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Luis E. Arteaga-Pérez
larteaga@ubiobio.cl
San Salvador de Jujuy, 11 al 14 de noviembre de 2019
Taller II:
“Identificando el rol de la biomasa en la sustentabilidad territorial.
Experiencias, reflexiones y aprendizajes”
EXPERIENCIAS DE MANEJO Y APROVECHAMIENTO DE
BIOMASA
ReBiBiR (T)-Programa CYTED
• Biomasa, Bioenergía y Biorefinerías
Chemicals
Fibbers
Energy
Plastics
Oils
Platform
molecules
BIOREFINERY
Bosque
Biomasa
Transformations
-Thermochemical
-Thermal
-Mechanical
-Bio-processing
Secretaría General3
OBJETIVOS
Programa CYTED
EXPERIENCIAS DE MANEJO Y APROVECHAMIENTO DE
BIOMASA
ReBiBiR (T)-Programa CYTED
• Biomasa, Bioenergía y Biorefinerías
Chemicals
Fibbers
Energy
Plastics
Oils
Platform
molecules
BIOREFINERY
Bosque
Biomasa
Transformations
-Thermochemical
-Thermal
-Mechanical
-Bio-processing
Secretaría General4
OBJETIVOS
Programa CYTED
INTRODUCCION
ReBiBiR (T)-Programa CYTED
• CONTEXTO DE LA EXPERIENCIA: Descarbonización de la matriz eléctrica Chilena.
Agenda Energética Nacional 2013-2014
• LUGAR: Unidad de Desarrollo Tecnológico. UDT-Udec (video)
• INSTITUCIONES PARTICIPANTES: Forestal Calle-Calle, Universidad de Concepción-
UDT
• OBJETIVO DE LA EXPERIENCIA
- Desarrollo de alternativas para producir un combustible densificado similar al
carbón mineral, para su uso en procesos de co-combustión.
Secretaría General5
OBJETIVOS
Programa CYTED
INTRODUCCION
ReBiBiR (T)-Programa CYTED
Volatiles
30% Masa
10% Energía
Incondensables (CO2,CO)
Orgánicos (Agua, Acidos, alcoholes, etc.)
Biomasa cruda
Torrefacción
P = 1 atm
200 ºC<T<300 ºC
ΔT/ Δt = 50 ºC/min
Humedad: 40 – 10%
HHV: 17 – 18 MJ/kg
Biomasa torrefactada
70% Masa
90% Energía
<3% Humedad
ESTUDIO DE CASO: Torrefacción de residuos
forestales
ReBiBiR (T)-Programa CYTED
RECURSO
(Residuos forestales)
TECNOLOGIA
(Pretratamiento por
torrefacción-
Peletización)
MECANISMOS DE
PARTICIPACION Y
TRANSFERENCIA
(PYMES,
Universidades)
POLITICAS Y
ESQUEMAS DE
FINANCIAMIENTO
(CORFO-LINEA 4)
Características
• Capacidad 50-100 kg/h
• Temperatura (250-270ºC/min)
Reactor
• Múltiples etapas flujo descendente
• 88 cm DI/Plato
KHAL33-390/-500
• Capacidad 300 kg/h
• 7 m3 almacenamiento
• Consumo de potencia: 43 kW
• Aditivo (1%wt./wt.)
DESARROLLO
ReBiBiR (T)-Programa CYTED
• RESULTADOS DE LA EXPERIENCIA
Region
Torrefacción
≈4 min, 305 °C
Arteaga-Pérez et al., (2015) Energy 93. 1731-1741
-Ác. Carboxilícos
-Furanos
-H2O
AI= yk×
k=1
K
𝑂 + 𝐻
𝐶 𝑑𝑏
𝑑𝑜𝑛𝑑𝑒 𝑘 = 𝑘𝑖𝑡ℎ 𝑐𝑜𝑚𝑝𝑜𝑛𝑡𝑒 𝑒𝑛 𝑙𝑜𝑠 𝑣𝑜𝑙á𝑡𝑖𝑙𝑒𝑠 𝑘 ≠ 𝑎𝑔𝑢𝑎
𝑑𝛼𝑖
𝑑𝑡
= 𝐾𝑖 𝑒𝑥𝑝
−𝐸𝑎𝑖
𝑅𝑇 1 − 𝛼𝑖
𝑛𝑖
𝑖 = 1, … , 3
Secretaría General8
OBJETIVOS
Programa CYTED
DESARROLLO
ReBiBiR (T)-Programa CYTED
• RESULTADOS DE LA EXPERIENCIA
Arteaga-Pérez et al., (2015) Energy for Sust Dev. 29. 13-23
Arteaga-Pérez et al., (2015) Energy for Sust Dev. 29. 81-90
Algunos Resultados
1. Modelación y simulación del proceso para
diferentes biomasas (validación de modelos
con datos experimentales).
2. Estimación del efecto del secado en el
balance de energía del proceso.
3. Efecto de cerrar las necesidades de calor
utilizando biomasa como combustible.
Secretaría General9
OBJETIVOS
Programa CYTED
DESARROLLO
ReBiBiR (T)-Programa CYTED
• RESULTADOS DE LA EXPERIENCIA
Arteaga-Pérez et al., (2015) Energy for Sust Dev. 29. 81-90
Modo de operación: Continua
Capacidad: 100 kg/h
Biomasa: Chips/Aserrín
Temperatura: 250 – 280 ºC
Presión: 1 atm
Medio de calentamiento: Vapor (350 ºC)
Tecnología: Múltiples lechos
Secretaría General10
OBJETIVOS
Programa CYTED
DESARROLLO
ReBiBiR (T)-Programa CYTED
• RESULTADOS DE LA EXPERIENCIA
Arteaga-Pérez et al., (2015) Energy for Sust Dev. 29. 81-90
Modo de operación: Continua
Capacidad: 100 kg/h
Biomasa: Chips/Aserrín
Temperatura: 250 – 280 ºC
Presión: 1 atm
Medio de calentamiento: Vapor (350 ºC)
Tecnología: Múltiples lechos
C:49.3
H:5.45
O:45.1
PCS:19.56 MJ/kg
Densidad: 3.95 GJ/m3
C:49.3
H:5.45
O:45.1
PCS:19.56 MJ/kg
Densidad: 14.8 GJ/m3
Secretaría General11
OBJETIVOS
Programa CYTED
DESARROLLO
ReBiBiR (T)-Programa CYTED
• RESULTADOS DE LA EXPERIENCIA
Arteaga-Pérez et al., (2017) Biores Tech. 238. 194-204
Parámetro Unidad Sin tratar Pellet-1
280ºC
Pellet-2
250ºC
Carbón
(Thrän et al.,
2016)
Humedad %wt. 37 13.6 11.9 11.05
Contenido de Cenizas %wt. 0.4 9.9 4.2 11.0
Durabilidad Mecánica %wt./wt - 98.8 98.5 -
Densidad a Granel kg/m3 211 671 715 800-850
Densidad Energética GJ/m3 3.95 13.6 14.8 18-24
Diámetro mm - 607 598 N/A
Longitud mm - 16.9 16.9 N/A
0
20
40
60
80
100
120
0 500 1000
Acumulativo(%p/p)
Diámetro (µm)
R2 R3 R1 R7 R6
Similar al carbón?
• Índice de molienda 50/50
• Densidad energética
• Estabilidad en la combustión
• Sinergia en la combustión
66 rpm, 45 Hz
60 bolas
90 min
Secretaría General12
OBJETIVOS
Programa CYTED
DESARROLLO
ReBiBiR (T)-Programa CYTED
• RESULTADOS DE LA EXPERIENCIA
Operación actual
‐ Potencia: 80 kWt
- Máx Carbón: 11 kg/h,
Pellet 7,5 kg/h, Caliza:1
kg/h
- Temperatura de
operación: 650-850ºC.
SO2
Mp2.5
Algunos Resultados
1. Eficiencia térmica similar en
todos los casos.
2. Eficiencia en la combustión de
carbón (+95%).
3. Impacto sobre las emisiones
FORTALEZAS /OPORTUNIDADES
ReBiBiR (T)-Programa CYTED
Cualidades internas
1. Obtención de un producto estandarizado
similar al carbón.
2. Innovación soportada por ciencia a nivel
molecular.
3. Comunicación con empresa y comunidad
científica en paralelo.
Cualidades Externas
1. Interés del sector empresarial.
2. Oportunidad para introducir un producto al
mercado.
3. Reducción de Impactos por generación de
residuos.
4. Reducción de carga contaminante en
Plantas a carbón.
DEBILIDADES /AMENAZAS
ReBiBiR (T)-Programa CYTED
Amenazas/Debilidades
1. Cambio en prioridades energéticas a nivel país.
2. Menores incentivos a la inversión en i&D.
3. Urgencia en tiempo de respuesta Inversión-
Desarrollo para PYMES.
ReBiBiR (T)-Programa CYTED
Mary Flor Césare1 Coral, Roxana Guillen1, Benito Ramírez2, Javier Trigoso1, José Luis Calle3
1Dpto. Química - Laboratorio de Energías Renovables, Universidad Nacional Agraria La Molina, La Molina, Lima 12, Perú
2Practical Action, Miraflores, Lima, Lima 18, Perú
3Laboratorio de Energías Renovables, Universidad Nacional Agraria La Molina, La Molina, Lima 12, Perú
San Salvador de Jujuy, 11 al 14 de noviembre de 2019
Perú
Taller II:
“Identificando el rol de la biomasa en la sustentabilidad territorial.
Experiencias, reflexiones y aprendizajes”
EXPERIENCIAS DE MANEJO Y APROVECHAMIENTO DE
BIOMASA
ReBiBiR (T)-Programa CYTED
PRODUCCIÓN DE BRIQUETAS EN LA COOPERATIVA
ATAHUALPA JERUSALÉN - GRANJA PORCÓN,
INTRODUCCION
ReBiBiR (T)-Programa CYTED
CONTEXTO DE LA EXPERIENCIA
• Valorización energética de residuos
forestales
LUGAR
• Provincias de San Pablo y Cajamarca, en
los distritos de Tumbadén y Cajamarca
INSTITUCIONES PARTICIPANTES
• Granja Porcon, Practical Action, Lab.
Energías renovables
OBJETIVO DE LA EXPERIENCIA
• Aprovechamiento de la biomasa residual de
la industria del aserrío de madera rolliza,
obteniéndose el aserrín de pino (patula en
su mayoría y radiata en menor proporción)
ESTUDIO DE CASO
ReBiBiR (T)-Programa CYTED
PILARES DE SU ESTUDIO DE CASO
RECURSO
(1500 Kg/dia
de aserrín de
pinus patula,
bosque
manejado
Granja
Porcón)
TECNOLOGIA
(Producción de
briquetas de
residuos de pinus
patula) uso de
briquetadora
automatica
MECANISMOS
DE
PARTICIPACION
Y
TRANSFERENCIA
Moembros de la
cooperativa
porcon,
acuerdos
Practical action
y miembros de
la coopertatia,
esquemas de
participación
cooperación)
POLITICAS Y ESQUEMAS DE
FINANCIAMIENTO
Ley de promoción del mercado de
biocombustibles, Artículo 3º 40
Ley general del ambiente, Capítulo 4,
Artículo 74º
Ley 1278 Ley de Gestión Integral de
Residuos Sólidos, Proyecto
desarrollado por Practical Action, con
el financiamiento de la Fundación
Christadelphian.
DESARROLLO
ReBiBiR (T)-Programa CYTED
RESULTADOS DE LA EXPERIENCIA
Briqueta
Base seca
PCS1 (Kcal/Kg)
Base húmeda
PCI2 (Kcal/Kg)
Referencia
Pino 4777.57 4426.33
Presente
estudio
Pino
blanco
4289.4 4672.45
Gallipoliti et
al. (s/f)
Tabla 3. Análisis poder calorífico de la briqueta de pino
1Poder Calorífico Superior 2Poder Calorífico Inferior
FUENTE: Laboratorios de Energías Renovables (LER) UNALM.
Muestra C (%) N (%) H (%) O (%) S (%) Referencia
Aserrin de
pino
48.25 0,17 6.14 45.4 0.03 Presente
estudio
Madera 46.62 0.2 5,73 32.53 0.08
Cabrera
et al.
(2013)
Tabla 1. Análisis químico elemental del aserrín de pino
FUENTE: Laboratorios de Energías Renovables (LER) UNALM.
Muestra
Humeda
d (%)
Materia
volátil (%)
Ceniz
a (%)
Carbón
fijo (%)
Referencia
Aserrin
de pino
2.54 89.02 0.55 7.91
Presente
estudio
Madera 12.03 70.65 2.82 14.5
Cabrera et
al. (2013)
Pino
blanco
12.3 60.9 1.9 24.9
Gallipoliti
et al. (s/f)
Tabla 2. Análisis químico termogravimétrico
FUENTE: Laboratorios de Energías Renovables (LER) UNALM.
FORTALEZAS /OPORTUNIDADES
FORTALEZAS DE LA EXPERIENCIA (CUALIDADES POSITIVAS INTERNAS)
• Resolver la problemática de residuos biomasicos que son abandonados en la zona.
• Dar cumplimiento a la Ley 1278 1278 Ley de Gestión Integral de Residuos Sólidos
• Actividad que el ministerio de la producción está incentivando, con proyectos MDL.
• Uso de bosque manejado, evita la sobre explotación de bosque natural (Ej. Bosque de
algarrobo).
OPORTUNIDADES DEL CONTEXTO (CUALIDADES POSITIVAS EXTERNAS)
• Asegurar el abastecimiento de energía a la población ubicadas en las alturas (3000 –
4000 msnm).
• Mejorar la calidad de vida de las personas
• Generar trabajo en zona local
• Generar que la población juvenil pueda acceder a una buena educación
ReBiBiR (T)-Programa CYTED
DEBILIDADES /AMENAZAS
ReBiBiR (T)-Programa CYTED
DEBILIDADES DE LA EXPERIENCIA (ASPECTOS NEGATIVOS INTERNOS) Y
• Carencia de experiencias sobre la producción de briquetas y usos de esta
• Baja demanda por la población por la falta de conocimiento del producto
AMENAZAS DEL CONTEXTO (ASPECTOS NEGATIVOS EXTERNOS)
• Está en un estadio incipiente, son pocos los emprendimientos sobre la producción de
pellet y briquetas en el Perú.
REFLEXIONES
La fabricación de briquetas a partir de residuos forestales
procedente de la granja Porcón de la provincia del Cajamarca
constituye una importante fuente energética para la zona,
contribuyendo positivamente al cuidado del medio ambiente y
desarrollo sostenible de la región. Así mismo la fabricación de
estos combustibles sólidos contribuye a solucionar lo problemas
de desechos madereros revalorizándolos y brindar a la
comunidad un combustible alternativo principalmente a las
poblaciones rurales que viven alejadas de los centros de
provisión de combustibles convencionales.
ReBiBiR (T)-Programa CYTED
ReBiBiR (T)-Programa CYTED
Muchas gracias por su atención!
Quelbis Román Quintero Bertel
Ing. Agrícola, Dr. Sc.
San Salvador de Jujuy, 11 al 14 de noviembre de 2019
Colombia
Taller II:
“Identificando el rol de la biomasa en la sustentabilidad territorial.
Experiencias, reflexiones y aprendizajes”
GRUPO DE INVESTIGACIÓN
BIOINDUSTRIAS
ReBiBiR (T)-Programa CYTED
Objetivos
Generar conocimientos en Bioindustrias apoyado en las ciencias térmicas y la
biotecnología para potenciar el desarrollo científico y Tecnológico en los
sectores rural e industrial del País en el marco de la Sostenibilidad.
 Biocombustibles: proponer materia prima alternativas a los azúcares, almidones y ácidos grasos
para la producción de Biocombustibles para disminuir el impacto a la calidad del aire, el agua y
los suelos en el marco de la Sostenibilidad y la normatividad vigente.
 Biorefinería de Residuos: desarrollar tecnologías para el aprovechamiento integral de los residuos
agrícolas, agroindustriales y sólidos urbanos tantos sólidos como líquidos para obtención de
productos de alto valor agregado y energía en función de la Sostenibilidad.
 Biotecnología: desarrollar productos de alto valor agregado y energía a través de procesos
amigables con el medio ambiente apoyado en la biotecnología con miras a los objetivos del
desarrollo sostenible.
Líneas de Investigación
Aprovechamiento Integral de la Biomasa Residual
Agrícola, Forestal y Pecuaria
ReBiBiR (T)-Programa CYTED
CO2
H2O
NP
K
Mo
Ca
Zn
H2O
Producto
Interés
Biomasa
Subproducto
Biomasa
Reciclaje de
Nutrientes
P2O5
SiO2
Fe2O3
Al2O3
CaO
Na2O
K2O
Si
Fe
Cr
S
Mg
Mn
Ti
Cl H2O
NP
K
Mo
Ca
Zn
Si
Fe
Cr
S
Mg
Mn
Ti
Cl
H2O
NP
K
Mo
Ca
Zn
Si
Fe
Cr
S
Mg
Mn
Ti
Cl
H2O
NP
K
Mo
Zn
Si
Fe
Cr
S
Mg
Mn
Ti
Cl
SO3
MgO
TiO2
Mn*
Cr*
Cl
CO2 H2O SOx NOx
Cenizas
Aprovechamiento Integral de la Biomasa Residual
Agrícola, Forestal y Pecuaria
ReBiBiR (T)-Programa CYTED
CH4
H2O
Biomasa
Subproducto
CO2
H2O
NP
K
Mo
Zn
Si
Fe
Cr
S
Mg
Mn
Cl
PROYECTOS INTEGRADOS /OBJETIVOS
ReBiBiR (T)-Programa CYTED
• Elaborar una propuesta de uso
sostenible de la biomasa residual,
cubriendo aspectos de energía y
suelos, para dos subsectores
priorizados
Formulación de instrumentos técnicos
que estimulen el aprovechamiento de
la biomasa en la generación de energía
a partir de fuentes no convencionales
de energía “FNCE” en Colombia
Formulación de instrumentos
técnicos para la gestión
sostenible del suelo en
Colombia para los
subsectores priorizados
• Elaborar una propuesta técnica para
estimular el aprovechamiento de la
Biomasa Residual Agrícola en
Colombia para los subsectores
priorizados
ESTUDIO DE CASO
ReBiBiR (T)-Programa CYTED
RECURSO
Residuos
Agrícola,
Pecuarios
TECNOLOGIA
* Combustión
* Gasificación
* Biodigestión
MECANISMOS DE
PARTICIPACION
Y
TRANSFERENCIA
+ Sectores priorizados
+ Universidad Distrital
+ Universidad
Nacional de
Colombia
+ Universidad
Autónoma de
Colombia
+ TECSOL
POLITICAS Y
ESQUEMAS DE
FINANCIAMIENTO
- Política de
Aprovechamiento de
Fuentes No Convencionales
de Energía
Política de Gestión
Sostenible del Suelo
Ministerio de Ambiente y -
Desarrollo Sostenible
- Unidad de Planeación
Minero Energética
- Ministerio de Agricultura
Consolidado del Potencial de Energético en
Colombia (2008 – 2014)
ReBiBiR (T)-Programa CYTED
Consolidado Potencial de Generación de Residuos y
Biochar en Colombia (2008 – 2014)
ReBiBiR (T)-Programa CYTED
Cultivo
Producción
(t/año)
Tipo residuo
Origen
Residuo
Factor
residuo
Masa de
Residuo Combustión
(ton año-1
)
Gasificación
(ton año-1
)
Biochar
(ton año-1
)
(t año-1
)
Palma de aceite 1.192.840
Cuesco
RAI
0,22 262.425 13.121 10.497 112.842
Fibra 0,63 751.489 52.604 37.574 450.893
Raquis 1,06 1.264.410 126.441 88.508 543.696
Caña de azúcar 20.363.437
Hojas-Cogollo RAC 3,26 66.384.804 4.978.860 348.520
Bagazo RAI 2,68 54.574.010 10.914.802 5.457.401
Caña Panelera 1.335.423
Bagazo RAI 2,53 3.832.641 766.528 268.284
Hojas-Cogollo RAC 3,75 5.680.793 426.059 568.079
Arroz 2.634.731
Tamo RAC 2,35 5.789.669 1.146.354 578.966
Cascarilla RAI 0,2 492.738 88.692 103.475
Consolidado Potencial de Generación de Digestato
de Cerdo en Colombia (2008 – 2014)
ReBiBiR (T)-Programa CYTED
Tipo porcino
kg
Excr/día
%
Cabezas
totales
Cabezas
confinadas
t/año
t/año
Técnificada
Contenido de
humedad (%)
Producción
de Digestato
(ton año-1)Total
Lechón 1 27,2% 1.064.320 675.615 388.477 246.600 85 61.650,0
Levante 1,5 25,7% 1.008.262 640.030 552.023 350.417 85 87.604,3
Ceba 2 37,9% 1.487.304 944.119 1.085.732 689.207 85 172.301,8
Hembras reemplazo 2 1,9% 74.091 47.032 54.086 34.333 85 8.583,3
Hembras cría 2 6,8% 265.394 168.468 193.738 122.982 85 30.745,5
Machos reprd+rempl 2 0,5% 20.777 13.189 15.167 9.628 85 2.407,0
Total 100,00% 3.920.148 2.488.454 2.289.223 1.453.166 363.291,8
FORTALEZAS /OPORTUNIDADES
ReBiBiR (T)-Programa CYTED
Fortalezas Oportunidades
Existencia de una política de fuentes no
convencionales de energía –FNC y
Aprovechamiento de Biomasa Residual
Diversificación de la matriz energética
con la disminución significativa de las
emisiones GEI
Potencial de reciclaje de nutrientes
utilizando las cenizas y biochar como
enmienda
Disposición de las entidades
gubernamentales para reglamentar los
límites permisibles de sustancias y
elementos pesados en el suelo
Aprovechamiento del potencial de
personas cualificadas para enfrentar el
reto
Apropiación de recursos económicos
para I+D a través de Colciencias
Subvenciones en impuestos para la
importación de tecnologías y equipos
DEBILIDADES /AMENAZAS
ReBiBiR (T)-Programa CYTED
Debilidades Amenazas
Dispersión de la biomasa en las
regiones
Existencias de barreras
institucionales, técnicas,
ambientales, económicas
Limitantes socioeconómicas
Poca disposición al reto tecnológico
de los productores al cambio de
tecnologías de aprovechamiento
de biomasa residual
Bajo desarrollo tecnológico y poca
implementación de proyectos de
valorización de aprovechamiento
de biomasa residual
REFLEXIONES
ReBiBiR (T)-Programa CYTED
Es necesario articular las diferentes disciplinas
del conocimiento científico, técnico,
tecnológico, social e inclusive antropológico
para así alcanzar los objetivos del proyecto y
predecir el impacto real de los proyectos de
aprovechamiento de Biomasa Residual
ReBiBiR (T)-Programa CYTED
Muchas gracias por su atención!
Diana Marcela Durán Hernández
San Salvador de Jujuy, 11 al 14 de noviembre de 2019
Colombia
Taller II:
“Identificando el rol de la biomasa en la sustentabilidad territorial.
Experiencias, reflexiones y aprendizajes”
EXPERIENCIAS DE MANEJO Y APROVECHAMIENTO DE
BIOMASA BIODEGRADABLE
Implementación de
la tecnología de
biogás rural para
el desarrollo del
campo en
Colombia
ReBiBiR (T)-Programa CYTED
Digestión anaerobia
Tratamientos térmicos
Compostaje
Lombricultura
Aplicación en el suelo
Botaderos a cielo abierto
Alimento animal
Preferencia
Ambientales
Sociales
Económicos
Uso energético
Gas natural renovable
Biofertilizante
RESIDUOS ORGÁNICOS EN COLOMBIA
ReBiBiR (T)-Programa CYTED
7 Mt/año 93 Mt/año 11 Mt/año
12 Mt/año 20 Mt/año90 Mt/año
Disponibilidad de biomasa residual y su potencial para la producción de
biogás en Colombia. Rincon, Durán, Velasquez. Cidet. 2018
CASO: ORGANIZACIÓN DEL PROYECTO
ReBiBiR (T)-Programa CYTED
Beneficiarios
Sector rural
Poblaciones
marginadas
Emprendedores
MESA DE
TRABAJO
Sector gobierno
Min Energía
Min Ambiente
Min Agricultura
Min Vivienda
Min Desarrollo
Sector Investigativo
Centros de Desarrollo
Universitarios y privados
FinanciamientoCIDs Biogás
Plantas
demostrativas
Formación de recurso
humano
Comunicación
Entidades nacionales
e internacionales
Ley 1715
Ley 1819
CREG 240
Sustitución progresiva de leña como energético en el sector residencial en
Colombia. Contrato UPME-CORPOEMA.2019
DESARROLLO
ReBiBiR (T)-Programa CYTED
Potencial teórico 150 PJ/año
Potencial técnico 55 PJ/año
Priorización 15 PJ/año
Potencial teórico 1,6 M hogares
Potencial técnico 150 000 hogares
Salud: 54 USD/mes Ambiental: 2,6 USD
En discusión: ruta para el sector rural
En construcción: PNBRC
BIOGÁS
HOGARES
Estimación del potencial de conversión a biogás de la biomasa en Colombia y
su aprovechamiento. Velásquez et al. 2017
FORTALEZAS /OPORTUNIDADES
ReBiBiR (T)-Programa CYTED
1
3
4
Beneficio de sustitución del uso de leña por
biogás (4 millones COP/año/hogar)
Existencia de normativas que promueven el
desarrollo del biogás
Interés colectivo
2 Beneficio económico (energía y biofertilizante)
DEBILIDADES /AMENAZAS
ReBiBiR (T)-Programa CYTED
1
2
3
Falta de laboratorios de biogás
especializado.
Heterogeneidad de las materias primas.
Falta de experiencia y capacitación local en la
construcción de biodigestores.
REFLEXIONES
ReBiBiR (T)-Programa CYTED
Calidad de vida.
Propuesta de solución a un problema socio-
energético-ambiental
1
3
4
2
5
Calidad de combustible.
Compromiso con el medio ambiente.
Calidad de fertilizante.
Calidad de energía.
ReBiBiR (T)-Programa CYTED
Muchas gracias por su atención!
María Luisa Ojeda A.
Centro de Estudio de los Recursos Energéticos
Universidad de Magallanes
Chile
San Salvador de Jujuy, 11 al 14 de noviembre de 2019
Taller II:
“Identificando el rol de la biomasa en la sustentabilidad territorial.
Experiencias, reflexiones y aprendizajes”
EXPERIENCIAS DE MANEJO Y APROVECHAMIENTO DE
BIOMASA
ReBiBiR (T)-Programa CYTED
INSTALACIÓN Y PUESTA EN
MARCHA DE GASIFICADOR DE
BIOMASA PARA COMUNIDADES
AISLADAS
INTRODUCCION
ReBiBiR (T)-Programa CYTED
La región de Magallanes posee
una industria de la madera bien
establecida, principalmente
trabajando con especies de
madera nativa: Nothofagus
pumilio, comúnmente conocida
como “Lenga”. Esta industria
genera desechos de madera,
incluyendo los residuos que
son dejados en el bosque y en
los aserraderos. Estos residuos
podrían ser usados para
producir energía.
ESTUDIO DE CASO
ReBiBiR (T)-Programa CYTED
RECURSO
Astillas de madera
fuera de
especificación
TECNOLOGIA
Gasificación de
lecho fijo
MECANISMOS DE
PARTICIPACION Y
TRANSFERENCIA
Comité Directivo
Curso – Taller
Semiinarios
POLITICAS Y
ESQUEMAS DE
FINANCIAMIENTO
Revisión de
estándares de
combustibles sólidos
Evaluación
Económica
DESARROLLO
ReBiBiR (T)-Programa CYTED
RESULTADOS DE LA EXPERIENCIA
 Información científica de interés
 Equipo con un rendimiento que permite aplicar
tecnología a escala humana
 Gestión adecuada de residuos de la industria forestal
 Gases de combustión sin emisiones importantes de
SOx y NOx
Gasificando 1 kg de biomasa
se producen cerca de 2 m3 de gas
lo cual produce cerca de 1 HP-hr ( 0.75
kWh)
Secretaría General6
OBJETIVOS
Programa CYTED
DESARROLLO
ReBiBiR (T)-Programa CYTED
Product
o
Humed
ad Ceniza
Volátile
s
Carbon
o
Hidrógen
o
Nitrógen
o Azufre Cloro
Oxígen
o
PCS PCI
(% b.h.) (% b.s.) (% b.s.) (% b.s.) (% b.s.) (% b.s.) (% b.s.)
(%
b.s.) (% b.s.)
(MJ/kg) (MJ/kg)
Aserrín
de
Lenga
10,5 1,8 79,8 48,1 5,9 0,17 0,02 0,03 43,98 19,14 17,85
Astilla
de
Lenga
9,8 0,9 85,0 49,4 6,0 0,18 0,02 0,03 43,47 19,58 18,27
Pellet
de
Lenga
5,4 0,6 85,7 50,3 6,1 0,08 0,03 0,01 42,88 19,99 17,52
FORTALEZAS /OPORTUNIDADES
 Determinación de potencial de biomasa forestal
disponible
 Instalación de equipo demostrativo
 Caracterización de biomasa forestal y pellets
 Fortalecimiento de capacidades internas
 Generación de red colaborativa – alianzas estratégicas
 CREACION DE LINEA DE VALORIZACIÓN
ENERGETICA DE REIDUOS Y BIOMASA
ReBiBiR (T)-Programa CYTED
DEBILIDADES /AMENAZAS
ReBiBiR (T)-Programa CYTED
• El modelo de gasificador ensayado, no acepta
cualquier tamaño de astillas y humedad no debe
superar el 30%
• Modelo de gasificador no es 24/7, puesto que tolva
de almacenamiento tiene volumen limitado y
depósito de cenizas debe ser vaciado.
• Variación brusca de cargas eléctricas, afecta el
funcionamiento del gasificador. (se recomienda
conectar al equipo por ej. demandas de iluminación)
• Equipo desmostrativo que permite determinar
capacidad de gasificación de diferentes materias
primas
REFLEXIONES
ReBiBiR (T)-Programa CYTED
ReBiBiR (T)-Programa CYTED
Muchas gracias por su atención!
www.cere-umag.cl
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taller II:

  • 1. Luis E. Arteaga-Pérez larteaga@ubiobio.cl San Salvador de Jujuy, 11 al 14 de noviembre de 2019 Taller II: “Identificando el rol de la biomasa en la sustentabilidad territorial. Experiencias, reflexiones y aprendizajes”
  • 2. EXPERIENCIAS DE MANEJO Y APROVECHAMIENTO DE BIOMASA ReBiBiR (T)-Programa CYTED • Biomasa, Bioenergía y Biorefinerías Chemicals Fibbers Energy Plastics Oils Platform molecules BIOREFINERY Bosque Biomasa Transformations -Thermochemical -Thermal -Mechanical -Bio-processing
  • 3. Secretaría General3 OBJETIVOS Programa CYTED EXPERIENCIAS DE MANEJO Y APROVECHAMIENTO DE BIOMASA ReBiBiR (T)-Programa CYTED • Biomasa, Bioenergía y Biorefinerías Chemicals Fibbers Energy Plastics Oils Platform molecules BIOREFINERY Bosque Biomasa Transformations -Thermochemical -Thermal -Mechanical -Bio-processing
  • 4. Secretaría General4 OBJETIVOS Programa CYTED INTRODUCCION ReBiBiR (T)-Programa CYTED • CONTEXTO DE LA EXPERIENCIA: Descarbonización de la matriz eléctrica Chilena. Agenda Energética Nacional 2013-2014 • LUGAR: Unidad de Desarrollo Tecnológico. UDT-Udec (video) • INSTITUCIONES PARTICIPANTES: Forestal Calle-Calle, Universidad de Concepción- UDT • OBJETIVO DE LA EXPERIENCIA - Desarrollo de alternativas para producir un combustible densificado similar al carbón mineral, para su uso en procesos de co-combustión.
  • 5. Secretaría General5 OBJETIVOS Programa CYTED INTRODUCCION ReBiBiR (T)-Programa CYTED Volatiles 30% Masa 10% Energía Incondensables (CO2,CO) Orgánicos (Agua, Acidos, alcoholes, etc.) Biomasa cruda Torrefacción P = 1 atm 200 ºC<T<300 ºC ΔT/ Δt = 50 ºC/min Humedad: 40 – 10% HHV: 17 – 18 MJ/kg Biomasa torrefactada 70% Masa 90% Energía <3% Humedad
  • 6. ESTUDIO DE CASO: Torrefacción de residuos forestales ReBiBiR (T)-Programa CYTED RECURSO (Residuos forestales) TECNOLOGIA (Pretratamiento por torrefacción- Peletización) MECANISMOS DE PARTICIPACION Y TRANSFERENCIA (PYMES, Universidades) POLITICAS Y ESQUEMAS DE FINANCIAMIENTO (CORFO-LINEA 4) Características • Capacidad 50-100 kg/h • Temperatura (250-270ºC/min) Reactor • Múltiples etapas flujo descendente • 88 cm DI/Plato KHAL33-390/-500 • Capacidad 300 kg/h • 7 m3 almacenamiento • Consumo de potencia: 43 kW • Aditivo (1%wt./wt.)
  • 7. DESARROLLO ReBiBiR (T)-Programa CYTED • RESULTADOS DE LA EXPERIENCIA Region Torrefacción ≈4 min, 305 °C Arteaga-Pérez et al., (2015) Energy 93. 1731-1741 -Ác. Carboxilícos -Furanos -H2O AI= yk× k=1 K 𝑂 + 𝐻 𝐶 𝑑𝑏 𝑑𝑜𝑛𝑑𝑒 𝑘 = 𝑘𝑖𝑡ℎ 𝑐𝑜𝑚𝑝𝑜𝑛𝑡𝑒 𝑒𝑛 𝑙𝑜𝑠 𝑣𝑜𝑙á𝑡𝑖𝑙𝑒𝑠 𝑘 ≠ 𝑎𝑔𝑢𝑎 𝑑𝛼𝑖 𝑑𝑡 = 𝐾𝑖 𝑒𝑥𝑝 −𝐸𝑎𝑖 𝑅𝑇 1 − 𝛼𝑖 𝑛𝑖 𝑖 = 1, … , 3
  • 8. Secretaría General8 OBJETIVOS Programa CYTED DESARROLLO ReBiBiR (T)-Programa CYTED • RESULTADOS DE LA EXPERIENCIA Arteaga-Pérez et al., (2015) Energy for Sust Dev. 29. 13-23 Arteaga-Pérez et al., (2015) Energy for Sust Dev. 29. 81-90 Algunos Resultados 1. Modelación y simulación del proceso para diferentes biomasas (validación de modelos con datos experimentales). 2. Estimación del efecto del secado en el balance de energía del proceso. 3. Efecto de cerrar las necesidades de calor utilizando biomasa como combustible.
  • 9. Secretaría General9 OBJETIVOS Programa CYTED DESARROLLO ReBiBiR (T)-Programa CYTED • RESULTADOS DE LA EXPERIENCIA Arteaga-Pérez et al., (2015) Energy for Sust Dev. 29. 81-90 Modo de operación: Continua Capacidad: 100 kg/h Biomasa: Chips/Aserrín Temperatura: 250 – 280 ºC Presión: 1 atm Medio de calentamiento: Vapor (350 ºC) Tecnología: Múltiples lechos
  • 10. Secretaría General10 OBJETIVOS Programa CYTED DESARROLLO ReBiBiR (T)-Programa CYTED • RESULTADOS DE LA EXPERIENCIA Arteaga-Pérez et al., (2015) Energy for Sust Dev. 29. 81-90 Modo de operación: Continua Capacidad: 100 kg/h Biomasa: Chips/Aserrín Temperatura: 250 – 280 ºC Presión: 1 atm Medio de calentamiento: Vapor (350 ºC) Tecnología: Múltiples lechos C:49.3 H:5.45 O:45.1 PCS:19.56 MJ/kg Densidad: 3.95 GJ/m3 C:49.3 H:5.45 O:45.1 PCS:19.56 MJ/kg Densidad: 14.8 GJ/m3
  • 11. Secretaría General11 OBJETIVOS Programa CYTED DESARROLLO ReBiBiR (T)-Programa CYTED • RESULTADOS DE LA EXPERIENCIA Arteaga-Pérez et al., (2017) Biores Tech. 238. 194-204 Parámetro Unidad Sin tratar Pellet-1 280ºC Pellet-2 250ºC Carbón (Thrän et al., 2016) Humedad %wt. 37 13.6 11.9 11.05 Contenido de Cenizas %wt. 0.4 9.9 4.2 11.0 Durabilidad Mecánica %wt./wt - 98.8 98.5 - Densidad a Granel kg/m3 211 671 715 800-850 Densidad Energética GJ/m3 3.95 13.6 14.8 18-24 Diámetro mm - 607 598 N/A Longitud mm - 16.9 16.9 N/A 0 20 40 60 80 100 120 0 500 1000 Acumulativo(%p/p) Diámetro (µm) R2 R3 R1 R7 R6 Similar al carbón? • Índice de molienda 50/50 • Densidad energética • Estabilidad en la combustión • Sinergia en la combustión 66 rpm, 45 Hz 60 bolas 90 min
  • 12. Secretaría General12 OBJETIVOS Programa CYTED DESARROLLO ReBiBiR (T)-Programa CYTED • RESULTADOS DE LA EXPERIENCIA Operación actual ‐ Potencia: 80 kWt - Máx Carbón: 11 kg/h, Pellet 7,5 kg/h, Caliza:1 kg/h - Temperatura de operación: 650-850ºC. SO2 Mp2.5 Algunos Resultados 1. Eficiencia térmica similar en todos los casos. 2. Eficiencia en la combustión de carbón (+95%). 3. Impacto sobre las emisiones
  • 13. FORTALEZAS /OPORTUNIDADES ReBiBiR (T)-Programa CYTED Cualidades internas 1. Obtención de un producto estandarizado similar al carbón. 2. Innovación soportada por ciencia a nivel molecular. 3. Comunicación con empresa y comunidad científica en paralelo. Cualidades Externas 1. Interés del sector empresarial. 2. Oportunidad para introducir un producto al mercado. 3. Reducción de Impactos por generación de residuos. 4. Reducción de carga contaminante en Plantas a carbón.
  • 14. DEBILIDADES /AMENAZAS ReBiBiR (T)-Programa CYTED Amenazas/Debilidades 1. Cambio en prioridades energéticas a nivel país. 2. Menores incentivos a la inversión en i&D. 3. Urgencia en tiempo de respuesta Inversión- Desarrollo para PYMES.
  • 16. Mary Flor Césare1 Coral, Roxana Guillen1, Benito Ramírez2, Javier Trigoso1, José Luis Calle3 1Dpto. Química - Laboratorio de Energías Renovables, Universidad Nacional Agraria La Molina, La Molina, Lima 12, Perú 2Practical Action, Miraflores, Lima, Lima 18, Perú 3Laboratorio de Energías Renovables, Universidad Nacional Agraria La Molina, La Molina, Lima 12, Perú San Salvador de Jujuy, 11 al 14 de noviembre de 2019 Perú Taller II: “Identificando el rol de la biomasa en la sustentabilidad territorial. Experiencias, reflexiones y aprendizajes”
  • 17. EXPERIENCIAS DE MANEJO Y APROVECHAMIENTO DE BIOMASA ReBiBiR (T)-Programa CYTED PRODUCCIÓN DE BRIQUETAS EN LA COOPERATIVA ATAHUALPA JERUSALÉN - GRANJA PORCÓN,
  • 18. INTRODUCCION ReBiBiR (T)-Programa CYTED CONTEXTO DE LA EXPERIENCIA • Valorización energética de residuos forestales LUGAR • Provincias de San Pablo y Cajamarca, en los distritos de Tumbadén y Cajamarca INSTITUCIONES PARTICIPANTES • Granja Porcon, Practical Action, Lab. Energías renovables OBJETIVO DE LA EXPERIENCIA • Aprovechamiento de la biomasa residual de la industria del aserrío de madera rolliza, obteniéndose el aserrín de pino (patula en su mayoría y radiata en menor proporción)
  • 19. ESTUDIO DE CASO ReBiBiR (T)-Programa CYTED PILARES DE SU ESTUDIO DE CASO RECURSO (1500 Kg/dia de aserrín de pinus patula, bosque manejado Granja Porcón) TECNOLOGIA (Producción de briquetas de residuos de pinus patula) uso de briquetadora automatica MECANISMOS DE PARTICIPACION Y TRANSFERENCIA Moembros de la cooperativa porcon, acuerdos Practical action y miembros de la coopertatia, esquemas de participación cooperación) POLITICAS Y ESQUEMAS DE FINANCIAMIENTO Ley de promoción del mercado de biocombustibles, Artículo 3º 40 Ley general del ambiente, Capítulo 4, Artículo 74º Ley 1278 Ley de Gestión Integral de Residuos Sólidos, Proyecto desarrollado por Practical Action, con el financiamiento de la Fundación Christadelphian.
  • 20. DESARROLLO ReBiBiR (T)-Programa CYTED RESULTADOS DE LA EXPERIENCIA Briqueta Base seca PCS1 (Kcal/Kg) Base húmeda PCI2 (Kcal/Kg) Referencia Pino 4777.57 4426.33 Presente estudio Pino blanco 4289.4 4672.45 Gallipoliti et al. (s/f) Tabla 3. Análisis poder calorífico de la briqueta de pino 1Poder Calorífico Superior 2Poder Calorífico Inferior FUENTE: Laboratorios de Energías Renovables (LER) UNALM. Muestra C (%) N (%) H (%) O (%) S (%) Referencia Aserrin de pino 48.25 0,17 6.14 45.4 0.03 Presente estudio Madera 46.62 0.2 5,73 32.53 0.08 Cabrera et al. (2013) Tabla 1. Análisis químico elemental del aserrín de pino FUENTE: Laboratorios de Energías Renovables (LER) UNALM. Muestra Humeda d (%) Materia volátil (%) Ceniz a (%) Carbón fijo (%) Referencia Aserrin de pino 2.54 89.02 0.55 7.91 Presente estudio Madera 12.03 70.65 2.82 14.5 Cabrera et al. (2013) Pino blanco 12.3 60.9 1.9 24.9 Gallipoliti et al. (s/f) Tabla 2. Análisis químico termogravimétrico FUENTE: Laboratorios de Energías Renovables (LER) UNALM.
  • 21. FORTALEZAS /OPORTUNIDADES FORTALEZAS DE LA EXPERIENCIA (CUALIDADES POSITIVAS INTERNAS) • Resolver la problemática de residuos biomasicos que son abandonados en la zona. • Dar cumplimiento a la Ley 1278 1278 Ley de Gestión Integral de Residuos Sólidos • Actividad que el ministerio de la producción está incentivando, con proyectos MDL. • Uso de bosque manejado, evita la sobre explotación de bosque natural (Ej. Bosque de algarrobo). OPORTUNIDADES DEL CONTEXTO (CUALIDADES POSITIVAS EXTERNAS) • Asegurar el abastecimiento de energía a la población ubicadas en las alturas (3000 – 4000 msnm). • Mejorar la calidad de vida de las personas • Generar trabajo en zona local • Generar que la población juvenil pueda acceder a una buena educación ReBiBiR (T)-Programa CYTED
  • 22. DEBILIDADES /AMENAZAS ReBiBiR (T)-Programa CYTED DEBILIDADES DE LA EXPERIENCIA (ASPECTOS NEGATIVOS INTERNOS) Y • Carencia de experiencias sobre la producción de briquetas y usos de esta • Baja demanda por la población por la falta de conocimiento del producto AMENAZAS DEL CONTEXTO (ASPECTOS NEGATIVOS EXTERNOS) • Está en un estadio incipiente, son pocos los emprendimientos sobre la producción de pellet y briquetas en el Perú.
  • 23. REFLEXIONES La fabricación de briquetas a partir de residuos forestales procedente de la granja Porcón de la provincia del Cajamarca constituye una importante fuente energética para la zona, contribuyendo positivamente al cuidado del medio ambiente y desarrollo sostenible de la región. Así mismo la fabricación de estos combustibles sólidos contribuye a solucionar lo problemas de desechos madereros revalorizándolos y brindar a la comunidad un combustible alternativo principalmente a las poblaciones rurales que viven alejadas de los centros de provisión de combustibles convencionales. ReBiBiR (T)-Programa CYTED
  • 24. ReBiBiR (T)-Programa CYTED Muchas gracias por su atención!
  • 25. Quelbis Román Quintero Bertel Ing. Agrícola, Dr. Sc. San Salvador de Jujuy, 11 al 14 de noviembre de 2019 Colombia Taller II: “Identificando el rol de la biomasa en la sustentabilidad territorial. Experiencias, reflexiones y aprendizajes”
  • 26. GRUPO DE INVESTIGACIÓN BIOINDUSTRIAS ReBiBiR (T)-Programa CYTED Objetivos Generar conocimientos en Bioindustrias apoyado en las ciencias térmicas y la biotecnología para potenciar el desarrollo científico y Tecnológico en los sectores rural e industrial del País en el marco de la Sostenibilidad.  Biocombustibles: proponer materia prima alternativas a los azúcares, almidones y ácidos grasos para la producción de Biocombustibles para disminuir el impacto a la calidad del aire, el agua y los suelos en el marco de la Sostenibilidad y la normatividad vigente.  Biorefinería de Residuos: desarrollar tecnologías para el aprovechamiento integral de los residuos agrícolas, agroindustriales y sólidos urbanos tantos sólidos como líquidos para obtención de productos de alto valor agregado y energía en función de la Sostenibilidad.  Biotecnología: desarrollar productos de alto valor agregado y energía a través de procesos amigables con el medio ambiente apoyado en la biotecnología con miras a los objetivos del desarrollo sostenible. Líneas de Investigación
  • 27. Aprovechamiento Integral de la Biomasa Residual Agrícola, Forestal y Pecuaria ReBiBiR (T)-Programa CYTED CO2 H2O NP K Mo Ca Zn H2O Producto Interés Biomasa Subproducto Biomasa Reciclaje de Nutrientes P2O5 SiO2 Fe2O3 Al2O3 CaO Na2O K2O Si Fe Cr S Mg Mn Ti Cl H2O NP K Mo Ca Zn Si Fe Cr S Mg Mn Ti Cl H2O NP K Mo Ca Zn Si Fe Cr S Mg Mn Ti Cl H2O NP K Mo Zn Si Fe Cr S Mg Mn Ti Cl SO3 MgO TiO2 Mn* Cr* Cl CO2 H2O SOx NOx Cenizas
  • 28. Aprovechamiento Integral de la Biomasa Residual Agrícola, Forestal y Pecuaria ReBiBiR (T)-Programa CYTED CH4 H2O Biomasa Subproducto CO2 H2O NP K Mo Zn Si Fe Cr S Mg Mn Cl
  • 29. PROYECTOS INTEGRADOS /OBJETIVOS ReBiBiR (T)-Programa CYTED • Elaborar una propuesta de uso sostenible de la biomasa residual, cubriendo aspectos de energía y suelos, para dos subsectores priorizados Formulación de instrumentos técnicos que estimulen el aprovechamiento de la biomasa en la generación de energía a partir de fuentes no convencionales de energía “FNCE” en Colombia Formulación de instrumentos técnicos para la gestión sostenible del suelo en Colombia para los subsectores priorizados • Elaborar una propuesta técnica para estimular el aprovechamiento de la Biomasa Residual Agrícola en Colombia para los subsectores priorizados
  • 30. ESTUDIO DE CASO ReBiBiR (T)-Programa CYTED RECURSO Residuos Agrícola, Pecuarios TECNOLOGIA * Combustión * Gasificación * Biodigestión MECANISMOS DE PARTICIPACION Y TRANSFERENCIA + Sectores priorizados + Universidad Distrital + Universidad Nacional de Colombia + Universidad Autónoma de Colombia + TECSOL POLITICAS Y ESQUEMAS DE FINANCIAMIENTO - Política de Aprovechamiento de Fuentes No Convencionales de Energía Política de Gestión Sostenible del Suelo Ministerio de Ambiente y - Desarrollo Sostenible - Unidad de Planeación Minero Energética - Ministerio de Agricultura
  • 31. Consolidado del Potencial de Energético en Colombia (2008 – 2014) ReBiBiR (T)-Programa CYTED
  • 32. Consolidado Potencial de Generación de Residuos y Biochar en Colombia (2008 – 2014) ReBiBiR (T)-Programa CYTED Cultivo Producción (t/año) Tipo residuo Origen Residuo Factor residuo Masa de Residuo Combustión (ton año-1 ) Gasificación (ton año-1 ) Biochar (ton año-1 ) (t año-1 ) Palma de aceite 1.192.840 Cuesco RAI 0,22 262.425 13.121 10.497 112.842 Fibra 0,63 751.489 52.604 37.574 450.893 Raquis 1,06 1.264.410 126.441 88.508 543.696 Caña de azúcar 20.363.437 Hojas-Cogollo RAC 3,26 66.384.804 4.978.860 348.520 Bagazo RAI 2,68 54.574.010 10.914.802 5.457.401 Caña Panelera 1.335.423 Bagazo RAI 2,53 3.832.641 766.528 268.284 Hojas-Cogollo RAC 3,75 5.680.793 426.059 568.079 Arroz 2.634.731 Tamo RAC 2,35 5.789.669 1.146.354 578.966 Cascarilla RAI 0,2 492.738 88.692 103.475
  • 33. Consolidado Potencial de Generación de Digestato de Cerdo en Colombia (2008 – 2014) ReBiBiR (T)-Programa CYTED Tipo porcino kg Excr/día % Cabezas totales Cabezas confinadas t/año t/año Técnificada Contenido de humedad (%) Producción de Digestato (ton año-1)Total Lechón 1 27,2% 1.064.320 675.615 388.477 246.600 85 61.650,0 Levante 1,5 25,7% 1.008.262 640.030 552.023 350.417 85 87.604,3 Ceba 2 37,9% 1.487.304 944.119 1.085.732 689.207 85 172.301,8 Hembras reemplazo 2 1,9% 74.091 47.032 54.086 34.333 85 8.583,3 Hembras cría 2 6,8% 265.394 168.468 193.738 122.982 85 30.745,5 Machos reprd+rempl 2 0,5% 20.777 13.189 15.167 9.628 85 2.407,0 Total 100,00% 3.920.148 2.488.454 2.289.223 1.453.166 363.291,8
  • 34. FORTALEZAS /OPORTUNIDADES ReBiBiR (T)-Programa CYTED Fortalezas Oportunidades Existencia de una política de fuentes no convencionales de energía –FNC y Aprovechamiento de Biomasa Residual Diversificación de la matriz energética con la disminución significativa de las emisiones GEI Potencial de reciclaje de nutrientes utilizando las cenizas y biochar como enmienda Disposición de las entidades gubernamentales para reglamentar los límites permisibles de sustancias y elementos pesados en el suelo Aprovechamiento del potencial de personas cualificadas para enfrentar el reto Apropiación de recursos económicos para I+D a través de Colciencias Subvenciones en impuestos para la importación de tecnologías y equipos
  • 35. DEBILIDADES /AMENAZAS ReBiBiR (T)-Programa CYTED Debilidades Amenazas Dispersión de la biomasa en las regiones Existencias de barreras institucionales, técnicas, ambientales, económicas Limitantes socioeconómicas Poca disposición al reto tecnológico de los productores al cambio de tecnologías de aprovechamiento de biomasa residual Bajo desarrollo tecnológico y poca implementación de proyectos de valorización de aprovechamiento de biomasa residual
  • 36. REFLEXIONES ReBiBiR (T)-Programa CYTED Es necesario articular las diferentes disciplinas del conocimiento científico, técnico, tecnológico, social e inclusive antropológico para así alcanzar los objetivos del proyecto y predecir el impacto real de los proyectos de aprovechamiento de Biomasa Residual
  • 37. ReBiBiR (T)-Programa CYTED Muchas gracias por su atención!
  • 38. Diana Marcela Durán Hernández San Salvador de Jujuy, 11 al 14 de noviembre de 2019 Colombia Taller II: “Identificando el rol de la biomasa en la sustentabilidad territorial. Experiencias, reflexiones y aprendizajes”
  • 39. EXPERIENCIAS DE MANEJO Y APROVECHAMIENTO DE BIOMASA BIODEGRADABLE Implementación de la tecnología de biogás rural para el desarrollo del campo en Colombia ReBiBiR (T)-Programa CYTED Digestión anaerobia Tratamientos térmicos Compostaje Lombricultura Aplicación en el suelo Botaderos a cielo abierto Alimento animal Preferencia Ambientales Sociales Económicos Uso energético Gas natural renovable Biofertilizante
  • 40. RESIDUOS ORGÁNICOS EN COLOMBIA ReBiBiR (T)-Programa CYTED 7 Mt/año 93 Mt/año 11 Mt/año 12 Mt/año 20 Mt/año90 Mt/año Disponibilidad de biomasa residual y su potencial para la producción de biogás en Colombia. Rincon, Durán, Velasquez. Cidet. 2018
  • 41. CASO: ORGANIZACIÓN DEL PROYECTO ReBiBiR (T)-Programa CYTED Beneficiarios Sector rural Poblaciones marginadas Emprendedores MESA DE TRABAJO Sector gobierno Min Energía Min Ambiente Min Agricultura Min Vivienda Min Desarrollo Sector Investigativo Centros de Desarrollo Universitarios y privados FinanciamientoCIDs Biogás Plantas demostrativas Formación de recurso humano Comunicación Entidades nacionales e internacionales Ley 1715 Ley 1819 CREG 240 Sustitución progresiva de leña como energético en el sector residencial en Colombia. Contrato UPME-CORPOEMA.2019
  • 42. DESARROLLO ReBiBiR (T)-Programa CYTED Potencial teórico 150 PJ/año Potencial técnico 55 PJ/año Priorización 15 PJ/año Potencial teórico 1,6 M hogares Potencial técnico 150 000 hogares Salud: 54 USD/mes Ambiental: 2,6 USD En discusión: ruta para el sector rural En construcción: PNBRC BIOGÁS HOGARES Estimación del potencial de conversión a biogás de la biomasa en Colombia y su aprovechamiento. Velásquez et al. 2017
  • 43. FORTALEZAS /OPORTUNIDADES ReBiBiR (T)-Programa CYTED 1 3 4 Beneficio de sustitución del uso de leña por biogás (4 millones COP/año/hogar) Existencia de normativas que promueven el desarrollo del biogás Interés colectivo 2 Beneficio económico (energía y biofertilizante)
  • 44. DEBILIDADES /AMENAZAS ReBiBiR (T)-Programa CYTED 1 2 3 Falta de laboratorios de biogás especializado. Heterogeneidad de las materias primas. Falta de experiencia y capacitación local en la construcción de biodigestores.
  • 45. REFLEXIONES ReBiBiR (T)-Programa CYTED Calidad de vida. Propuesta de solución a un problema socio- energético-ambiental 1 3 4 2 5 Calidad de combustible. Compromiso con el medio ambiente. Calidad de fertilizante. Calidad de energía.
  • 46. ReBiBiR (T)-Programa CYTED Muchas gracias por su atención!
  • 47. María Luisa Ojeda A. Centro de Estudio de los Recursos Energéticos Universidad de Magallanes Chile San Salvador de Jujuy, 11 al 14 de noviembre de 2019 Taller II: “Identificando el rol de la biomasa en la sustentabilidad territorial. Experiencias, reflexiones y aprendizajes”
  • 48. EXPERIENCIAS DE MANEJO Y APROVECHAMIENTO DE BIOMASA ReBiBiR (T)-Programa CYTED INSTALACIÓN Y PUESTA EN MARCHA DE GASIFICADOR DE BIOMASA PARA COMUNIDADES AISLADAS
  • 49. INTRODUCCION ReBiBiR (T)-Programa CYTED La región de Magallanes posee una industria de la madera bien establecida, principalmente trabajando con especies de madera nativa: Nothofagus pumilio, comúnmente conocida como “Lenga”. Esta industria genera desechos de madera, incluyendo los residuos que son dejados en el bosque y en los aserraderos. Estos residuos podrían ser usados para producir energía.
  • 50. ESTUDIO DE CASO ReBiBiR (T)-Programa CYTED RECURSO Astillas de madera fuera de especificación TECNOLOGIA Gasificación de lecho fijo MECANISMOS DE PARTICIPACION Y TRANSFERENCIA Comité Directivo Curso – Taller Semiinarios POLITICAS Y ESQUEMAS DE FINANCIAMIENTO Revisión de estándares de combustibles sólidos Evaluación Económica
  • 51. DESARROLLO ReBiBiR (T)-Programa CYTED RESULTADOS DE LA EXPERIENCIA  Información científica de interés  Equipo con un rendimiento que permite aplicar tecnología a escala humana  Gestión adecuada de residuos de la industria forestal  Gases de combustión sin emisiones importantes de SOx y NOx Gasificando 1 kg de biomasa se producen cerca de 2 m3 de gas lo cual produce cerca de 1 HP-hr ( 0.75 kWh)
  • 52. Secretaría General6 OBJETIVOS Programa CYTED DESARROLLO ReBiBiR (T)-Programa CYTED Product o Humed ad Ceniza Volátile s Carbon o Hidrógen o Nitrógen o Azufre Cloro Oxígen o PCS PCI (% b.h.) (% b.s.) (% b.s.) (% b.s.) (% b.s.) (% b.s.) (% b.s.) (% b.s.) (% b.s.) (MJ/kg) (MJ/kg) Aserrín de Lenga 10,5 1,8 79,8 48,1 5,9 0,17 0,02 0,03 43,98 19,14 17,85 Astilla de Lenga 9,8 0,9 85,0 49,4 6,0 0,18 0,02 0,03 43,47 19,58 18,27 Pellet de Lenga 5,4 0,6 85,7 50,3 6,1 0,08 0,03 0,01 42,88 19,99 17,52
  • 53. FORTALEZAS /OPORTUNIDADES  Determinación de potencial de biomasa forestal disponible  Instalación de equipo demostrativo  Caracterización de biomasa forestal y pellets  Fortalecimiento de capacidades internas  Generación de red colaborativa – alianzas estratégicas  CREACION DE LINEA DE VALORIZACIÓN ENERGETICA DE REIDUOS Y BIOMASA ReBiBiR (T)-Programa CYTED
  • 54. DEBILIDADES /AMENAZAS ReBiBiR (T)-Programa CYTED • El modelo de gasificador ensayado, no acepta cualquier tamaño de astillas y humedad no debe superar el 30% • Modelo de gasificador no es 24/7, puesto que tolva de almacenamiento tiene volumen limitado y depósito de cenizas debe ser vaciado. • Variación brusca de cargas eléctricas, afecta el funcionamiento del gasificador. (se recomienda conectar al equipo por ej. demandas de iluminación) • Equipo desmostrativo que permite determinar capacidad de gasificación de diferentes materias primas
  • 56. ReBiBiR (T)-Programa CYTED Muchas gracias por su atención! www.cere-umag.cl Muchas gracias…