2. Gastón Fernando Rosales Fuentes, Universidad Carlos III de Madrid
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Contenido
1 INTRODUCCION ........................................................................................................................................... 2
2 PRESUPUESTO DE UNA PLANTA DE BIOMASA EN ESPAÑA......................................................................... 2
3 CANTIDAD DE ORUJILLO DE ACEITUNA QUE REQUIERE UNA PLANTA DE BIOMASA DE 20MW POR AÑO. 3
4 PROBLEMAS TECNICOS DE UNA PLANTA DE BIOMASA .............................................................................. 7
5 COSTES DE EXPLOTACION ANUAL DE UNA PLANTA DE BIOMASA DE 20MW............................................. 8
3. Gastón Fernando Rosales Fuentes, Universidad Carlos III de Madrid
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1 INTRODUCCION
Mi nombre es Gastón Rosales, soy Ingeniero Electrónico Semi-Senior. Tengo experiencia en I+D en el
mundo de las energías renovables, concretamente en el área “Automatización y Sistemas de Control”, y en
área de la “Electrónica de Potencia” aplicada a Convertidores de Potencia. He participado en diversos
proyectos de Hydro Energy y Wind Energy, para la multinacional ICSA/IMPSA.
Actualmente, estoy realizando el Master en Energías Renovables en Sistemas Eléctricos en la Universidad
Carlos III de Madrid por medio de una beca otorgada por el Gobierno Argentino.
A continuación, se me ha solicitado realizar una breve descripción de los contenidos abordados de la
asignatura “Otras Energías Renovables” [Biomasa]. Santiago García Garrido, es quien ha impartido esta parte
de la asignatura. Santiago es Ingeniero Químico, tiene una amplia trayectoria en esta área.
2 PRESUPUESTO DE UNA PLANTA DE BIOMASA EN ESPAÑA
En este apartado, se evaluará el costo aproximado de inversión para una central eléctrica de tecnología
de Biomasa. La bibliografía consultada indica, que puede tener un coste muy variable dependiendo de la
tecnología, potencia instalada, el tipo de biomasa y depende también del lugar seleccionado para su
instalación.
Tabla 1, Fuente:www.renovetec.com
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Algunos de los costes más relevantes que tiene una central de generación eléctrica de tecnología de
Biomasa se observan en la Tabla 1, algunos de esos costes son muy específicos y otros costes son muy variables
y depende concretamente del proyecto en cuestión, como por ejemplo el coste del terreno, coste de la
captación del agua, coste de la obra del vertido y el coste de la línea eléctrica de evacuación desde la planta a
la subestación más próxima.
Se ha considerado una central de Biomasa de 20MW ubicada en el reino de España.
La extensión de una planta de biomasa, dependerá de la potencia instalada y también dependerá del
tamaño del almacén de biomasa, en la práctica se observan instalaciones que poseen entre 1 a 5
hectáreas.
Movimiento de tierras, trabajo para dejar lo más liso posible el área donde se instalará la planta de
biomasa, este coste dependerá de las características geográficas del terreno.
Se ha considerado una caldera con dos niveles de presión.
Sistema de refrigeración principal más un sistema de refrigeración auxiliar, incluye torre y sistema de
bombeo.
Sistemas eléctricos, que no incluirán la subestación, se incluyen en estos costes los de los transformadores.
Sistema de control, tiene en cuenta tanto el hardware como el software utilizados.
Se observa en la tabla que el coste puro de una central de biomasa ronda los 37 millones de euros, para
una modalidad EPC (llave en mano), la planta construida en suponen un incremento de un 20% más del coste
puro de una central de biomasa, este valor se suma unos 5 millones de euros correspondiente a los costes
variables que no se han tenido en cuenta al momento del cálculo. Finalmente, una planta de biomasa de
20MW tiene un coste aproximado de 49946927 euros.
3 CANTIDAD DE ORUJILLO DE ACEITUNA QUE REQUIERE UNA PLANTA DE
BIOMASA DE 20MW POR AÑO.
¿ES POSIBLE CONSTRUIR UNA PLANTA DE BIOMASA DE 200MW?
En este apartado, se realiza un cálculo aproximado, de la cantidad de orujillo de aceituna por año que
requiere una central de Biomasa con una potencia instalada de 20MW. Los datos de partida se indican en la
siguiente tabla
Tabla 2
Se colocan estos datos en una hoja de cálculo Excel, se programan las formulas necesarias para el cálculo, y se
obtienen los resultados indicados en la siguiente tabla:
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Tabla 3
Para una central eléctrica de biomasa de 20MW de potencia instalada, con un rendimiento del 25%, una
disponibilidad del 80% al año, suponiendo una humedad relativa constante a lo largo del año de 30%, se
requieren 153040 Toneladas de orujillo de aceituna, para producir una energía de 140160 MWh en un año.
Suponiendo que la capacidad del camión que transporta el orujillo de aceituna es de 15 Toneladas, se
requieren 10203 camiones en el año, o en otros términos se requieren 1.2 camiones por hora.
Se repite este cálculo para una central eléctrica de Biomasa de 50MW, 100MW, 150MW y 200MW, los
resultados obtenidos se indican a continuación:
Tabla 4
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Gráfico 1
Ahora bien, si se repite este análisis, considerando una potencia instalada de 20MW y con una humedad
variable entre 30% a 80%, se obtienen los siguientes resultados
Tabla 5
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Gráfico 2
Si se representan los resultados anteriores en una gráfica de 3 dimensiones:
Tabla 6
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Gráfico 3
En conclusión, se puede instalar una planta de generación eléctrica a partir de Biomasa de 200MW, pero no
sería viable transportar hasta las instalaciones de la central, 174 Toneladas de orujillo de aceituna por hora
utilizando 12 camiones, considerando condiciones ideales una humedad del 30%. Para valores de humedad
mayores, se observa un aumento exponencial de la cantidad de orujillo de aceituna a transportar lo que se
traduce en mayor capacidad de logística de transporte.
4 PROBLEMAS TECNICOS DE UNA PLANTA DE BIOMASA
A continuación, se detallas los problemas relevantes de las plantas de biomasa:
Problemas en el sobre calentador:
Es común que la persona encargada de realizar la mezcla para la combustión, no resulta ser la
persona idónea, a veces la llama se produce en un sitio, otras en otro sitio, lo que resulta que
una de esas veces la llama puede darle directamente al sobre calentador.
Problemas con las cenizas:
El potasio de la planta que se quema genera una ceniza, que empieza a solidificarse, parte de
esta se va con la ceniza volante, y se deposita en los haces tubulares, a veces se deposita
como potasio y otras como cloruro potásico, esta última es como una piedra amarilla alojada
en los haces tubulares, cuando alcanza una temperatura de función se desprende de los
haces tubulares y cae sobre la parrilla dañándola.
Problemas con las parrillas:
Si la temperatura de las parrillas no es la correcta, esta puede fundirse.
Problema de mala combustión:
Las condiciones de combustión no se alcanzan, por falta de aire, puede ser que el aire no
está bien distribuido. No ingresa ni egresa suficiente aire a la cámara de combustión.
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Problemas con el transporte de la biomasa:
Sucede que al transportar la biomasa desde el almacén hasta la caldera utilizando cintas
transportadoras, la biomasa se queda atascada.
5 COSTES DE EXPLOTACION ANUAL DE UNA PLANTA DE BIOMASA DE 20MW
Se toman las siguientes consideraciones para estimar el coste de explotación de una planta de biomasa:
Potencia instalada: 20MW
Disponibilidad: 80% anual
Coste orujillo de aceituna: 60 Euros por tonelada
Humedad: 30%
El coste de explotación de una planta de biomasa es la suma del coste de O&M más el coste de la materia
prima (biomasa):
ó = + &
Coste Biomasa:
Anteriormente se calculó que para una planta de biomasa de 20MW, con una disponibilidad del 80% y una
humedad del 30%, se requiere una cantidad de 153040 Toneladas de orujillo de aceituna, para producir una
energía de 140160 MWh en un año. Se puede calcular el costo de la biomasa anual requerida como:
= 153040 ∗ 60
∈
= 9182400 ∈
Se puede representar los costes de Biomasa en términos de MWh producidos:
=
153040 ∗ 60
∈
20 ∗ 0,8 ∗ 8760ℎ
= 65,51
∈
ℎ
Coste O&M
El coste de O&M anual, se puede calcular rápidamente utilizando la siguiente formula:
& = ∗ 0,04
Teniendo en cuenta que el CAPEX es el coste de construcción de la planta de biomasa, el cual fue estimado
anteriormente, el numero 0,04 es un factor que permite realizar un cálculo estimativo rápido del coste de
operación y mantenimiento, el coste de O&M también se puede expresar en termino de MWh producidos:
& =
∗ 0,04
20 ∗ 0,8 ∗ 8760ℎ
=
(49946927 ∈) ∗ 0,04
20 ∗ 0,8 ∗ 8760ℎ
= 14,25
∈
ℎ
No obstante, a continuación, se indica una tabla con alguno de los costes de O&M de una central de
características similares a las anteriormente descripta.
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Tabla 7, Fuente:www.renovetec.com
Utilizando el valor del coste total de O&M de la tabla se obtiene 13,3 euros/MWh
El Coste de explotación de una planta de Biomasa resulta:
ó = 65,51
∈
ℎ
+ 14,25
∈
ℎ
= 79,76
∈
ℎ
