Proyecto MicroFuel: Desarrollo de una planta móvil de pirolisis por microondas para conversión de la biomasa en biocarburante a nivel local

Transcripción

1 Proyecto MicroFuel: Desarrollo de una planta móvil de pirolisis por microondas para conversión de la biomasa en biocarburante a nivel local Pablo Almarcha. Ingeniero de Montes Confederación de Organizaciones de Selvicultores de España (COSE)

2 El objetivo tecnológico es el desarrollo de una planta móvil prototipo precomercial capaz de convertir hasta 230 kg/hora de biomasa forestal primaria (astillas) en biocarburante y en carbón mediante pirólisis por microondas muy rápida (<1 segundo) Duración: 36 meses Comienzo: Febrero 2009 Fin: Febrero 2012

3 Índice 1. Séptimo Programa Marco de Investigación y Desarrollo Tecnológico 2. Consorcio del proyecto 3. Antecedentes del proyecto - Situación del sector forestal - Biomasa 4. Objetivos del proyecto 5. Resultados del proyecto

4 Séptimo Programa Marco de Investigación y Desarrollo Tecnológico Séptimo Programa de la Unión Europea para la Investigación -Instrumento Europeo para la financiación de la investigación para el periodo El 7PM está dividido en 5 categorías: - Cooperación - Ideas - Personas - Capacidades - Investigación nuclear

5 Séptimo Programa Marco de Investigación y Desarrollo Tecnológico El programa de trabajo Investigación en beneficio de las PYMEs forma parte de la línea de Capacidades y tiene dos régimes de financiación: 1.Investigación para las PYMEs 2.Investigación para asociaciones de PYMEs

6 Séptimo Programa Marco de Investigación y Desarrollo Tecnológico 1.Investigación para las PYMEs 2.Investigación para asociaciones de PYMEs - Desarrollo de soluciones técnicas para problemas comunes a un gran número de PYMEs mediante el desarrollo del asociacionismo - Las asociaciones de PYMEs son beneficiarias directas de estos proyectos - Socios del proyecto: PYMEs, asociaciones de PYMEs y los RTD performers (ejecutantes de Investigación y Desarrollo Tecnológico)

7 Consorcio del proyecto Cooperación transnacional en Europa - Asociaciones de propietarios forestales - Universidades e Institutos Tecnológicos - Institutos de investigación - Empresas - Consultoras de ingeniería

8 Consorcio del proyecto 1.NFOF: Federación Noruega de Propietarios Forestales Coordinador 2.CEPF: Confederación Europea de Propietarios Forestales 3.EPFU: Sindicato de Propietarios Forestales de Estonia 4.COSE: Confederación de Organizaciones de Selvicultores de España 5.X-Waste: Tecnología y soluciones medioambientales. Patente en pirólisis por microondas 6.Thermya: Proveedor de la tecnología para el diseño de la planta 7.Muegge: Empresa puntera en tecnología de microondas de uso industrial 8.Pymetal Cantabria: Ejecución de los sistemas y herramientas 9.G.S.D: Laboratorio de pruebas de los instrumentos de medición y control 10.C.G.S.: RTD performer. Desarrollo y evaluación de las mediciones de temperatura y sistema de control de la planta 8 - G.S.D. S.r.l (GSD) (Italia) 11.Nor-Tek: RTD performer. Diseño del sistema de pirólis y de la planta 12.UNOTT: RTD performer. Centro Nacional de procesamiento de microondas industrial. Universidad de Nottingham

9 Consorcio del proyecto 1.NFOF: Federación Noruega de Propietarios Forestales Coordinador 2.CEPF: Confederación Europea de Propietarios Forestales 3.EPFU: Sindicato de Propietarios Forestales de Estonia 4.COSE: Confederación de Organizaciones de Selvicultores de España 5.X-Waste: Tecnología y soluciones medioambientales. Patente en pirólisis por microondas 6.Thermya: Proveedor de la tecnología para el diseño de la planta 7.Muegge: Empresa puntera en tecnología de microondas de uso industrial 8.Pymetal Cantabria: Ejecución de los sistemas y herramientas 9.G.S.D: Laboratorio de pruebas de los instrumentos de medición y control 10.C.G.S.: RTD performer. Desarrollo y evaluación de las mediciones de temperatura y sistema de control de la planta 8 - G.S.D. S.r.l (GSD) (Italia) 11.Nor-Tek: RTD performer. Diseño del sistema de pirólis y de la planta 12.UNOTT: RTD performer. Centro Nacional de procesamiento de microondas industrial. Universidad de Nottingham

10 Antecedentes del proyecto En la EU-27 los bosques y otras superficies forestales cubren 177 millones de hectáreas (42% de la superficie) La superficie forestal en Europa en manos de propietarios forestales privados es del 60% 16 millones de propietarios forestales (propietarios familiares) 3,4 millones de personas en Europa tienen un empleo relacionado con la selvicultura y el sector forestal

11 Antecedentes del proyecto En España los bosques y otras superficies forestales cubren 26 millones de hectáreas (54,7% de la superficie) La superficie forestal en España en manos de propietarios forestales privados es del 67% 2-5 millones de propietarios forestales (propietarios familiares)

12 Antecedentes del proyecto 1. Reducido nivel de aprovechamiento del crecimiento de los bosques 2. Escaso aprovechamiento de la bionergía (biomasa forestal primaria) 3. Escaso margen de rentabilidad de las explotaciones

13 Antecedentes del proyecto 1. Reducido nivel de aprovechamiento del crecimiento de los bosques - Las existencias se incrementan en Europa anualmente en 764 millones de m³, de los cuales se cortan el 69% en Las existencias se incrementan en España anualmente en 52 millones de m³, de los cuales se cortan el 36% 2. Escaso aprovechamiento de la bionergía (biomasa forestal primaria) 3. Escaso margen de rentabilidad de las explotaciones

14 Antecedentes del proyecto 1. Reducido nivel de aprovechamiento del crecimiento de los bosques 2. Escaso aprovechamiento de la bionergía (biomasa forestal primaria) Si se aprovecharan los 30 millones de metros cúbicos que se dejan anualmente en el monte, la energía generada supondría el 75% de la que produce la energía nuclear al año en España 1 kilogramo de biomasa proporciona kilocalorías. 1 litro de gasolina proporciona kilocalorías. Cuando desperdiciamos 3 kg de biomasa estamos desaprovechando el equivalente a un litro de gasolina Valorizar energéticamente un recurso que permanece en el monte a través de una gestión forestal sostenible 3. Escaso margen de rentabilidad de las explotaciones

15 Antecedentes del proyecto 1. Reducido nivel de aprovechamiento del crecimiento de los bosques 2. Escaso aprovechamiento de la bionergía (biomasa forestal primaria) 3. Escaso margen de rentabilidad de las explotaciones - Desplome de los precios (50%)

16 Antecedentes del proyecto La sostenibilidad de los bosques depende directamente de las rentas que generan y que permiten que sus propietarios puedan realizar las labores selvícolas indispensables para garantizar una gestión forestal sostenible

17 Antecedentes del proyecto Ventajas uso de la biomasa - Diversificación del suministro de energía en Europa, incrementado la cuota de la energía de fuentes renovables en un 5% y reduciendo la dependencia de la energía importada del 48% al 42% - Reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero de 209 millones de toneladas de CO2eq al año - Empleo directo para hasta o personas, sobre todo en zonas rurales.

18 Antecedentes del proyecto Los objetivos de la UE Objetivos a cumplir en el año Reducción de un 20% de las emisiones de gases de efecto invernadero - Incremento del consumo final energético compuesto por un 20% de energía renovable (65% biomasa) - 20% de ahorro en las demandas energéticas futura

19 Antecedentes del proyecto

20 Antecedentes del proyecto -Distancia de transporte <150 km -Los costes del transporte pueden ser el 50% del coste de las astillas de madera puestas a pie de caldera -Transformando la materia prima en biocarburante a nivel local mediante pirólisis reduce el volumen a 1/3, reduciendo un 67% los costes de transporte y almacenaje (la densidad aparente de las astillas es de 400kg/m3 y el 75% se transforma en biocombustible con una densidad relativa de kg/m3) -La pirólisis rápida (<1s) garantiza que la biomasa alcanza la temperatura adecuada y se minimiza el riesgo de exposición a temperaturas inferiores que favorecerían la formación de carbón

21 Objetivos del proyecto

22 Objetivos del proyecto

23 Objetivos del proyecto Biocombustible Brea Compuestos orgánicos Microondas Carbón

24 Objetivos del proyecto Objetivos económicos: - Creación de un mercado con un potencial de 429M transformando 33M de toneladas de biomasa en biocarburante - Venta de 110 plantas de pirólisis, generando un volumen de ventas de 242M los primeros 5 años - Venta de biocarburante y carbón con un valor total de 89,9M

25 Objetivos del proyecto Objetivos tecnológicos - Construcción de un planta piloto con un reactor continuo de 230 kg/h para pirólisis <1s y con >70% de eficiencia para poner a prueba la tecnologia - Alcanzar una calidad replicable del producto con <5% de variación en la proporción de carburante/carbón/gas en cada lote - Conseguir la transformación líquida del >70% del peso de la madera - Fabricación de un reactor para kg/h y un máximo de 1000kW de potencia de microondas para una planta con costes de producción < que quepa en 2 contenedores ISO 40

26 Objetivos del proyecto Objetivos científicos - Investigar las propiedades dieléctricas (calentamiento por microondas) de distintas muestras de madera con distinto contenido en humedad. Estudiar el comportamiento de los productos intermedios y finales - Entender como los productos obtenidos mediante pirólisis por microondas varia en función de las condiciones de la materia prima (contenido en humedad, tipo y tamaño) y las condiciones del proceso (potencia y tiempo de residencia del material) - Construcción de un modelo de simulación 3D del comportamiento del reactor

27 Resultados del proyecto Principales resultados científicos - No se observaron diferencias entre los diversos tipos de madera. Las propiedades dieléctricas dependen exclusivamente en el contenido de agua

28 Resultados del proyecto

29 Resultados del proyecto Resultados técnicos - Diseño final del reactor - Diseño de la cámara de pirólisis

30 Resultados del proyecto

31 Resultados del proyecto - Sistemas de control - Sistema de alimentación y extracción - Sistema de condensación - Columna de destilación

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