Qué es el Biocombustible y para qué sirve

biocombustible

El biocombustible supone un fuerte impulso en las investigaciones relacionadas a la creación de combustible alternativo en el sector del automóvil en España.

La producción de gas renovable como proyecto implica un paso positivo en el desarrollo de una economía circular.

La reducción del 80% en las emisiones de CO2 es la principal ventaja. Ya que el uso 100% de un vehículo de biometano permite dicha diferencia en comparación a uno que use gasolina.

En vista que los efectos de los combustibles fósiles, no solo incide en la salud de las personas sino también al ambiente

Se han llevado a cabo nuevas búsquedas de nuevos combustibles.

En España, se ha creado un nuevo proyecto (Smart Green Gas) de aprovechamiento de las aguas residuales para crear combustible, con el objetivo de utilizarlo en vehículos de gas natural comprimido.

Este proyecto pretende compatibilizar y optimizar el sistema energético. ¿Cómo?:

Dotando de mayor autonomía y sostenibilidad a las ciudades que establezcan este tipo de aprovechamiento en las estaciones depuradoras de aguas residuales.

La idea es generar biogás y convertirla en biometano.

El biometano es un gas que contiene un 95% de metano aproximadamente, es decir, posee sus mismas características, y se produce a partir de materiales renovables.

Es el primer combustible alternativo 100% español que proviene de las aguas residuales.

El proceso físico consiste en utilizar las depuradoras o tanques de decantación donde se separe el agua de los lodos, convirtiéndolos en gas gracias al tratamiento de fermentación.

Como comienzo de esta colaboración en el marco del proyecto Smart Green Gas, Las empresas Seat y Aqualia, han desarrollado pruebas pilotos y son las que están llevando a cabo su desarrollo.

Las pruebas pilotos iniciaron en la planta depuradora de aguas residuales de Jerez.

Para ellas SEAT ha entregado dos vehículos: SEAT León TGI a Aqualia, los cuales serán utilizados de prueba para verificar todo el proceso de producción hasta la obtención y el uso del biocombustible.

Parte del alcance del proyecto es crear una planta depuradora de mediano tamaño para producir potencialmente un millón de litros de biogás por día y ser utilizados para movilizar unos 300 vehículos aproximadamente.

Smart Green Gas se está desarrollando con la participación de cinco socios y apoyado por el Centro para el Desarrollo Tecnológico Industrial.

Las pruebas del biocombustible se realizarán con más de 120.000 km por: Coches Seat  FCC Medio ambiente.

Si los resultados son satisfactorios se espera que cualquier vehículo haga uso del mismo.

Además de las empresas mencionadas anteriormente (Aqualia y Seat) también trabajan de la mano con un consorcio de empresas.

Entre ellas podemos mencionar, Gas Natural Fenosa y Naturgas EDP.

Así como la de organismos públicos de investigación como el Instituto Catalán de Investigación del Agua (ICRA).

Y las Universidades de Girona, Valladolid y Santiago de Compostela.

El director general de Aqualia, Félix Parra, ha mencionado que el proyecto es producto “de la intensa actividad investigadora que Aqualia desarrolla para obtener valiosos recursos a partir del proceso de depuración”.

De acuerdo a datos suministrados por la empresa SEAT, el coste por kilómetro del Gas Natural Comprimido es un 30% inferior que el del diésel y un 50% inferior que el de la gasolina.

El biocombustible posee una mejor eficiencia energética, pues la energía contenida en un kilo de gas natural es equivalente a:

*1,5 litros de gasolina, 1,3 litros de diésel y 2 litros de GLP o autogas.

El proyecto del biocombustible será capaz de demostrar dos sistemas para el tratamiento de las aguas residuales a escala industrial.

Los prototipos a utilizar son: Methagro y Umbrella.

  • Prototipo Methagro:

Methagro tiene el objetivo es dar solución a la generación excesiva de nitrato y de fosfato encontrados en los restos de excrementos.

Con un sistema de mejoramiento que se basa en membranas y el cual tratará de utilizarse por el sector del transporte e incorporarse a la red de distribución de gas natural a partir de la producción del biometano.

En Lleida a 35 km de distancia del lugar será instalado este prototipo en la planta agroalimentaria: Porgaporcs propiedad de Ecobiogas.

  • Prototipo Umbrella:

En el sistema se introducirá un reactor anaerobio y el sistema Anammox ELAN de eliminación autótrofa de nitrógeno.

Las aguas procedentes del tratamiento de la fracción orgánica serán seleccionadas mediante la implantación de procesos anaerobios (ausencia de oxígeno) y autótrofos (organismos capaces de sintetizar todas las sustancias esenciales para sus procesos metabólicos a partir de sustancias inorgánicas)

El biogás producido, será tratado en el sistema de limpieza.

El combustible obtenido permitirá evaluar que los residuos para el uso vehicular cumplan con las normas establecidas.

Este prototipo se demostrará en:

La planta de tratamiento de residuos municipales ECOPARC de Montcada i Reixac, del Área Metropolitana de Barcelona.

Algunas de las ventajas que trae consigo la implementación de este proyecto, son las siguientes:

  • Se estimarían la depuración de 4000 hectómetros cúbicos de aguas residuales.
  • Equivalentes a más de 1,5 millones de piscinas olímpicas, por ejemplo.
  • Con la producción anual de biometano se podrían reponer provisiones para 60.000 autobuses que hay en España.
  • Una planta de capacidad media puede tratar alrededor de 10.000 metros cúbicos de agua al día.
  • Se pueden generar 1.000 metros cúbicos de biometano, suficiente para que más de 150 vehículos recorran 100 kilómetros diarios.
  • Disminución de emisiones de gases de efecto invernadero y de la descarga de N y SO2al ambiente.
  • Los vehículos que circulen con biocombustible dará pie a oportunidades en todos los sectores.
  • Se podrán abastecer la red de autobuses, camiones de basura, patrullas de policía, etc.
  • Disminución y/o ahorro en los costos de tratamiento, transporte y eliminación de residuos.

Se espera que, así como este proyecto surjan muchísimos más.

Este tipo de colaboraciones son muy positivas ya que el principal objetivo es apostar firmemente en las alternativas ecológicas.

Así como el cumplimiento de estrategias organizacionales y del compromiso de mejora para el ambiente.

Si este proyecto demuestra ser eficiente, sostenible y económicamente viable, será un éxito.

Ya que la idea es revolucionar la movilidad urbana e incentivar el desarrollo de las ciudades futuristas.

Minimizar las emisiones y el impacto generado en el ambiente y las afectaciones que estas puedan generar a la humanidad.

 

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El aprovechamiento de la biomasa como fuente de energía renovable.

Aprovechamiento de la biomasa

La falta de combustibles fósiles, el aprovechamiento de la biomasa, la enorme preocupación por el agotamiento de los mismos; el tener que garantizar la protección del medioambiente reduciendo las emisiones de C02 a la atmosfera.

Y sobre todo las necesidades energéticas de los países que poseen pocos recursos energéticos han llevado a cabo el desarrollo de nuevas tecnologías; que operen con fuentes de energías renovables.

De aquí, se deriva la palabra aprovechamiento de la biomasa.

Pero para conocer su significado; primero es necesario hablar de las fuentes de energías renovables y su relación con estas. De acuerdo con la Agencia Internacional de la Energía.

Fuentes de Energía Renovable

las fuentes de energía renovables son aquellas que provienen o son originadas por procesos naturales que pueden autosostenerse de forma constante.

Las fuentes son aquellas que se obtienen mediante continuas corrientes de energía que fluyen en el entorno natural.

Entonces, el sol es el principal proveedor a partir del cual nacen las fuentes de energía renovables que se encuentran en la naturaleza y están disponibles para los usos que el ser humano desee darles.

El proceso de fotosíntesis de las plantas se transforma en carbohidratos.

Es aquí donde existe la conexión de las fuentes de energía renovables con el aprovechamiento de la biomasa.

Ahora bien, las plantas normalmente transforman la energía proveniente del sol en energía química y a su vez retienen el CO2 para formar la biomasa.

 Por lo tanto, toda fuente de energía para los animales o cualquier especie viva dependen en cierto modo de la biomasa.

Otros métodos de Aprovechamiento de la Biomasa

También, el aprovechamiento de la biomasa puede ser utilizado como fertilizante para el tratamiento de los suelos; (estos pueden ser, estiércol o restos vegetales).

La madera, el estiércol y algunos residuos agrícolas todavía representan la fuente de energía más importante; y son la materia prima para la mayoría de las actividades que se desarrollan en los países poco avanzados.

Para los países industrializados, el aprovechamiento de la biomasa sigue siendo un factor importante; ya que no solamente es la fuente de energía renovable principal, si no que es utilizada por la industria química.

Por lo tanto, la biomasa garantiza la base material para las industrias; y representa una alternativa para reemplazar a los combustibles fósiles.

Es probable que los combustibles que se deriven del aprovechamiento de la biomasa; estén relacionados con esta segunda aplicación que tienen.

A futuro las biorrefinerias utilizarán el procesamiento de la biomasa para solventar ambos usos; obtener biocombustibles y productos básicos para la industria química.

Además, la biomasa puede ser utilizada para reemplazar al carbón mineral en diversas instalaciones térmicas, así las emisiones de CO2 a la atmosfera generadas por este combustible fósil serán menor.

Los diversos usos de la biomasa como fuente de energía

La biomasa es un conjunto de compuestos orgánicos; considerando tanto su naturaleza como el origen de las mismas y su composición; para obtener energía renovable también utilizan la biomasa.

Entonces, el aprovechamiento de la biomasa; consiste en utilizar materia orgánica originada por vías biológicas en tiempos remotos o de los productos que son derivados de la misma.

Las aguas residuales al formar parte de materia orgánica, tambien se consideran como biomasa; así como los lodos y la fracción orgánica biodegradable de los residuos sólidos en las urbanizaciones; suelen clasificarse aparte las ultimas.

De lo anterior, se considera que la materia orgánica originada de forma espontánea en un proceso biológico es biomasa y tiene la característica de ser una fuente de energía renovable.

Esto se debe a que la energía que puede ser utilizada en el aprovechamiento de la biomasa proviene del sol la cual fue utilizada por las plantas en el proceso de la fotosíntesis.

Durante la ruptura de los enlaces que conforman los compuestos orgánicos; por combustión directa de biomasa u otro mecanismo de los productos que se obtienen mediante la transformación química o física; que originan como resultado CO2 y H2O finalmente; conlleva la liberación de energía.

Por lo tanto, el aprovechamiento de la biomasa es una realidad, ya que si pueden otorgar energía cuando esta es transformada en materiales gaseosos, líquidos y sólidos.

Otras Opciones

En todo el mundo, los productos que se obtienen a partir del aprovechamiento de la biomasa son denominados biocombustibles; Los solidos o gases utilizados en la industria térmica o eléctrica son casos específicos.

No está demás mencionar; que existen cultivos energéticos cuya finalidad es la de producir biomasa en vez de alimentos.

Por ejemplo en Europa se suele cultivar remolacha; ya que el etanol que se obtiene a partir de este vegetal, representan los biocarburantes de mayor desarrollo en la actualidad.

Los biocombustibles son los derivados de las biomasas

Los biocombustibles sólidos más importantes son lo que están formados por materia lignocelulosica derivada del sector forestal o agrícola y de aquellas industrias que suelen producir este tipo de materiales como residuos.

Por ejemplo, la paja, los restos de vid, frutales, olivo, la leña, cortezas; restos de podas y las masas forestales son la materia prima utilizada para la elaboración de biocombustibles.

A partir de las cuales durante su transformación en biocombustibles sólidos liberan energía la cual mediante el desarrollo de nuevas tecnologías que permitan el aprovechamiento de la biomasa; constituyen una alternativa para la generación de energía eléctrica de origen natural autosostenibles o fuentes de energías renovables.    

Por otra parte, las cáscaras de frutos secas, huesos, la madera, el mueble, entre otros; También, constituyen la materia prima de buena calidad para su utilización como biocombustibles sólidos.

Como se mencionó anteriormente; estos materiales sólidos considerados como biomasa; permiten la obtención de energía eléctrica a partir de la  energía térmica que liberan al romper sus enlaces constituyentes.

El poder calorífico de estos compuestos orgánicos, es el factor principal para invertir en el desarrollo de nuevas tecnologías para el aprovechamiento de la biomasa.

Sistemas basados en la combustión

Esto consiste en quemar la biomasa a altas temperaturas (entre 600 y 1.300 ºC) en existencia de grandes proporciones de aire.

 

Para que se pueda obtener la combustión de la biomasa, se pueden usar distintas tecnologías, como las calderas de parrillacámaras torsionales o los combustores en lecho fluido, con una rentabilidad de un 95%.

  • Procedimientos basados en la gasificación

En los conjunto que se trabaja por gasificación, el recurso se suele desgastar térmicamente y, gracias a la actuación del calor, se genera un gas combustible, cuyas aplicaciones son semejantes al gas natural y los otros combustibles gaseosos tradicionales.

 

La gasificación sucede  a través de tecnologías como el gasificador de corrientes paralelas, el  gasificador en contracorriente o el gasificador de lecho fluido. La ventaja de estas agrupaciones se produce en casos extremos, pues asi las  potencias reducidas o muy numerosas, la productividad  es mas alta que en los sistemas de combustión.

  • Digestion anaerobica 

La digestión anaeróbica se genera en ausencia de oxígeno.

Este proceso se consigue la degradación de la misma  materia orgánica gracias a la función de unos microorganismos específicos, que la cambiar en un gas de mayor contenido energético (biogás) y en otros resultados que ocasionalmente son llamado “fangos”, y que poseen componentes minerales y elementos de difícil degradación.

El biogás, es una composición principalmente por metano y anhídrido carbónico, estos puede utilizarse para generar energía eléctrica o térmica, o producir ambas mediante los métodos de cogeneración. Para generarlo, existen distintas tecnologías. La creación de una u otra dependerá, entre los demas factores, de los rasgos del vertido que va a ser tratado

Elaboración de biocarburantes

Tiene mucha importancia, la producción de biocarburantes amerita un cuidado exclusivo. Su generacion depende del tipo de motor de destino.

Para automóviles con motor diésel, estos se obtienen de cultivos o variedad de vegetales oleaginosas como el mismo girasol o la colza, mientras que para otros motores de encendido provocado tienen procedencia de cultivos de vegetales ricos en azúcares, como lo es la remolacha o el trigo.

 

El desenvolvimiento es bastante completo y no existen posibilidad de impedimentos para su generación, siendo el único  impedimento el precio de obtención,es mayor al de los carburantes derivados del petróleo.

 

Hay otros métodos además de los mencionados, y el crecimiento va en aumento, pues como ha podido visualizarse la empleacion de biomasa es una alternativa eficiente y provechosa, que nos permite aprovechar recursos que de otra manera no serían más que desperdicios, y con el beneficio añadido de reducir los niveles de contaminación al medio ambiente.

  • Aprovechamiento de la biomasa para uso energetico

El en diccionario de la RAE  define a la biomasa de dos maneras:  Empleada en Ecología: “Materia absoluta de los seres que viven en un lugar fijo, presentada en carga por numero de área o de masa y sustancia orgánica fabricada en un desarollo biológico, natural o ocasionado, aprovechable como fuente de energía.

Lógicamente la segunda forma es la que a nosotros nos  interesa bajo perspectiva energética, porque la energía que abarca la biomasa es energía solar contenida a través de la fotosíntesis, este desarrollo químico por el cual las plantas emplean la energía solar para cambiar los compuestos inorgánicos que se incorporan, por ejemplo el CO2, en compuestos orgánicos.

Porción de esa energía química, en forma de componente orgánico, que podrá recobrar quemándola       directamente o, bien, elaborándola en combustible mediante varias tecnologías.

  • Aprovechamiento termo-eléctrico de la biomasa

Las instauraciones de fabricación energética con biomasa se suministran de una amplia gama de biocombustibles, Parte desde astillas de madera y restos forestales, inclusive cardos y paja,  pasando por huesos de aceituna y  también cáscaras de almendra.

Esta diversida de origen, igualmente se observa en el utilizamiento térmico y/o eléctrico de la biomasa, como por ejemplo calefacción y creación de agua caliente en la parte doméstica, calor para estos procesos industriales o producción de electricidad.

  • Combustión directa para generación de vapor

Para producción de vapor en una caldera y siguiente expansión de este mismo en un generador acoplado a un alternador, ciclo de Rankine sencillo,  puede ser con fluido vapor de agua o bien otros liquidos como el sistema designado ORC o Ciclo Orgánico de Rankine.

Para que pase la combustión de biomasa existen diferentes tecnologías dependiendo de la naturaleza y dimesión  del combustible, tales como casas con parrillas refrigeradas o cámaras torsionales.

Esta cámara torsional, por ejemplo, es una tecnología que nos posibilita la combustión de biomasa de tamaños entre 0,1 mm y 20 a 30 mm, obteniendo eficiencia y combustión de gran estabilidad en un extenso rango de aireación, desde sobra de aires muy bajos, del orden del 10%, a muy grandes proporciones de aire.

La singular concepción de esta cámara posibilita tiempos de residencia de las pizcas de biomasa más de 50 veces sobresalientes a los conseguidos con productos gaseosos, lo cual posibilita, a su vez, emplear biomasas con humedad de hasta el 30%.

La entrada del articulo se realiza tangencialmente iniciándose un desarrollo de pirólisis mientras el conjunto de componentes carbonosos se concentra en el sector periférico, donde se emplea su rápida transformación a fase gaseosa sin emisión de efluentes carbonosos.

Estas cámaras torsionales ejecutan una combustión previa de la biomasa y estas se pueden ajustar a calderas, fogones o secadores, siendo inclusive posible la co-combustión con otros modelos de combustibles líquidos o gaseosos.

En lugar de emplear calderas de vapor de agua y turbinas para la generación combinada de calor y electricidad, resulta muy atractivo recurrir, entre otras, por las razones de escala a la tecnología ORC, es decir en Ciclo Orgánico de Rankine.

También con ventajas tales como la gran eficiencia del ciclo termodinámico, energías desde 400 kWe, turbina de alta rentabilidad, baja velocidad de la turbina que hace insignificante el reductor, desaparicion de la erosión en los álabes de turbina.

No corrosión y larga vida a la instauración en su conjunto. Asimismo hay otras ventajas como la sencillez de los medios de arranque y parada, movimiento  silencioso, cuidado limitado, y una buena rentabilidad incluso a carga parcial.

  • Emisiones en los procesos de combustión

Las transmisiones de contaminantes atmosféricos forman un tema de interés progresivo tanto por sus consecuencias medioambientales, enlazadas con la calidad del aire, como por sus participaciones tecnológicas.

Son estos los combustibles fósiles la mayor fuente productora de energía, con una producción internacional en torno al 85%: carbón (24%), petróleo (39%) y gas natural (22%).

Pero cualquier opción para la producción de electricidad tiene consecuencias sobre el medio ambiente, son los combustibles fósiles los que generan mayor cantidad de emisiones.

 

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CÓMO SE ENCUENTRA EL ESCENARIO DE LA BIOMASA EN GALICIA

biomasa en Galicia

A partir del año 1998, comienza el funcionamiento de la central de biomasa en Galicia conocida como AllarLuz, desde ese momento Galicia no ha contemplado el desarrollo de nuevas centrales de energía que operen con una fuente de energía renovable.

Esto ha ido cambiando con el paso del tiempo, y a pasos agigantados.

Ya que el presidente de la Xunta conocido como Alberto Núñez Feijóo destacó que tiene el propósito de otorgar a Greenalia el permiso para la creación de una central de Biomasa en Galicia.

La cual se considera será la segunda central que opere con una fuente de energía renovable.

Y solamente es superada por la central pastera Ence con capacidad para 50MW; situada en Huelva.

La falta de inversión que se ha suscitado en la comunidad, es el principal culpable de la situación actual de Galicia

Esto ocurrió como consecuencia del recorte en el presupuesto destinado a la inversión para cualquier fuente de energía renovable por parte del gobierno que se realizó hace 20 años atrás.

Esta nueva central de biomasa en Galicia permitirá duplicar la capacidad de generación de energía eléctrica a partir del uso de fuentes de energía renovables las cuales alcanzan los 49,4 MW en la actualidad.

Sin embargo, encuestas revelan que a partir del año 2016 existían 11214 equipos de biomasa en Galicia de alto rendimiento.

Lo que representaba el 5,6% de la totalidad a nivel nacional.

Entonces, se exhibe un incremento de 2205 equipos, es decir un 24,5% más que el año pasado.

Garantizando una potencia de 591532KW.

Comparado el año anterior con la situación actual de Galicia las cifras anteriores han superado las expectativas a nivel nacional.

En el año 2016 se reportó una reducción en la cantidad de calderas operativas en la nación y un incremento del 22% en estufas, llegando acumular un total de 198887 equipos y 8300 megavatios.

Por otra parte, en la actualidad operan 1650 profesionales que se encuentran capacitados para realizar instalaciones térmicas de biomasa en Galicia.

De los cuales se contempla que al menos 317 profesionales ya han realizado este tipo de instalaciones alguna vez.

Representando un total de un 20% del personal con experiencia en instalaciones que operen con una fuente de energía renovable.

El sector de la biomasa en Galicia representa un negocio de 77,2 millones de euros, esto como producto del aumento significativo que se ha presenciado en lo nuevos sectores de estufas y calderas que operan con fuentes de energías renovables.

Por supuesto, estos datos no contemplan la instalación de calderas y estufas que operan con tecnología antigua y otros equipos de menor rendimiento.

Para finales del año 2017 en Galicia existían 15028 hornos y calderas que operaban con la tecnología de fuentes de energía renovables.

Es decir, 24,5% superior a las cifras del año anterior (2016), esto sitúa a Galicia 1,5 puntos por arriba del promedio nacional (23%).

En consecuencia, este aumento repercute sobre los dígitos del negocio generado, aumentando un 6% aproximadamente en el año 2017.

A pesar de las adversidades, comparado con los del año anterior; que se registran tanto en Pontevedra como en A coruña.

En la situación actual de la biomasa en Galicia, se describe una apertura de puestos de empleo para 602 personas.

Sobretodo en lo referente a la instalación de calderas y estufas que emplean la tecnología de fuentes de energía renovables, entrega de combustibles como el pellet, madera y otros tipos de biomasa.

Galicia ocupa el segundo lugar con profesionales capacitados para realizar instalaciones de biomasa entre las comunidades independientes en España.

También, el presidente de la Xunta ha anunciado, durante sus declaraciones realizadas en el mes de diciembre que:

*Añadirá aparte de los 18 parques y 14 infraestructuras para evacuación,tres iniciativas adicionales.

Lo que contempla una inversión de más de 543 millones de euros,  la inyección de más de 500MW en la ciudad y la generación de 7000 empleos para su construcción.

Con el consecuente aumento a más de 100 empleos luego de ser puesta en funcionamiento.

Lo que indica que el desarrollo de nuevas centrales de energía que operan con fuentes de energía renovable.

También representan fuentes de trabajo y mejoras en la calidad de vida de la comunidad, por lo cual las biomasas en Galicia está desarrollándose a pasos agigantados.

También, se busca establecer un canon eólico mediante la inversión de 17 millones de euros.

Con respecto a los parques que operen con una fuente de energía renovable, estos consistirán en el parque eólico Picato y su respectiva estructura para evacuación.

El cual dispondrá de 21 aerogenerados de potencia de 42 MW, alcanzando así con esto una producción al año de 120 GWH.

Los otros proyectos de interés en biomasas en Galicia, consisten en repotenciadores que serán construidos; el primero en la provincia de A Coruña:

Estos son el parque eólico de Zas, permitiendo reducir la cantidad de aerogeneradores de 80 a 10, y un incremento de la potencia generada de 24 a 26,25 MW.

Para una producción al año de 100,27 GWh, y el otro restante es el de Corme, ubicado en Ponteceso.

Que permitirá reducir la cantidad de aerogeneradores de 71 a 7 e incrementar la potencia de 18,3 a 18,375 MW.

Conservando una producción al año de 77,40 GWh.

Estos proyectos que operan con fuentes de energía renovable, involucran una inversión de 93,3 millones de euros.

Permitiendo la generación de 800 puestos de empleo durante su construcción.

Y hasta 30 empleos estables durante la puesta en operación de la misma.

El presidente de la Xunta, indica que esto es una fuerza de inversión introducida por la Ley de implantación empresarial.

Permitiendo que estos proyectos sean tramitados con interés primario, conservado las garantías urbanísticas, medioambientales y técnicas.

Permitiendo que se ejecuten proyectos de biomasa en Galicia, las cuales se esperan comiencen a funcionar para el año 2020.