a internet y un centro de entrenamiento en informáticaEl hospital puede realizar operaciones básicas. alumbrado públicoalumbrado de la escuelasuministro de agua y riego
gasificación
5 x 100 kW
la Cooperativa de Energía Rural de Gosaba opera la planta y cultiva 75 hectáreas para energía
Proyecto piloto financiado al 100% por el gobierno
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Biogáspreguntas previas
¿Hay otras alternativas?
Substrato disponible
Demanda energética
¿Se puede cubrir una parte importante de la demanda?
¿Es fácil de mantener y reparar?
¿Es el emplazamiento adecuado?
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Biogás: diseño apropiadoadaptación a las condiciones locales
Condiciones climáticas y del sueloLa calidad del sustrato que se va a digerirLas cantidades de sustratoLa priorización de los beneficios esperadosEl capital disponibleLa disponibilidad de destrezas para operación, mantenimiento y reparación
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Biogás ¿dónde se aplica?
China Inicio 1940’s → 1970’s impulso y fracasoMejora de la construcción, operación y mantenimiento
IndiaInicio 1950’s
Nepal (BSP)Julio de 2005:152.373 plantas instaladas
Bolivia (GTZ)Biodigestores de bajo costo
Otros:Tanzania, Corea del Sur, Tailandia
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Conclusiones
Según el World Energy Assessment (PNUD, 2000):La prestación de servicios energéticos en las zonas rurales plantea dificultades específicas. Pero también ofrece una excelente oportunidad de mejorar las vidas de miles de millones de personas en un período relativamente corto.
Las tecnologías avanzadas de la biomasa ofrecen grandes oportunidades si:
Se adaptan a las condiciones localesSe rebajan los costosSe aumenta la fiabilidadSe potencia el manejo sostenible