Energía de la Biomasa

Transcripción

1 USO DE CALDERAS DE BIOMASA EN INVERNADEROS AGRICULTURA Energía de la Biomasa y ENERGÍA Pamplona, mayo de 2006 Javier Gil jgil@cener.com EIE/05/201/SI CONTRIBUCIÓN DE LA AGRICULTURA A LA PRODUCCIÓN Y USO SOSTENIBLE DE LA ENERGÍA

2 Introducción Las calderas modernas alimentadas con biomasa son absolutamente diferentes del tronco de leña ardiendo en una chimenea o estufa. Los biocombustibles modernos son pellets, astillas de madera o residuos agroindustriales (cáscara de almendra, orujo de uva, hueso de aceituna, pepita de uva, etc ). Mientras el uso de la leña es común en todo el mundo, el uso de pellets, astillas u otros biocombustibles en calderas automáticas, que alcanzan los mejores niveles establecidos actualmente de rendimiento, emisiones y confort, es una nueva opción todavía en gran parte desconocida.

3 Aspectos prácticos importantes Aspectos importantes desde el punto de vista del consumidor En que aplicaciones puedo usar la biomasa? Qué biomasas puedo comprar? A quien puedo comprarlas? A que precio puedo comprarlas? Qué biomasa puedo utilizar en mi caldera? Qué más necesito a parte de la caldera? Cómo funcionan las calderas? Qué tipos hay? Qué ventajas / limitaciones tienen cada tipo? Quién me pude suministrar la caldera? Cuál es el coste de la caldera?. En que casos es rentable? Qué coste va atener la energía en comparación con los combustibles fósiles? Dónde pongo la caldera? Cuánto ocupa? Cómo debe estar diseñado el sistema completo? Qué mantenimiento necesita mi caldera? Cómo me suministran la biomasa?

4 En que aplicaciones puedo usar la biomasa? La biomasa se pude utilizar en múltiples aplicaciones de generación de calor. Las limitaciones técnicas son menores y la mayor parte de las veces salvables, por lo que en la mayor parte de los casos la viabilidad de la aplicación de biomasa viene determinada por los parámetros que determinan los costes de cada caso. Usos térmicos de la biomasa Posibles usos térmicos de la biomasa en el sector agricola-ganadero: Secaderos Invernaderos Calefacción de granjas Otros casos con alta demanda térmica anual El factor clave para la viabilidad económica es el número de horas de demanda de calor anuales y la relación entre la demanda media y la demanda máxima.

5 Ejemplos aplicaciones reales Deshidratado de alfalfa Tipo secadero: rotativocontacto directo con los humos Albacete Potencia kcal/h Combustible: orujillo Fuente: AFAU

6 Ejemplos aplicaciones reales Bodega Calefacción Valladolid Potencia 200 kw Combustible: Sarmientos Cáscara de piña Orujo uva Fuente: Abasol Norte

7 Ejemplos aplicaciones reales Secado del algodón Caldera aceite térmico Combustible: residuos del desmontado del algodón Dos Hermanas (Sevilla) Potencia kcal/h Coria del Río (Sevilla) Potencia kcal/h Fuente: ERATIC

8 Ejemplos aplicaciones reales Secado de maíz: Cooperativas agrícolas Tarazona (Zaragoza) Gallur (Zaragoza) Alagón (Zaragoza) Pedrola (Zaragoza) Sariñena (Huesca) Montesusín (Huesca) Tipo secaderos: secadero vertical-aire caliente Combustible: cáscara de almendra, zuro de maíz, orujillo Fuente: Atlas de biomasa de Aragón

9 Ejemplos aplicaciones reales Extractoras de aceite: Combustible orujillo Baeza (Jaen) kcal/h Secadero orujo Secadero rotativo- contacto directo con los humos calientes La Puebla de Hijar(Teruel) Caldera vapor: 12 bar/12 t/h 5 MWt Parrilla fija Acuotubular Secadero orujo graso Secadero rotativo- aire caliente Reducción de humedad: 55% 10% Fuente: ERATIC y Atlas de biomasa de Aragón

10 Ejemplos aplicaciones reales Destilería: Cariñena (Zaragoza) Combustible: orujo de uva Producción de vapor: 7 bar; 3 t/h Acoutubular Parrilla fija Secadero orujo de uva Secadero rotativo- aire caliente Reducción de humedad: 55% 7% Fuente: Atlas de biomasa de Aragón

11 Biomasa comercializada como combustible Qué biomasas puedo comprar?: Variación de unas zonas a otras. Costes de transporte y demanda local limitan la distribución. Algunas biomasas no son adecuadas para pequeñas aplicaciones de generación de calor y no cumplen los requisitos de las calderas pequeñas y medianas (que en estos rangos de potencias se fabrican en serie). Algunos ejemplos: Orujo de uva seco Hueso de aceituna Cascara de almendra Astillas de madera Pellet de madera Serrín

12 Biomasa comercializada como combustible A quien puedo comprarlas?: Aunque la disponibilidad de biomasa es abundante, todavía el numero de suministradores es limitado. Nuevas empresas están entrando en el mercado y el número aumenta rápidamente. La aparición de los pellets, con alta densidad energética que permite transportarlos grandes distancias, ha mejorado considerablemente la situación; además, el número de los productores de pellets está creciendo rápidamente. En cualquier caso, debe asegurarse el suministro a largo plazo de los biocombustibles, con una calidad acorde con los requisitos de la caldera y a un precio estable, antes de la instalación de un sistema de calefacción con biomasa. Este es el primer paso que debe dar el usuario de biomasa. Algunos distribuidores suministran solo grandes cantidades (un camión;) lo cual no es adecuado para pequeñas calderas (< ~100 kwt). Los pellets se suministran a granel o también al por menor en sacos de kg por lo que son el combustible mas adecuado para pequeños consumidores.

13 Biomasa comercializada como combustible A quien puedo comprarlas?: Algunos ejemplos de suministradores son los siguientes: Suministrador EMPASA CARYSE ECOFOREST Contacto Villafranca (Navarra) Tel Majadahonda Tel: Vigo Tel: Tipo de biomasas Pellets de madera Pellets de madera Pellets de madera RESIFOR Compañía General de Carbones, CGC FACTOR VERDE Jose Silva Rodriguez Bioebro Combustibles Cabello, SL CARSAN Biocombustibles, S.L. Brion Tel: Madrid Tel: Pozuelo de Alarcón (Madrid) Tel Valencia Tel: La Cartuja (Zaragoza) Tel: Madrid Tel: Las Gabias (Granada) Tel.: Pellets de madera diferentes tipos diferentes tipos diferentes tipos diferentes tipos diferentes tipos diferentes tipos

14 Precios de la biomasa A que precio puedo comprarlas? Variaciones importantes por regiones y de un año a a otro. El precio es muy competitivo con los combustibles fósiles Existen diferencias significativas de unos combustibles de biomasa a otros en función de las calidades (densidad, poder calorífico, humedad y contenido en cenizas).. Precio combustible ( /MWh) Datos mayo 2006 Fuentes: CGC, José Silva, EMPASA, SERVIPLAT, Boletín Estadístico Hidrocarburos, Oil Bulleting 0 Gasoil Fuel Gas natural Cascara almendra Hueso de Aceituna Orujos de Uva Astilla Serrín Pelets Madera Combustible

15 Especificaciones de la biomasa como combustible Qué biomasa puedo utilizar en mi caldera? No todas las biomasas son combustibles iguales y las calderas están diseñadas para un combustible con unas especificaciones determinadas. Normalmente las calderas de pequeña potencia admiten un combustible estandarizado según una norma (como por ejemplo los pellets o astillas secas (<30%) y cribadas). Por otro lado las calderas de gran potencia se diseñan a medida de un combustible determinado y admiten una variación limitada en las características de éste. Es esencial para el adecuado funcionamiento del sistema de calefacción con biomasa que la calidad del combustible se corresponda con los requerimientos de la caldera. Los parámetros más importantes en el combustible son los siguientes: Granulometría Densidad Poder calorífico Humedad Contenido en cenizas Contenido en cloro Temperatura fusión cenizas

16 Especificaciones de la biomasa como combustible Qué biomasa puedo utilizar en mi caldera? Comparados con las astillas de madera (~ 12 /MWh), los pellets (~30 /MWh) tienen una densidad energética mayor y necesitan menos volumen de almacenamiento pero, no obstante, su precio es más alto. Por otro lado para calderas de pequeño tamaño (<~100 kw) preparadas para el uso de astillas requieren un combustible de alta calidad (<30% de humedad; 3-16 mm) lo que no siempre se cumple en le caso de las astillas en el mercado. Otros recursos son los residuos agrícolas y agroalimentarios que están ampliamente extendidos en nuestro país como el hueso de aceituna (~23 /MWh), cáscara de almendra (~13 /MWh), orujo de uva (~11 /MWh), etc. En los casos en que la disponibilidad de espacio para el almacenamiento es pequeña dos aspectos críticos son la densidad y el poder calorífico del combustible. En ese caso los combustibles mas adecuados son los pellets de madera y el hueso de aceituna que tiene mayor PCI y densidad.

17 Especificaciones de la biomasa como combustible Qué biomasa puedo utilizar en mi caldera? Ejemplos de características de algunas biomasas son las siguientes: TIPO BIOMASA Humedad Cenizas % en base húmeda PCI Volátiles Azufre (Kcal/Kg) Densidad Media (Kg/m 3 ) Orujos de Uva Secos < 12 <4 > 58 < 0,3 > Hueso de Aceituna < 1 > 65 < 0,1 > Astilla de Madera > 65 < 0, Serrín (Húmedo) < 1 > 65 < 0, Cáscara de almendra ~ 9-15 ~ 1-3 ~ ~ 0 > Pélets de Madera < 12 < 1 > 60 < 0,05 >

18 Qué biomasa puedo utilizar en mi caldera? Especificaciones de la biomasa como combustible Los fabricantes extranjeros de calderas suelen hacer referencia a las normas de sus respectivos países de origen. Las normas existentes para pellets y astillas limitan (ÖNORM M1735, SS , DIN 51731, CEN/TS 14961) el contenido en humedad y cenizas. estableciendo diferentes calidades: Humedad pellets Norma País 1ª categoría 2ª cat. 3ª cat. 4ª 5ª Önorm M7135 Austria <12% SS Suecia <10% <12% --- DIN Alemania <12% CEN/TS Europa <10% <15% <20% -- - Humedad astillas Norma País 1ª categoría 2ª cat. 3ª cat. 4ª 5ª Önorm M7133 Austria <20% <30% <35% <40% <50% CEN/TS Europa <20% <30% <40% <55% <65%

19 Especificaciones de la biomasa como combustible Qué biomasa puedo utilizar en mi caldera? Norma País Cenizas pellet 1ª categoría 2ª cat. 3ª cat. 4ª 5ª Önorm M7135 Austria <0,5% ---- < 6% SS Suecia <0.7% <1,5% > 1,5% DIN Alemania <1,5% CEN/TS Europa <0.7% <1,5% <3% <6% >6% Norma País Cenizas astillas 1ª categoría 2ª cat. 3ª cat. 4ª 5ª Önorm M71333 Austria <1% ---- <5% CEN/TS Europa <0.7% <1,5% <3% <6% <10% Para calderas compactas de pequeño tamaño (<~100 kwt): contenido en humedad < 30% y el contenido en cenizas < 1,5%. En este caso las astillas deben tener una granulometría de 3-15 mm (G30; Önorm M7133)