BIOMASA CONCEPTOS UTILIZACION STEPHANNIE FELL

Transcripción

1 BIOMASA CONCEPTOS UTILIZACION STEPHANNIE FELL

2 QUÉ ES BIOMASA SE REFIERE A TODA MATERIA ORGÁNICA PROVENIENTE DE ÁRBOLES, PLANTAS Y DESECHOS ANIMALES QUE PUEDA SER CONVERTIDA EN ENERGÍA. ORGANICA = CONTIENE CARBONO

3 PROCESO QUIMICO ENERGÍA CARBOHIDRATOS DURANTE LA FOTOSÍNTESIS, CADA ÁTOMO GRAMO DE CARBONO (14GR) ABSORBE Y ALMACENA 112KCAL DE ENERGÍA SOLAR, QUE ES PRECISAMENTE LA QUE DESPUÉS SE RECUPERA. Dióxido de + carbono agua Carbono + agua FOTOSINTESIS CONVERSION LOS CARBOHIDRATOS TIENEN ENLACES QUIMICOS COVALENTES DIFÍCILES DE ROMPER. AL HACERLO, DURANTE EL PROCESO DE CONVERSIÓN DE LA BIOMASA, VUELVEN A SU FORMA DE DIÓXIDO DE CARBONO Y AGUA LIBERANDO GRAN CANTIDAD DE ENERGÍA EN FORMA DE CALOR. CANTIDAD DE CARBONO DISPONIBLE EN PLANTACIONES ENERGETICAS Fuente: Manuales sobre energía renovable BIOMASA, BUN-CA

4 SUSTENTABILIDAD EL DIÓXIDO DE CARBONO LIBERADO AL QUEMAR LA BIOMASA ES ABSORBIDO POR LA SIGUIENTE COSECHA EN CRECIMIENTO; ESTE SE DENOMINA UN CICLO CERRADO DE CARBONO. LOS COMBUSTIBLES FÓSILES (CARBÓN MINERAL, PETRÓLEO) EN COMBUSTIÓN ALTERAN EL CICLO DEL CARBONO AL LIBERAN MÁS CO 2 DEL QUE SE PUEDE RE ABSORBER ADEMÁS DE OTROS GASES QUE PRODUCEN EL EFECTO INVERNADERO.

5 FUENTES DE BIOMASA ANIMALES INDUSTRIA ALIMENTICIA RESIDUOS DE ORIGEN ANIMAL RESTOS DE ALIMENOS FOTOSINTESIS PLANTACIONES ENERGETICAS BIOMASA AGUAS NEGRAS, DESECHOS ORG. CARBOHIDRATOS RESIDUOS DE COSECHAS RESIDUOS DEL ARBOL CIUDAD O PRODUCCION AGRICOLA INDUSTRIA FORESTAL/PAPELERA

6 CONVERSIÓN DE BIOMASA COMBUSTION DIRECTA Calor PROCESO GENERAL BIOMASA CONVERSION TERMO QCA CONVERSION BIO QCA COMBUSTIBLES DE BIOMASA Vapor Electricidad Fuerza motriz PROCESO ESPECÍFICO CombusVón directa Pirólisis Gasificación DigesVón Anaeróbica Fermentación Alcohólica Fuente: Manuales sobre energía renovable BIOMASA, BUN-CA

7 PRODUCCION DE ENERGÍA CUÁNTA ENERGIA SE PUEDE OBTENER? Sotobosque 3,6 9,6 ton C/há Hojarasca 3,4 13 ton C/há Árboles ton C/há Necromasa 8,5 53,5 ton C/há Tipo de biomasa Madera verde Materia vegetal seca (en horno) Metano v/s Carbón E neta disponible* 8 MJ/kg = 2,2kWh 20 MJ/kg = 5,6 kwh 55 MJ/kg = 15,3 kwh MJ/kg = 6,4 8,3 kwh *para la conversión por combusvón. Varía según proceso de conversión Y eficiencia del mismo. Consumo promedio de una familia = 130 kwh mensuales (Fuente: Chilectra) Raíces 3,6 133 ton C/há CANTIDAD DE CARBONO DISPONIBLE EN PLANTACIONES Y RESIDUOS FORESTALES Fuente:

8 CAPACIDAD ENERGETICA Fuente: Manuales sobre energía renovable BIOMASA, BUN-CA

9 CARACTERISTICAS DE LA BIOMASA TIPOS DE BIOMASA > DETERMINAN FACTIBILIDAD TÉCNICA Y ECONÓMICA DE LOS PROCESOS DE CONVERSION ENERGÉTICA QUE PUEDEN APLICARSE A CADA CASO. RESIDUOS FORESTALES, AGROPECUARIOS, INDUSTRIALES, URBANOS COMPOSICION QCA Y FISICA > DETERMINAN EL TIPO DE SUBPRODUCTO ENERGÉTICO GENERABLE. CONTENIDO DE HUMEDAD > DETERMINA PROCESOS NECESARIOS PREVIOS A LA CONVERSIÓN PORCENTAJE DE CENIZAS > INDICA CANTIDAD DE MATERIA SÓLIDA NO COMBUSTIBLE POR KG. PODER CALÓRICO > INDICA EL CONTENIDO ENERGÉTICO CALÓRICO POR UNIDAD DE MASA; LA ENERGÍA DISPONIBLE EN LA BIOMASA. DENSIDAD APARENTE > VOLUMEN NECESARIO PARA PRODUCIR CIERTA CANTIDAD DE ENERGÍA. RECOLECCION, TRANSPORTE Y MANEJO > SON FACTORES DETERMINANTES EN LA ESTRUCTURA DE COSTOS DE INVERSION Y OPERACIÓN EN TODO EL PROCESO.

10 OPORTUNIDADES DE LA BIOMASA DESECHOS URBANOS DESECHOS INDUSTRIALES DESECHOS AGRICOLAS RESIDUOS FORESTALES PLANTACIONES ENERGETICAS Residuos alimenvcios, papel, cartón, madera y aguas negras. OPORTUNIDAD: Evita parte de la contaminación de suelos por problemas de disposición inadecuada de basura. Desaprovechamiento de gases nocivos para el medioambiente producidos por la descomposición (metano, CO 2 ) que podrían uvlizarse para fines energévcos. 80% de la basura orgánica urbana puede convervrse en energía. Residuos y subproductos de todo Vpo de carnes (avícola, vacuna, porcina) y vegetales (cáscaras, pulpas). OPORTUNIDAD: Tratamiento de desechos y residuos representan un costo considerable para la industria. El alto contenido de azúcares y carbohidratos en los alimentos puede convervrse en combusvbles gaseosos. Residuos del arroz, café, caña de azucar + residuos húmedos (esvercol de animales). OPORTUNIDAD: Se esvma un 60% de desechos de cosechas (rastrojo) y entre 20% 40% en desechos de proceso. UVlizar los desechos húmedos como fervlizante puede producir una sobrefervlización y contaminación de cuencas hidrográficas Madera, ramas, raíces, aserrín, corteza, asvllas. OPORTUNIDAD: Se esvma que sólo se uvliza un 20% del árbol para explotación comercial, y el 40% de los residuos se queda en el campo. Los desechos de aserrío pueden ser uvlizados por combusvón directa como fuente de calor y vapor. Plantas, culvvos agrícolas oleaginosas (soya, girasol) azucares, maíz, sorgo, trigo, acuávcas (jacinto de agua, algas) y árboles culvvados para la producción de energía. OPORTUNIDAD: Plantas de crecimiento rápido y bajo mantenimiento. Cosechas cada 3 5 años en terrenos de bajo valor producvvo. Estos culvvos sirven para controlar la erosión y degradación del suelo. Proveen un ingreso permanente para el agricultor.

11 VENTAJAS / DESVENTAJAS VENTAJAS INCENTIVO A LAS ECONOMÍAS RURALES MEDIOAMBIENTALES: MITIGAR EL EFECTO INVERNADERO LA COMBUSTION BIOMASA PRODUCE MENOS CENIZA QUE LA DEL CARBÓN EFECTIVIDAD EN EL MANEJO DE DESECHOS DEVENTAJAS BAJA DENSIDAD RELATIVA DE ENERGÍA (GRANDES COSTOS DE TRANSPORTE Y MANEJO). NECESIDAD DE PRE PROCESOS PARA SACAR LA HUMEDAD DE LA BIOMASA (INEFICIENCIA ENERGÉTICA). EL POTENCIAL CALÓRICO DE LA BIOMASA ES MUY DEPENDIENTE DE LAS VARIACIONES EN EL CONTENIDO DE HUMEDAD, CLIMA Y LA DENSIDAD DE LA MATERIA PRIMA. PUEDE REQUERIR IMPORTANTES INVERSIONES E INSUMOS ENERGÉTICOS.

12 COSTOS DE PRODUCCION Fuente: Manuales sobre energía renovable BIOMASA, BUN-CA