introducción a las fuentes renovables de energìa biomasa

62
ENERGÍAS RENOVABLES BIOMASA Introducción a las Fuentes Introducción a las Fuentes Renovables de Energìa Renovables de Energìa Biomasa Biomasa Dr. Roberto Best y Dr. Roberto Best y Brown Brown CIE-UNAM CIE-UNAM Agosto 2006 Agosto 2006

Upload: april

Post on 19-Mar-2016

42 views

Category:

Documents


0 download

DESCRIPTION

Introducción a las Fuentes Renovables de Energìa Biomasa. Dr. Roberto Best y Brown CIE-UNAM Agosto 2006. Aspectos Básicos. Definiciones: Biomasa es según la FAO: “el conjunto de plantas terrestres y acuáticas, junto con sus derivados, subproductos y residuos producidos en su transformación”. - PowerPoint PPT Presentation

TRANSCRIPT

Page 1: Introducción a las Fuentes Renovables de Energìa Biomasa

ENERGÍAS RENOVABLES

BIOMASA

Introducción a las Fuentes Introducción a las Fuentes Renovables de EnergìaRenovables de Energìa

BiomasaBiomasa

Dr. Roberto Best y BrownDr. Roberto Best y BrownCIE-UNAMCIE-UNAM

Agosto 2006Agosto 2006

Page 2: Introducción a las Fuentes Renovables de Energìa Biomasa

Aspectos BásicosAspectos Básicos

Definiciones:Definiciones: Biomasa es Biomasa es

según la FAO:según la FAO: ““el conjunto de el conjunto de

plantas terrestres y plantas terrestres y acuáticas, junto con acuáticas, junto con sus derivados, sus derivados, subproductos y subproductos y residuos producidos residuos producidos en su transformación”en su transformación”

Page 3: Introducción a las Fuentes Renovables de Energìa Biomasa

BIOMASABIOMASA Definición:Definición: ““Toda materia viviente del Toda materia viviente del

planeta tierra”planeta tierra” ““La biomasa, sustancia orgánica La biomasa, sustancia orgánica

renovable de origen animal o renovable de origen animal o vegetal”vegetal”

Biosfera, capa delicada Biosfera, capa delicada que representa una que representa una fracción insignificante de la fracción insignificante de la masa total de la tierra”masa total de la tierra”

Page 4: Introducción a las Fuentes Renovables de Energìa Biomasa

BiosferaBiosfera

Es la zona de la tierra Es la zona de la tierra donde se desarrolla donde se desarrolla la vida. Comprende la la vida. Comprende la parte inferior de la parte inferior de la atmósfera atmósfera (troposfera), la (troposfera), la hidrosfera (agua hidrosfera (agua sólida, liquida y sólida, liquida y gaseosa) y la gaseosa) y la litosfera o suelo litosfera o suelo

Page 5: Introducción a las Fuentes Renovables de Energìa Biomasa

El ciclo bioenergético a a escala localEl ciclo bioenergético a a escala local

Page 6: Introducción a las Fuentes Renovables de Energìa Biomasa

El ciclo del carbono a escala localEl ciclo del carbono a escala local

Page 7: Introducción a las Fuentes Renovables de Energìa Biomasa

ENERGÍAS RENOVABLES

BIOMASA

INTRODUCCION

BIOMASA ES TODA LA MATERIA VIVA EN LA SUPERFICIE EXTERNA DELGADA DE LA TIERRA LLAMADA BIOSFERA

desechos

Planta de biogás

Composta

CICLO IDEAL DEL CO2

CO2

ENERGIA SOLAR

ENERGIATRANSPORTE, TERMICA

Y ELECTRICA

PUEDE VERSE COMO UN ENORME ALMACEN DE ENERGIA QUE SE RENUEVA CONTINUAMENTE

Page 8: Introducción a las Fuentes Renovables de Energìa Biomasa

Biomasa

El término Biomasa se refiere a toda la materia orgánica generada por los procesos biológicos de los cinco reinos (vegetal, animal, fungi protista y monera)

La biomasa representa únicamente una pequeña fracción de la masa total de la tierra, pero en términos humanos es una enorme almacenador de energía aprovechable.

La biomasa es un recurso muy variado y complejo debido a su interacción con los sistemas terrestres y acuático con los nutrientes y las personas, sus principales características físicas y químicas son función directa de las condiciones ambientales que se desarrolla.

Durante muchos años, la biomasa, como fuente energética, estuvo considerada como un energético de los pobres, sin embargo, en los últimos años gracias al desarrollo tecnológico y las ventajas que representa sobre los combustibles tradicionales ésta se ha convertido en una fuente renovable de energía con mayor posibilidades en el futuro.

Entre las mayores ventajas de la biomasa sobre los combustibles tradicionales destacan:

Es un recurso abundante y utilizándolo de forma renovable se garantiza su sustentabilidad

Se espera que al convertirse en un combustible moderno, sus costos de producción sean competitivos

Las plantaciones energéticas pueden contribuir a la restauración de las tierras degradadas, y con esto, se evitarían las emisiones de CO2.

Page 9: Introducción a las Fuentes Renovables de Energìa Biomasa

ENERGÍAS RENOVABLES

BIOMASA

DE LA MADERA AL CARBON

HASTA FINALES DEL SIGLO XVII LA BIOMASA (MADERA) ERA LA PRINCIPAL FUENTE DE ENERGIA

CALENTAMIENTO ILUMINACION

CARBON DE MADERA

UNA VISION DEL ORIGEN DE LA REVOLUCION INDUSTRIAL

CRECIMIENTO DE LAPOBLACION

INCREMENTO EN EL PRECIO DE LA MADERA

PRODUCCION DE METALES

USO DE CARBON MINERAL (MAS ECONOMICO)

AGOTAMIENTO DEL CARBON MINERAL SUPERFICIAL

CAVADO DE MINAS PROFUN-DAS (REQUIERE BOMBEO AGUA DE FLOTACION)

PRIMERAS MAQUINAS

Page 10: Introducción a las Fuentes Renovables de Energìa Biomasa

Estado actual de los biocombustiblesEstado actual de los biocombustibles

En el siglo XXI se verá En el siglo XXI se verá el proceso inverso, del el proceso inverso, del carbón a la madera?carbón a la madera?

Pueden los Pueden los biocombustibles biocombustibles sustituir sustituir completamente a los completamente a los combustibles fósiles?combustibles fósiles?

Los datos disponibles Los datos disponibles indican que indican que teóricamente es teóricamente es posibleposible

Page 11: Introducción a las Fuentes Renovables de Energìa Biomasa

Recursos disponibles de Recursos disponibles de biomasabiomasa

Obtener una estimación real de la contribución Obtener una estimación real de la contribución mundial de los variados recursos energéticos de mundial de los variados recursos energéticos de biomasaes una tarea compleja.biomasaes una tarea compleja.

No existen compañías globales haciendo estudios No existen compañías globales haciendo estudios y reportes.y reportes.

Los datos de la IEA consideran la aportación Los datos de la IEA consideran la aportación anual de biomasa tradicional en el rango de 40 – anual de biomasa tradicional en el rango de 40 – 60 EJ. 60 EJ.

La “nueva biomasa” contribuye con alrededor de La “nueva biomasa” contribuye con alrededor de 9 EJ. 9 EJ.

Page 12: Introducción a las Fuentes Renovables de Energìa Biomasa

Recursos disponibles de biomasaRecursos disponibles de biomasa

De lo que no hay duda es que la De lo que no hay duda es que la biomasa en un gran proveedor de biomasa en un gran proveedor de energía en la mayor parte del energía en la mayor parte del mundo.mundo.

Representa la tercera parte del total Representa la tercera parte del total de la energía primaria consumida en de la energía primaria consumida en los países en desarrollo (hasta el los países en desarrollo (hasta el 90% en los más pobres), 20% en 90% en los más pobres), 20% en China y 40% en la India China y 40% en la India

Page 13: Introducción a las Fuentes Renovables de Energìa Biomasa

CONTRIBUCIÓN ACTUAL DE LA BIOMASA A LA CONTRIBUCIÓN ACTUAL DE LA BIOMASA A LA

ENERGÍA PRIMARIAENERGÍA PRIMARIA

A nivel mundial

petróleo33%

hidro6%

nuclear6%

biocombustibles14%

gas natural18%

combustbles sólidos23%

Page 14: Introducción a las Fuentes Renovables de Energìa Biomasa

CONTRIBUCIÓN ACTUAL DE LA BIOMASA A CONTRIBUCIÓN ACTUAL DE LA BIOMASA A LA ENERGÍA PRIMARIALA ENERGÍA PRIMARIA

Países desarrollados

petróleo36%

gas natural24%

combustbles sólidos

25%

hidro6%

nuclear6%biocombustibles

3%

Page 15: Introducción a las Fuentes Renovables de Energìa Biomasa

CONTRIBUCIÓN ACTUAL DE LA BIOMASA A CONTRIBUCIÓN ACTUAL DE LA BIOMASA A LA ENERGÍA PRIMARIALA ENERGÍA PRIMARIA

Países en vías de desarrollo

petróleo23%

biocombustibles35%

gas natural7%

combustbles sólidos

28%

nuclear1%

hidro6%

Page 16: Introducción a las Fuentes Renovables de Energìa Biomasa

ENERGÍAS RENOVABLES

BIOMASA

POTENCIAL DE OBTENCION DE ENERGIA A PARTIR DE BIOMASA vs CONSUMOS ACTUALES

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

POTENCIAL DE ALMACENAMIENTO DE ENERGIA POR BIOMASA TERRESTRE 3,000 EJ/año

Carbón23%

Petróleo32%

Nuclear6%

Hidro6%

Biomasa14%

Gas19%

CONSUMO TOTAL DE TODAS LAS FORMAS DE ENERGIA 451 EJ/año

750 %

>

Page 17: Introducción a las Fuentes Renovables de Energìa Biomasa

Escenario posible hasta el 2050 de uso mundial de Escenario posible hasta el 2050 de uso mundial de energía primariaenergía primaria

GBPM = miles de millones de barriles de petróleo mexicano equivalente

Fuente: Shell International Limited, 1998

Futuro de la energía en el Futuro de la energía en el mundomundo

Page 18: Introducción a las Fuentes Renovables de Energìa Biomasa

Potencial de la Biomasa en EuropaPotencial de la Biomasa en Europa

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

Bélgica, Lux. Dinamarca

Alemania Finlandia Francia Grecia

Gran Bretaña Irlanda Italia

Países Bajos Austria Portugal Suecia

España

PJ/a

Contribución actual Potencial técnico

Page 19: Introducción a las Fuentes Renovables de Energìa Biomasa

Energía en MéxicoEnergía en México

Page 20: Introducción a las Fuentes Renovables de Energìa Biomasa
Page 21: Introducción a las Fuentes Renovables de Energìa Biomasa
Page 22: Introducción a las Fuentes Renovables de Energìa Biomasa

Potencial de la Biomasa en EuropaPotencial de la Biomasa en Europa

0

10

20

30

40

50

60

Bélgica, Lux. Dinamarca

Alemania Finlandia

Francia Grecia

Gran Bretaña Irlanda Italia

Países Bajos Austria Portugal

Suecia España UE-15

%

Page 23: Introducción a las Fuentes Renovables de Energìa Biomasa

Potencial de la Biomasa en EuropaPotencial de la Biomasa en Europa

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

2000 Objetivo 2010

Ener

gía

prim

aria

(TW

h/a)

E.solar

E.geotérmica

E.eólica

Biomasa

Agua

3.700

7.620

Page 24: Introducción a las Fuentes Renovables de Energìa Biomasa

Contribución de la bioenergía como Contribución de la bioenergía como porcentaje de total de energía consumida porcentaje de total de energía consumida

Page 25: Introducción a las Fuentes Renovables de Energìa Biomasa

0

1.000

2.000

3.000

4.000

5.000

6.000

7.000

8.000

9.000

10.000

1998 1999 2000 2001 2002 2003 2010

ktep

Aplicacióneléctrica

Aplicacióntérmica

TOTAL

Datos en ktep

2010Objetivo

Aplicacióneléctrica 269 285 291 342 556 677 5.369

Aplicacióntérmica 3.299 3.317 3.340 3.343 3.348 3.357 4.199

TOTAL 3.568 3.602 3.630 3.686 3.904 4.034 9.568

Años

1998 1999 2000 2001 2002 2003

Evolución del consumo y previsiones

Nota: en la actualidad se encuentra en estudio la evolución de los datos referentes al consumo de biomasa en usos térmicos

2.2. Área de 2.2. Área de biomasabiomasa

2. SITUACIÓN EN 2. SITUACIÓN EN ESPAÑAESPAÑA

Page 26: Introducción a las Fuentes Renovables de Energìa Biomasa

Bioenergía Bioenergía Fuentes de Materia OrgánicaFuentes de Materia Orgánica

Potencial de la Biomasa en México: 4550 PJ/año

En el 2004 el consumo energético de México fue de 6050 PJ

Page 27: Introducción a las Fuentes Renovables de Energìa Biomasa

ENERGÍAS RENOVABLES

BIOMASA

LA BIOMASA COMO COMBUSTIBLE

OXIDACION RAPIDA DE UN MATERIAL EN EL OXIGENO DEL AIRE CON DESPRENDIMIENTO DE LUZ Y CALOR

COMBUSTION

BIOMASA

Celulosa Azúcares (Carbohidratos) Almidones Proteínas

energíaOHCOOCH 2224 22Ejemplo: Metano

energíaOHCOOOCH 2222Combustión de Carbohidratos

Page 28: Introducción a las Fuentes Renovables de Energìa Biomasa

ENERGÍAS RENOVABLES

BIOMASA

LA BIOMASA COMO FUENTE DE ALMACENAMIENTO DE ENERGIA SOLAR

CO2H2O

•Procesos naturales de descomposición y•Cadenas alimenticias AEROBIAS

BIOMASA

Carbón Hidrógeno Oxígeno Nitrógeno

PRINCIPALES CONSTITUYENTES DE LA MATERIA VIVA

FOTOSINTESIS: Proceso inverso a la combustión o descomposición que ocurre en forma natural en las plantas verdes

2222 OOCHSolarEnergíaOHCO

DE ESTA FORMA EL CRECIMIENTO DE LA MATERIA VIVA EN LA BIOSFERA PUEDE VERSE COMO UNA FORMA DE ALMACENAMIENTO DE ENERGIA SOLAR

CIERREDE CICLO

Page 29: Introducción a las Fuentes Renovables de Energìa Biomasa

Eficiencia de conversión de la biomasaEficiencia de conversión de la biomasa

Page 30: Introducción a las Fuentes Renovables de Energìa Biomasa

ENERGÍAS RENOVABLES

BIOMASA

0

5000

10000

15000

20000

25000

30000

35000

40000

EFICIENCIA DE CONVERSION DE ENERGIA SOLAR EN BIOMASA

EN TERMINOS ENERGETICOS, NO TODA LA RADIACION INCIDENTE EN UNA PLANTA VERDE ES CONVERTIDA EN ENERGIA UTILIZABLE

Ejemplo: Una hectárea de tierra en una zona con Irradiancia de 1000 kWh/m2 año

1000 kWh equiv. 3.6 GJ y 1 ha equiv. 10,000 m2 36,000 GJ

Solo 12% se recibe durante el periodo de crecimiento 4,320 GJ

50% de ésta fotosintéticamente activa 2,160 GJ

85.% capturada por las hojas 1,836 GJ

21% de ésta=energia almacenada 386 GJ

40% de ésta = se pierde 155 GJ

Se convierte en follaje solo 231 GJ

SOLO 0.5% DE LA RADIACION TOTAL RECIBIDA SE CONVIERTE EN FOLLAJE

10 TONELADAS DE BIOMASA (BASE SECA) / hectárea año

Page 31: Introducción a las Fuentes Renovables de Energìa Biomasa

ENERGÍAS RENOVABLES

BIOMASA

FUENTES DE BIOMASA

BIOMASA

RESIDUOS DEGANADERIA

•RESIDUOS DE COSECHAS•RESIDUOS DE MADERA•EXCEDENTES DE PRODUCCION

RESIDUOSAGRICOLAS

CULTIVOSENERGETICOS

•MADERA•CAÑA DE AZUCAR•MAIZ, SORGO

RESIDUOSDE CULTIVOSTROPICALES

•BAGASO DE CAÑA•CASCARILLA DE ARROZ•CASCARA DE COCO

DESECHOSSOLIDOS

ORGANICOS

•RESIDUOS SOLIDOS MUNICIPALES

•RESIDUOS COMERCIALES E INDUSTRIALES

Page 32: Introducción a las Fuentes Renovables de Energìa Biomasa

Tipos de biomasa (CIRCE)Tipos de biomasa (CIRCE)

Page 33: Introducción a las Fuentes Renovables de Energìa Biomasa

Tipos de Biomasa (CIRCE)Tipos de Biomasa (CIRCE) Biomasa NaturalBiomasa Natural: : Es la que se produce Es la que se produce

espontáneamente sin níngún tipo de espontáneamente sin níngún tipo de intervención humana. Los recursos intervención humana. Los recursos generados en las podas naturales de los generados en las podas naturales de los bosques constituyen un ejemplo de este bosques constituyen un ejemplo de este tipo de biomasa. tipo de biomasa.

La utilización de estos recursos requiere La utilización de estos recursos requiere de la gestión de adquisición y transporte de la gestión de adquisición y transporte hasta la empresa lo que puede provocar hasta la empresa lo que puede provocar que su uso sea inviable económicamente.que su uso sea inviable económicamente.

Page 34: Introducción a las Fuentes Renovables de Energìa Biomasa

Tipos de Biomasa (CIRCE)Tipos de Biomasa (CIRCE) Biomasa Residual Seca: Biomasa Residual Seca: se incluyen en se incluyen en

este grupo los subproductos sólidos no utilizados este grupo los subproductos sólidos no utilizados en las actividades agrícolas, en las forestales y en en las actividades agrícolas, en las forestales y en los procesos de las industrias agroalimentarias y los procesos de las industrias agroalimentarias y de transformación de la madera, y que por tanto de transformación de la madera, y que por tanto son considerados residuos. son considerados residuos.

Este es el grupo que en la actualidad presenta un Este es el grupo que en la actualidad presenta un mayor interés desde el punto de vista del mayor interés desde el punto de vista del aprovechamiento industrial. Algunos ejemplos aprovechamiento industrial. Algunos ejemplos son la cáscara de almendra, el orujillo, las podas son la cáscara de almendra, el orujillo, las podas de frutales, el aserrín, etc.de frutales, el aserrín, etc.

Page 35: Introducción a las Fuentes Renovables de Energìa Biomasa

Tipos de Biomasa (CIRCE)Tipos de Biomasa (CIRCE) Biomasa residual húmeda:Biomasa residual húmeda: Son los Son los

vertidos denominados vertidos denominados biodegradables: las aguas residuales biodegradables: las aguas residuales urbanas e industriales y los residuos urbanas e industriales y los residuos ganaderos (principalmente purines)ganaderos (principalmente purines)

Page 36: Introducción a las Fuentes Renovables de Energìa Biomasa

Tipos de Biomasa (CIRCE)Tipos de Biomasa (CIRCE) Cultivos energéticos:Cultivos energéticos: son los cultivos son los cultivos

realizados con la única finalidad de realizados con la única finalidad de producir biomasa transformable en producir biomasa transformable en combustible. Algunos ejemplos son el combustible. Algunos ejemplos son el cardo (cardo (cyanara cardunculus)cyanara cardunculus), el girasol , el girasol cuando se destina a la producción de cuando se destina a la producción de biocarburantes, el miscanto, etc.biocarburantes, el miscanto, etc.

Page 37: Introducción a las Fuentes Renovables de Energìa Biomasa

Tipos de Biomasa (CIRCE)Tipos de Biomasa (CIRCE) Biocarburantes:Biocarburantes: aunque su origen se aunque su origen se

encuentra en la transformación tanto de la encuentra en la transformación tanto de la biomasa residual húmeda (por ejemplo reciclado biomasa residual húmeda (por ejemplo reciclado de aceites) como de la biomasa residual seca rica de aceites) como de la biomasa residual seca rica en azúcares (trigo, maíz, etc.) o en cultivos en azúcares (trigo, maíz, etc.) o en cultivos energéticos (colza, girasol, pataca, etc.), por sus energéticos (colza, girasol, pataca, etc.), por sus especiales características y usos finales este tipo especiales características y usos finales este tipo de biomasa exige una clasificación distinta a las de biomasa exige una clasificación distinta a las anteriores.anteriores.

Page 38: Introducción a las Fuentes Renovables de Energìa Biomasa

Contenido energético promedio de los Contenido energético promedio de los combustiblescombustibles

Contenido energético promedio de combustibles

Combustible Contenido energéticoGJ/ton GJ/m3

Madera (verde, 60% humedad)Madera (sec. al aire 2o% hum.)Madera (sec. en horno 0% hum.)Carbón vegetalPapel (periódico) Estiércol (seco)Pasto (recién cortado)Paja (recién cosechada)Residuos caña de azúcarBasura domésticaBasura comercialPetróleoCarbón mineralGas natural

6 715 918 930 *17 916 4 4 315 1.517 10 9 1.516 *42 3428 5055 0.04

* Indica que depende del tipo específico de material

Page 39: Introducción a las Fuentes Renovables de Energìa Biomasa

Combustible Contenido EnergéticoGJ/tonelada

CO2 liberadokg/ GJ

Carbón 30 80

Petróleo 42 70

Gas Natural 55 50

Madera secada al aire 15 80*

Notar que la composición del carbón, la madera y en menor proporción el petróleo puede variar grandemente

*Si la madera se produce en forma sustentable y la combustión es completa, la emisión de CO2 en su ciclo de vida será cercano a cero

Emisiones de COEmisiones de CO22 de los combustibles de los combustibles

Page 40: Introducción a las Fuentes Renovables de Energìa Biomasa

ENERGÍAS RENOVABLES

BIOMASA

Recursos Bio-Recursos Bio-energéticosenergéticos

Cultivos EnergéticosCultivos Energéticos

Page 41: Introducción a las Fuentes Renovables de Energìa Biomasa

Cultivos Energéticos Rotatorios Cultivos Energéticos Rotatorios ForestalesForestales

Permite producir grandes volúmenes Permite producir grandes volúmenes de biomasade biomasa

Se cultivan árboles de rápido Se cultivan árboles de rápido crecimiento y rebrote desde el tocóncrecimiento y rebrote desde el tocón

Se hacen plantaciones muy densas, Se hacen plantaciones muy densas, 10,000 plantas por hectárea,, con 10,000 plantas por hectárea,, con separación entre filas de 2 m. y 0.5 m. separación entre filas de 2 m. y 0.5 m. entre plantas, suficiente para la entre plantas, suficiente para la entrada de maquinaria.entrada de maquinaria.

Se cortan después de varios años de Se cortan después de varios años de (2 a 5).(2 a 5).

Las raíces permanecen intactas Las raíces permanecen intactas apareciendo nuevos brotes en la apareciendo nuevos brotes en la primavera .primavera .

Después de 2 a 3 años se vuelve a Después de 2 a 3 años se vuelve a cortar dando el doble o triple de cortar dando el doble o triple de biomasa que en el primer corte.biomasa que en el primer corte.

El proceso se repite de 3 a 5 veces El proceso se repite de 3 a 5 veces dependiendo del tipo de planta, hasta dependiendo del tipo de planta, hasta que se requiera sembrar nuevas que se requiera sembrar nuevas plantas.plantas.

Page 42: Introducción a las Fuentes Renovables de Energìa Biomasa

Cultivos Energéticos Rotatorios Cultivos Energéticos Rotatorios ForestalesForestales

Page 43: Introducción a las Fuentes Renovables de Energìa Biomasa

Cultivos energéticos rotatorios Cultivos energéticos rotatorios herbáceosherbáceos

Page 44: Introducción a las Fuentes Renovables de Energìa Biomasa

Cultivos energéticos forestalesCultivos energéticos forestales

– Sauce como cultivo Sauce como cultivo energéticoenergético

– Estos sauces cultivados Estos sauces cultivados en el SUNY ESF en el SUNY ESF Genetics Field Station en Genetics Field Station en Tully, New York se han Tully, New York se han desarrollado como desarrollado como cultivos energéticos.cultivos energéticos.

– Los árboles tienen tres Los árboles tienen tres años de crecimiento, el años de crecimiento, el tocón tiene cuatro. La tocón tiene cuatro. La plantación fue podada plantación fue podada después del primer año. después del primer año.

Page 45: Introducción a las Fuentes Renovables de Energìa Biomasa

Cultivos energéticos forestalesCultivos energéticos forestales Chopos de Virginia (Cottonwood)Chopos de Virginia (Cottonwood) Se investigan en USA para usarse en la Se investigan en USA para usarse en la

producción de etanol. producción de etanol.

Actulamente se cultivan ya para la Actulamente se cultivan ya para la industria de la pulpa y el papel. industria de la pulpa y el papel.

Útiles también para restaurar suelos.Útiles también para restaurar suelos.

Page 46: Introducción a las Fuentes Renovables de Energìa Biomasa

Cultivos energéticos forestalesCultivos energéticos forestales

ChoposChopos

– Estos chopos tienen Estos chopos tienen menos de dos años, menos de dos años, se cultivan en se cultivan en forma intensiva forma intensiva como producto como producto agrícola.agrícola.

Page 47: Introducción a las Fuentes Renovables de Energìa Biomasa

Cultivos energéticos forestalesCultivos energéticos forestales

– Árboles de Eucalipto Árboles de Eucalipto cultivados por la industria cultivados por la industria eléctrica con biomasaeléctrica con biomasa

– Eucaliptos cultivados con Eucaliptos cultivados con irrigación por Simpson irrigación por Simpson Timber como cultivo Timber como cultivo energético en Corning, energético en Corning, California.California.

– Wright, Lynn - Oak Ridge Wright, Lynn - Oak Ridge National LabNational Lab

Page 48: Introducción a las Fuentes Renovables de Energìa Biomasa

Cultivos Energéticos ForestalesCultivos Energéticos Forestales

– Producción de Producción de astillas de maderaastillas de madera

– Máquina astilladora Máquina astilladora cortando árboles de cortando árboles de eucalipto y eucalipto y máquina apiladora máquina apiladora de astillas.de astillas.

Page 49: Introducción a las Fuentes Renovables de Energìa Biomasa

Cultivos energéticos agícolasCultivos energéticos agícolas

Sorgo DulceSorgo Dulce Se utiliza para producir Se utiliza para producir

etanol en Brazil, China y etanol en Brazil, China y USAUSA

Mismo equipo que la caña Mismo equipo que la caña de azucarde azucar

Dos cosechas por añoDos cosechas por año Menor requerimiento de Menor requerimiento de

agua que la cañaagua que la caña Se estan desarrollando Se estan desarrollando

hibridos para el clima hibridos para el clima templado europeotemplado europeo

Page 50: Introducción a las Fuentes Renovables de Energìa Biomasa

Cultivos energéticos agrícolasCultivos energéticos agrícolas

– Cosechando pasto Cosechando pasto agujaaguja

– No requiere de nueva No requiere de nueva tecnología para tecnología para cosechar y embalarcosechar y embalar

Page 51: Introducción a las Fuentes Renovables de Energìa Biomasa

Cultivos energéticos agrícolasCultivos energéticos agrícolas

– Pasto aguja o varilla Pasto aguja o varilla (Switchgrass)(Switchgrass)

– Se cosecha con equipo y Se cosecha con equipo y técnicas convencionales, se técnicas convencionales, se utiliza como forrrajeutiliza como forrraje

Page 52: Introducción a las Fuentes Renovables de Energìa Biomasa

Cultivos AgrícolasCultivos Agrícolas

Cultivos energéticos:Cultivos energéticos: Son los cultivos realizados Son los cultivos realizados

con la única finalidad de con la única finalidad de producir biomasa producir biomasa transfornmable en transfornmable en combustible. Agunos combustible. Agunos ejemplos son el cardo ejemplos son el cardo ((cyanara cardunculus)cyanara cardunculus), el , el girasol cuando se destina a girasol cuando se destina a la producción de la producción de biocarburantes, el biocarburantes, el miscanto, etc.miscanto, etc.

Page 53: Introducción a las Fuentes Renovables de Energìa Biomasa

Restos de cultivos agrícolasRestos de cultivos agrícolas

BagazoBagazo Residuo de la caña de Residuo de la caña de

azucarazucar Ya se utiliza como Ya se utiliza como

energético en los ingenios energético en los ingenios azucareros (vapor y azucareros (vapor y electricidad)electricidad)

Se utiliza solo por medio Se utiliza solo por medio año, se busca combinar año, se busca combinar con otros cultivos con otros cultivos energéticosenergéticos

Posibilidad: bagazo para Posibilidad: bagazo para producir etanolproducir etanol

Page 54: Introducción a las Fuentes Renovables de Energìa Biomasa

Restos de cultivos agrícolasRestos de cultivos agrícolas

Cascarilla de arrozCascarilla de arroz El residuo agrícola más El residuo agrícola más

abundanteabundante 1/5 del peso seco del arroz1/5 del peso seco del arroz Su textura lo hace Su textura lo hace

apropiado para la apropiado para la gasificacióngasificación

problema: contiene mucho problema: contiene mucho silicio (cenizas)silicio (cenizas)

ya se usa en Indonesia, ya se usa en Indonesia, China , Mali.China , Mali.

Page 55: Introducción a las Fuentes Renovables de Energìa Biomasa

Restos de explotaciones ganaderasRestos de explotaciones ganaderas

Estiércol animalEstiércol animal Puede ser una fuente Puede ser una fuente

importante de gases de importante de gases de invernadero, (10% de las invernadero, (10% de las emisiones de metano en emisiones de metano en USA)USA)

los deschos líquidos de los deschos líquidos de granjas son una fuente de granjas son una fuente de contaminacion de aguacontaminacion de agua

Control ambientalControl ambiental Induce Induce a invertir en digestión a invertir en digestión anaeróbica para control de anaeróbica para control de residuosresiduos

Page 56: Introducción a las Fuentes Renovables de Energìa Biomasa

Restos de explotaciones Restos de explotaciones ganaderasganaderas

Estiércol Estiércol animal(Cont)animal(Cont)

productos: biogás productos: biogás +efluentes que se utilizan +efluentes que se utilizan como fertilizantescomo fertilizantes

Se puede sacar energía a Se puede sacar energía a estiercol con poco estiercol con poco contenido de agua por contenido de agua por combustión directacombustión directa

Gallinacea (estiércol de Gallinacea (estiércol de pollo + paja) 9-15 GJ tonpollo + paja) 9-15 GJ ton

cerca de 80 MWe en el cerca de 80 MWe en el Reino Unido con gallinaceaReino Unido con gallinacea

Page 57: Introducción a las Fuentes Renovables de Energìa Biomasa

Restos de actividades humanasRestos de actividades humanas Residuos Sólidos Urbanos (RSU)Residuos Sólidos Urbanos (RSU)

Una familia eurpoea Una familia eurpoea produce una tonelada de produce una tonelada de RSU al añoRSU al año

Contenido energético de 9 Contenido energético de 9 GJ / toneladaGJ / tonelada

en principio representa en principio representa 1/10 de su consumo 1/10 de su consumo energéticoenergético

En la práctica no se En la práctica no se alcanza por impedimentos alcanza por impedimentos tecnológicos y sociales.tecnológicos y sociales.

Page 58: Introducción a las Fuentes Renovables de Energìa Biomasa

Restos de actividades humanasRestos de actividades humanas

Estaciones depuradoras de aguas residuales (EDARSEstaciones depuradoras de aguas residuales (EDARS)) Un proceso de depuración Un proceso de depuración

es la digestión a es la digestión a anaeróbica de los lodosanaeróbica de los lodos

El gas producido se utiliza El gas producido se utiliza para generar la energía para generar la energía eléctrica requierida en la eléctrica requierida en la planta y generar calor que planta y generar calor que se requiere para mantener se requiere para mantener el proceso cerca de los el proceso cerca de los 37ºC37ºC

Page 59: Introducción a las Fuentes Renovables de Energìa Biomasa

Restos de Tratamientos Silvícolas. Restos de Tratamientos Silvícolas. PodasPodas

Restos de Restos de Tratamientos Tratamientos Silvícolas.Silvícolas.Podas, Podas, desbroces, clareos, desbroces, clareos, claras, y restos de claras, y restos de cortas finales. cortas finales. Sobre todo de Sobre todo de especies especies forestales.forestales.

Page 60: Introducción a las Fuentes Renovables de Energìa Biomasa

Restos de industrias forestales. Restos de industrias forestales.

Restos de industrias Restos de industrias forestales. forestales.

Industria de primera Industria de primera transformación de la transformación de la madera: Restos de madera: Restos de aserraderos, en aserraderos, en fábricas de tablero fábricas de tablero aglomerado, pasta de aglomerado, pasta de papel, astillas, papel, astillas, corteza, tablas corteza, tablas defectuosasdefectuosas

Page 61: Introducción a las Fuentes Renovables de Energìa Biomasa

ENERGÍAS RENOVABLES

BIOMASA

METODOS DE EXTRACCION DE ENERGIA EN FUNCION DE LA FUENTE DE BIOMASA

COMBUSTION DIRECTA

GASIFICACION DIGESTION ANAEROBIA

RELLENOS SANITARIOS

FERMENTACION Y EXTRACCION

RESIDUOSAGRICOLAS

RESIDUOS DEGANADERIA

RESIDUOSDE CULTIVOSTROPICALES

DESECHOSSOLIDOS

ORGANICOS

CULTIVOSENERGETICOS

•Energía térmica

•Energía Eléctrica

•Energía térmica

•Energía Eléctrica

Gas de Síntesis

•Energía térmica

•Energía Eléctrica

•Transporte

BIOGAS

•Energía térmica

•Energía Eléctrica

•Transporte

BIOGAS

•Transporte

ETANOLACEITES

Page 62: Introducción a las Fuentes Renovables de Energìa Biomasa

Rutas de conversión de la bioenergíaRutas de conversión de la bioenergía