BIOMASA - INSTALACIONES 3 G5.pptx

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1. INTRODUCCIÓN
• LA BIOMASA SE REMONTA A LOS MOMENTOS MAS REMOTOS DEL HOMBRE. ES
CONSIDERADA LA ENERGÍA RENOVABLE MÁS VIEJA DEL MUNDO DESDE QUE
LOS PRIMEROS HUMANOS EXISTIERON Y DESCUBRIERON EL FUEGO. EN UN
PRINCIPIO, EL HOMBRE UTILIZABA LA BIOMASA, EL VIENTO Y LA FUERZA
MUSCULAR DE ANIMALES Y HUMANOS PARA LOGRAR TAREAS DE OTRA
MANERA IMPOSIBLES. FUE LA FUENTE PRINCIPAL DE ENERGÍA DEL HOMBRE
HASTA QUE LLEGARON LOS COMBUSTIBLES FÓSILES. LA BIOMASA SE USABA
PARA CALENTAR, HACER METALES, HACER CERÁMICA, PARA ,MAQUINAS DE
VAPOR, HASTA QUE CON LA LLEGADA DE LA REVOLUCIÓN INDUSTRIAL SURGE
LA NECESIDAD DE CONSEGUIR MÁS ENERGÍA EN UN ESPACIO MAS REDUCIDO,
SURGE ENTONCES EL USO DE CARBÓN QUE TIENE UN PODER MÁS
CALORÍFICO Y LA DEMANDA DE ESAS ACTIVIDADES ES MAYOR. EL USO DE
LA BIOMASA SE FUE REDUCIENDO DURANTE ESOS SIGLOS HASTA LLEGAR A
MÍNIMOS HISTÓRICOS YA QUE COINCIDIÓ CON LOS DERIVADOS DEL
PETRÓLEO. SIN EMBARGO, HOY DÍA EL USO DE LA BIOMASA VUELVE A
CRECER DEBIDO A LA SOSTENIBILIDAD DE SU USO Y LA BAJA EMISIÓN DE
CO2 DURANTE SU COMBUSTIÓN.

LA BIOMASA ENERGÍA SE REFIERE A LA BIOMASA «ÚTIL» EN TÉRMINOS
ENERGÉTICOS FORMALES: 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.
PLANTAS, ANIMALES Y NOSOTROS MISMOS, MEDIANTE NUESTROS
PROCESOS PRODUCTIVOS, ORIGINAMOS ESTE TIPO DE MATERIALES
QUE SE PUEDEN USAR, DESPUÉS DE UNA TRANSFORMACIÓN EN
COMBUSTIBLE, PARA ALIMENTAR CALDERAS DE BIOMASA Y GENERAR
CALOR Y AGUA CALIENTE
LA BIOMASA SE OBTIENE DE RESIDUOS FORESTALES Y AGRÍCOLAS,
ESTO HACE QUE EL USO DE ESOS RESIDUOS PARA
CREAR BIOMASA REDUZCA EL COSTE DE DESHECHO Y SE INTEGREN EN
LA CADENA DE PRODUCCIÓN DE UN COMBUSTIBLE COMO ES
LA BIOMASA, AYUDANDO ASÍ A LA SOSTENIBILIDAD DEL MEDIO
AMBIENTE.

2. ESTADO DE ARTE DE LA TÉCNOLOGIA
• C E N T R A L T E R M O E L E C T R I C A D E B I O M A S A
Una central termoeléctrica de biomasa es una planta de generación eléctrica que aprovecha la energía química
contenida en una cantidad determinada de biomasa y que es liberada como energía térmica mediante un
proceso de combustión.
La biomasa, antes de proceder a su combustión en la caldera, es necesario someterla a un proceso previo de
preparación, que facilite el proceso de reacción entre combustible y comburente. Este proceso facilita la
combustión ya que ajusta la granulometría y grado de humedad, fundamentalmente.

LA CALDERA DE BIOMASA
La caldera es sin duda el equipo principal de una
central termoeléctrica de combustión de biomasa. En
ella se lleva a cabo el proceso de transformación de
la energía química contenida en la biomasa en
energía térmica, que será más tarde transformada en
energía mecánica.

3. RECURSO ENERGÉTICO
1. La biomasa es
creada mientras las
plantas absorben CO2
durante su fase de
crecimiento.
2. El hombre cultiva y usa la
biomasa (por ej.) en forma de
madera para fabricar muebles,
construir viviendas, etc.
3. Eventualmente, la biomasa
termina en basurales donde se
descompone y libera su CO2.
4. Las centrales de biomasa son una
variación humana de este ciclo. En vez de
dejar que se descomponga, la biomasa es
quemada para generar energía para uso
doméstico e industrial
La ventaja es que esta
combustión libera el mismo
volumen de CO2 que la
descomposición natural, sin
alterar el equilibrio
ambiental.
UN CICLO LIMPIAMENTE CERRADO

¿CUÁLES SON LOS TIPOS DE BIOMASA?

SEGÚN SU ORIGEN
Es aquella que procede de
la naturaleza, sin
intervención del del ser
humano. Por ejemplo,
aquellas ramas y hojas que
caen de los árboles de
forma natural.
Se trata de subproductos generados de la
industria ganadera, agrícola, silvícola,
agroalimentantaria, de gestión de residuos o de
la transformación de madera. Por ejemplo, los
residuos animales de una fábrica cárnica.
Son aquellos cultivos creados con el fin
de producir biocombustibles. Dos
ejemplos son los cultivos de remolacha y
algunos cereales, estos producen
oleaginosas y bioetanol, sustancias que
son utilizadas en la elaboración del
biodiesel.

PROCESOS DE CONVERSIÓN DE LA BIOMASA EN ENERGÍA

VENTAJAS
• Es una energía renovable, porque la energía que contiene proviene del sol.
• Es una energía de aprovechamiento, porque la biomasa se genera
continuamente como consecuencia de la actividad animal y vegetal.
• Es poco contaminante, pues las cenizas que quedan como residuo de los
procesos de transformación son poco agresivas para el medio ambiente.
• Alcoholes y otros combustibles producidos a partir de la biomasa son muy
eficientes.
• La biomasa está disponible en todo el mundo.
• Es más barata, que puede costar un tercio del costo de otros combustibles.
• Su uso disminuye la dependencia de recursos energéticos fósiles como el
petróleo.
• El saldo de emisiones de CO2 al ambiente es neutral. Esto se debe a
que aprovecha el carbono que inicialmente estaba en las plantas y por lo tanto
formaba parte del ciclo natural del CO2.
• Tiene un beneficio social en sectores rurales por su gran potencial de
aprovechamiento.
• El uso de cultivos energéticos, y el aprovechamiento de tierras abandonadas, evita
la erosión y degradación del suelo.
• No emite contaminantes sulfurados o nitrogenados, ni apenas partículas en
estado sólido.

DESVENTAJAS
Requiere de la utilización de
filtros y que la combustión se
realice a una temperatura
superior a los 900 ºC, en caso de
que la incineración de biomasa
produzca sustancias tóxicas.
Es necesaria una mayor
cantidad de biocombustible
de combustible fósil para
conseguir la misma cantidad de
energía, lo que hace necesario
mayor espacio para su
almacenamiento.
No existen tantos lugares
ideales para su
aprovechamiento ventajoso,
pues requiere de grandes
espacios.
Un mal uso de la biomasa
puede promover
la deforestación de los
bosques y la destrucción de los
hábitats naturales.
Cuando existen dificultades para
mantener el transporte y
almacenamiento de la biomasa
sólida, se incrementan los
costos.
La obtención de los
combustibles como el biogás o
el biodiesel es un proceso
relativamente complejo y un
poco peligroso de manejar.
Al ser un recurso de uso
reciente, las redes y canales de
distribución de los mismos no
se encuentran tan desarrollados
como los de los combustibles
líquidos y/o sólidos.

APLICACIONES - BIOENERGÍA
Producción de energía térmica:
Aprovechamiento convencional de la
biomasa sólida (natural y residual).
Los sistemas de combustión directa
son aplicados para generar calor o
calentar agua.
Producción de energía eléctrica: Obtenida
minoritariamente a partir de biomasa residual
(restos de cosecha y poda, orujillo y el alperujo) y
principalmente a partir de cultivos energéticos
leñosos, de crecimiento rápido y herbáceos. se
necesitan centrales térmicas específicas con
grandes calderas, con volúmenes de hogar
mayores que si utilizaran un combustible
convencional, que conllevan inversiones elevadas
y reducen su rendimiento
Producción de biocombustibles: se
distingue entre la producción de
biocarburantes destinados a su
utilización en vehículos con motor
diesel y los destinados a los
vehículos con motor de encendido
provocado.
Producción de gases combustibles: Es una
aplicación poco utilizada actualmente que
consiste en la descomposición de la biomasa en
un digestor para obtener un gas, cuyo compuesto
combustible es básicamente metano, pero
también contienen nitrógeno, vapor de agua y
compuestos orgánicos.

CULTIVOS ENERGÉTICOS
SE DEFINE CULTIVO ENERGÉTICO COMO TODO CULTIVO NO
ALIMENTARIO DESTINADO A LA PRODUCCIÓN DE ENERGÍA Y
QUE SE UTILIZA FUNDAMENTALMENTE PARA LA PRODUCCIÓN
DE LOS SIGUIENTES PRODUCTOS ENERGÉTICOS:
• ENERGÍA TÉRMICA Y ELÉCTRICA PRODUCIDA A PARTIR DE
BIOMASA.
• BIOCARBURANTES (BIOETANOL, BIODIÉSEL, BIOGÁS,
BIOMETANOL, BIOMETILÉTER, BIOETBE, BIOMTBE,
BIOCARBURANTES SINTÉTICOS, BIOHIDRÓGENO, ACEITE
VEGETAL PURO, ETC.).

4. PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO
CONVERTIDORES ENERGÉTICOS
Métodos para la
transformación de la
Biomasa
Método
Termoquímico
Métodos Bioquímicos
Existen diferentes formas para
transformar la biomasa en energía
que se pueda aprovechar, pero
hay dos de ellas que hoy en día
se utilizan más:

MÉTODO TERMOQUÍMICO
• COMBUSTIÓN: EXISTE CUANDO SE QUEMA LA BIOMASA CON MUCHO AIRE, 20-40% SUPERIÓR AL TEÓRICO A UNA
TEMPERATURA ENTRE 600º Y 1300º (MÉTODO MAS BASICO).
• PIROLISIS: DESCOMPONE LA MATERIA ORGÁNICA UTILIZANDO CALOR (A UNOS 500º) SIN OXÍGENO, SE OBTIENEN
GASES FORMADOS POR HIDROGENO, ÓXIDOS DE CARBONO E HIDROCARBUROS Y SE LO UTILIZA HACE AÑOS PARA
HACER CARBÓN VEGETAL.
• GASIFICACIÓN: EXISTEN CUANDO HACEMOS COMBUSTIÓN Y SE PRODUCEN DIFERENTES ELEMENTOS QUÍMICOS:
MONOXIDO DE CARBONO, DIOXIDO DE CARBONO, HIDROGENO Y METANO, EN CANTIDADS DIFERENTES. LA
TEMPERATURA DE GASIFICACIÓN ESTA ENTRE 700º Y 1500º C Y EL OXIGENO ENTRE 10% Y UN 50%
• CO-COMBUSTIÓN: UTILIZA LA BIOMASA COMO COMBUSTIBLE DE AYUDA MIENTRAS REALIZA LA COMBUSTIÓN DE
CARBÓN EN LAS CALDERAS. CON ESTE PROCESO DE REDUCE EL CONSUMO DE CARBÓN Y SE REDUCEN LAS EMISIONES
DE CO2.
Es la manera de utilizar el calor para transformar la biomasa. Los
materiales que funcionan mejor, son los de menor humedad. Se
utiliza para:

MÉTODO BIOQUÍMICO
Se llevan a cabo utilizando diferentes
microorganismos que degradan las
moléculas. Se utilizan para biomasa de
alto contenido en humedad. Los más
corrientes son:
• FERMENTACIÓN ALCOHOLICA: TÉCNICA QUE
CONSISTE EN LA FERMENTACIÓN DE HIDRATOS DE CARBONO
QUE SE ENCUENTRAN EN LAS PLANTAS Y EN LA QUE SE
CONSIGUE UN ALCOHOL (ETANOL) QUE SE PUEDE UTILIZAR
PARA LA INDUSTRIA.
• FERMENTACIÓN MECANICA: ES LA DIGESTIÓN
ANAEROBIA (SIN OXIGENO) DE LA BIOMASA, DONDE LA
MATERIA ORGÁNICA SE DESCOMPONE (FERMENTA) Y SE CREA
BIOGÁS.
¿CUÁL ES EL MAS UTILIZADO?
• CONVERTIDORES ENERGÉTICOS
Son una alternativa a los combustibles
tradicionales del transporte y tienen un
grado de desarrollo desigual en los
diferentes países. Existen dos tipos de
biocombustibles:
• BIOETANOL: SUSTITUYE A LA GASOLINA. EN EL CASO DEL
ETANOL, ACTUALMENTE SE OBTIENE DE CULTIVOS
TRADICIONALES COMO EL CEREAL, EL MAÍZ Y LA REMOLACHA.
• BIODIESEL: SU PRINCIPAL APLICACIÓN VA DIRIGIDA A LA
SUSTITUCIÓN DE GASOIL. EN UN FUTURO SERVIRÁ PARA
VARIEDADES ORIENTADAS A FAVORECER LAS CALIDADES DE
PRODUCCIÓN DE ENERGÍA.

• Ecuador es un país tradicionalmente
agrícola y ganadero, cuyas actividades
generan gran cantidad de desechos que
pueden ser aprovechados
energéticamente.
• El potencial de biomasa en el Ecuador
constituye un recurso potencialmente
aprovechable como fuente de
biocombustibles y otros subproductos.
• La principal utilización actual de la
biomasa en el Ecuador es en
biocombustible que se venden a nivel
nacional como ECOPAÍS y el BIODIESEL
que se destina en su totalidad a su
exportación.
Fuentes de biomasa en Ecuador.
En un estudio realizado conjuntamente por el Ministerio de Electricidad y Energía Renovable
(MEER) Instituto Nacional de Preinversión (INP) y el Ministerio Coordinador de Producción,
Empleo y Competitividad (MCPEC) se identificó, localizó, describió y cuantificó los residuos con
potencial bioenergético que existen en el país. El resultado de esas investigaciones se recoge en
el Atlas Bioenergético del Ecuador, que se presentó el 9 de abril de 2015.
5. DESARROLLO EN EL ECUADOR

En el país existen tres sectores con potencial bioenergético:
Agrícola: en donde destacan productos como el banano,
arroz, cacao, caña de azúcar, maíz, palma africana, piña, café y
plátano.
Forestal: se refiere, principalmente, a follaje y residuos
madereros.
Pecuario: los residuos derivados de las
actividades avícola, porcina y vacuna son
importantes fuentes de materia bioenergética.

Los principales cultivos con potencial energético
En Ecuador el mayor volumen de producción de
residuos es: la palma africana que genera cerca de 6,9
millones de toneladas anuales (equivalente a la
energía contenida en 653 millones de galones de
diésel) y el cacao que produce 2 millones de
toneladas anuales (equivalente a 101 millones de
galones de diésel).
El sector azucarero industrial en el Ecuador tiene una
significativa importancia en provincias de la Costa, así
como en las provincias de Imbabura y Cañar. En las
principales azucareras ya se han adoptado y
repotenciado las instalaciones para permitir la
cogeneración dre biomasa a partir del bagazo de la
caña.
Principales fuentes de Biomasa Ecuador

Tipos de aprovechamientos energéticos de la Biomasa en Ecuador.
Las tecnologías para la conversión energética de la biomasa pueden clasificarse atendiendo múltiples criterios.
Uno de ellos está en función de la humedad de la biomasa a procesarse.
Para biomasa seca, se recomiendan procesos
termoquímicos
Para biomasa húmeda, se recomiendan procesos
bioquímicos

TECNOLOGIAS DE CONSERVACIÓN
ENERGÉTICA DE LA BIOMASA
La energía contenida en la
biomasa seca es más fácil de
aprovechar, mediante procesos
termoquímicos como la
combustión, la pirólisis o la
gasificación.
El rendimiento energético
obtenido suele ser alto. Los
productos resultantes son, en
su mayoría gases.

Nombre Empresa Ecoelectric Valdez San Carlos Cogeneración
Ingenio Azucarero del Norte
Compañía de Economía Mixta –
IANCEM
Proyecto Biogás
Codana
ENERPRO
Tipo de tecnología
Planta de cogeneración de
bagazo
Cogeneración de energía
eléctrica a partir de bagazo de
caña de azúcar
Cogeneración de energía eléctrica a partir de
bagazo de caña de azúcar
Reactor anaeróbico para
producción de biogás.
Planta de Gasificación
Residuos Palma
Africana
Ubicación Provincia del Guayas Guayas / Marcelino Maridueña Canton Ibarra Milagro/Guayas Quito
Fecha de entrada en operación 2008 2005 2008 2008 2013 (en desarrollo)
Potencia nominal 36,50 MW 35 MW 3 MW
Potencia nominal 35,20 MW 28 MW
Electricidad generada 76,64 GWh 133,86 GWh
% de energía vendida/entregada
al servicio público
52,4% 24.70%
Eficiencia 1264,12 (MWh/TEP)
Precios de la energía vendida 97,2 USD$/MWh 102,3 USD$/MWh
Emisiones de CO2 que han sido
evitadas
70.887 tCO2/año 40.202 tCO2/año 25,110 tCO2/año
Breve descripción
Se trata de una planta de
cogeneración de biomasa
implementada en la
“Compañía Azucarera
Valdez S.A.”. El proyecto
incrementa la capacidad
actual de la planta en 27.5
MW y vende el excedente
de energía al Sistema
Nacional Interconectado
de Ecuador.
El proyecto de San Carlos se
convirtió en el primer plan
ecuatoriano de cogeneración
eléctrica a partir de biomasa,
incrementó su capacidad de
7MW a 35MW desde el año
2015.Pemitiendo incrementar la
capacidad instalada de
cogeneración, así como la
eficiencia de los calderos y la
utilización del bagazo en la
producción de vapor.
La compañia tiene como objeto el cultivo. La
promocion e industralizacion de la caña de
auzcar, a fin de obtener toda su gama de
productos e incursionar en el campo de la
produccion y comercializacion de productos
agropecuarios y de la agroindustria.
Entrega de Alcohol
Anhidro a la EP
PETROECUADOR para la
elaboración de la
gasolina ECOPAIS.
ECOPAÍS, es un
biocombustible
compuesto de 5% de
bioetanol (proveniente
de la caña de azúcar) y
un 95% de gasolina base
Proyecto en ejecución.
Consiste en una central
térmica de 240KWe
generación eléctrica
mediante tecnología
de gasificación en base
al aprovechamiento de
residuos de palma
africana
EMPRESAS PRODUCTORAS DE BIOMASA ECUADOR

• LA BIOMASA ES LA ENERGÍA RENOVABLE MÁS VIEJA DEL MUNDO QUE TUVO PRESENCIA DESDE LOS MOMENTOS
MÁS REMOTOS DEL HOMBRE, USADA DE DIFERENTES MANERAS, ERA LA PRINCIPAL FUENTE DE ENERGÍA HASTA LA
APARICIÓN DE LOS COMBUSTIBLES FÓSILES.
• DESCONTINUADA CON LA LLEGADA DE LA REVOLUCIÓN INDUSTRIAL; HOY DÍA, EL USO DE LA BIOMASA VUELVE A
CRECER DEBIDO A LA SOSTENIBILIDAD DE SU USO Y LA BAJA EMISIÓN DE CO2 DURANTE SU COMBUSTIÓN.
• EL DESARROLLO CIENTÍFICO HA LLEVADO A IMPLEMENTAR CENTRALES TERMOELÉCTRICAS QUE APROVECHAN LA
ENERGÍA QUÍMICA CONTENIDA EN UNA CANTIDAD DETERMINADA DE BIOMASA Y QUE ES LIBERADA COMO ENERGÍA
TÉRMICA MEDIANTE UN PROCESO DE COMBUSTIÓN; CREANDO UN CICLO LIMPIAMENTE CERRADO, DONDE LA
COMBUSTIÓN LIBERA EL MISMO VOLUMEN DE CO2 QUE LA DESCOMPOSICIÓN NATURAL, SIN ALTERAR EL
EQUILIBRIO AMBIENTAL; CONVIRTIENDO LA INTERVENCIÓN HUMANA EN UNA VARIACIÓN DE ESTE CICLO.
• EL POTENCIAL DE BIOMASA EN EL ECUADOR CONSTITUYE UN RECURSO POTENCIALMENTE APROVECHABLE COMO
FUENTE DE BIOCOMBUSTIBLES Y OTROS SUBPRODUCTOS DEBIDO A QUE ES UN PAÍS TRADICIONALMENTE AGRÍCOLA
Y GANADERO, CUYAS ACTIVIDADES GENERAN GRAN CANTIDAD DE DESECHOS QUE PUEDEN SER APROVECHADOS
ENERGÉTICAMENTE
6. CONCLUSIONES

BIOMASA - INSTALACIONES 3 G5.pptx

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