La biomasa en la generación eléctrica y de calor en centrales térmicas, industria y edificios.

Transcripción

1 La biomasa en la generación eléctrica y de calor en centrales térmicas, industria y edificios. Toledo, 8 de noviembre de 2006 Luis García Benedicto Dpto. Biomasa

2 1. INTRODUCCIÓN 2. TIPOS DE BIOMASA Índice 3. SITUACIÓN ACTUAL EN LA UE Y ESPAÑA 4. LA BIOMASA EN EL PER EJEMPLOS 2

3 1. Introducción

4 INTRODUCCIÓN Tipos y aprovechamiento Tipos de biomasa y su aprovechamiento 4

5 INTRODUCCIÓN Comparativa de Aplicaciones Producción de energía térmica Mayor precio de venta de la energía. Posibilidad de movilizar nuevos recursos ( biomasas difíciles por cantidad, calidad y precio) sin grandes exigencias de cantidad. Mayor rendimiento de la energía utilizada (entre el 50 % y el 80 %). Producción de electricidad Menor precio de venta de la energía. Capacidad de movilización de mayores cantidades de biomasa, pero dificultad de aprovechamiento de algunos tipos de biomasa. Menor rendimiento de la energía utilizada (entre el 18 % y el 30 %). 5

6 INTRODUCCIÓN Redes de calefacción centralizada Grandes redes de calefacción. Dan servicio a un gran número de edificios e instalaciones (consumos en torno a t/año). Redes pequeñas. Dan servicio a edificios o instalaciones adyacentes (consumos en torno a 400 t/año). Aplicaciones térmicas Calderas de uso individual o colectivo y/o industrial Calderas o estufas de uso individual programables para uso diario o de fin de semana. (consumos en torno a 25 kg/día). Calderas de uso colectivo en el sector residencial y calderas industriales y (consumos en torno a 150 t/año para un edificio y t/año para una industria). 6

7 INTRODUCCIÓN Centrales de co-combustión con biomasa Central térmica de carbón: Para una sustitución del 10 % de la potencia eléctrica (50 MWe), se necesitarían en torno a t/año. Central térmica de carbón: Para una sustitución del 1 % de la potencia eléctrica (5 MWe), se necesitarían en torno a t/año. Aplicaciones eléctricas Características generales Centrales de producción eléctrica con biomasa Planta de generación eléctrica: Para 5 MWe de potencia eléctrica, se necesitarían en torno a t/año. Plantas de cogeneración: Para 1,5 MWe de potencia eléctrica y 1 MWt de potencia térmica, se necesitarían en torno a t/año. 7

8 2. Tipos de Biomasa

9 TIPOS DE BIOMASA Biomasa en el PER [1] Caracterización Residuos forestales Mecanización complicada. Necesarios astillado y compactación. Limpieza, astillado y transporte incrementan el precio del residuo. Problemática Disponibilidad del recurso en cantidad, calidad y precio. Existencia en algunos casos de un uso alternativo. Ausencia de pretratamientos de adecuación del recurso. Residuos agrícolas leñosos Caracterización Marcado carácter estacional Necesarios astillado y compactación Problemática Disponibilidad del recurso en cantidad, calidad y precio Dispersión y pequeña escala de las explotaciones generadoras del recurso Ausencia de pretratamientos de adecuación del recurso 9

10 TIPOS DE BIOMASA Biomasa en el PER [2] Residuos agrícolas herbáceos Residuos de industrias forestales y agrícolas Caracterización Marcado carácter estacional. Grandes variaciones de la producción de una temporada a otra, que suponen oscilaciones fuertes de los precios. Caracterización RIF: materiales heterogéneos (astillas, cortezas, serrín, etc.) con alto grado de aprovechamiento industrial. RIA: de origen muy variado, destacan los de la industria del aceite de oliva y de frutos secos. Problemática Disponibilidad del recurso en cantidad, calidad y precio. Problemática Disponibilidad limitada del recurso. Ausencia de pretratamientos de adecuación del recurso. 10

11 TIPOS DE BIOMASA Biomasa en el PER [3] Cultivos energéticos Caracterización Alternativa a los cereales extensivos. Alta productividad, bajos inputs, balance energético positivo y fácil recuperación de las tierras. Herbáceos: sorgo, colza etíope, cardo. Problemática Marco legislativo y de ayudas. Altos costes de cultivo. Actividad en fase de demostración. Precio y volumen de inversión. Leñosos: eucaliptos, chopos, sauces. 11

12 3. Situación actual en el UE y en España

13 ESTADO ACTUAL DE LA BIOMASA UNIÓN EUROPEA LIBRO BLANCO (1997): ÆOBJETIVO GENERAL (2010): 12% de la ENERGIA PRIMARIA. ÆOBJETIVO BIOMASA (2010): Aumento del consumo de biomasa en 57 Mtep/año. BIOMASA RESIDUAL sólida: 30 Mtep/año. CULTIVOS ENERGÉTICOS (usos térmicos y eléctricos): 27 Mtep/año. PLAN DE ACCIÓN DE BIOMASA: Intenta corregir la tendencia a través de un abastecimiento adecuado. Marco de referencia ESPAÑA LEY 54/1997, del Sector Eléctrico: Régimen especial (< 50 MW), garantía de acceso a la red, prima para las Energías Renovables y Plan de Fomento de las E.R. REAL DECRETO 436/2004 de 12 de marzo: Procedimiento administrativo, condiciones de vertido a la red y régimen económico. PLAN DE ENERGÍAS RENOVABLES EN ESPAÑA (agosto de 2005). ESCALA AUTONÓMICA: Procedimientos Administrativos autorización instalaciones. 13

14 ESTADO ACTUAL DE LA BIOMASA Datos de Partida del PER Francia Finlandia Alemania Polonia Austria Portugal Dinamarca Gran Bretaña Holanda Irlanda Luxemburgo Consumo de energía de la biomasa en la Unión Europea (2003) Suecia España Italia Grecia Bélgica 0,00 1,00 2,00 3,00 4,00 5,00 6,00 7,00 8,00 9,00 10,00 Fuente: EurObserv ER Mtep Consumo total de energía de la biomasa en España (2004) Consumo de biomasa en España desagregado por sectores (2004) SECTOR TEP % Doméstico ,4% Pasta y papel ,6% Madera, muebles y corcho ,7% Alimentación, bebidas y tabaco ,1% Cantrales de energía eléctrica (no CHP) ,1% Cerámica, cemento y yesos ,1% Otras actividades industriales ,4% Hostelería ,7% Agrícola y ganadero ,5% Servicios ,5% Productos químicos ,4% Captación, depuración y distribución de agua ,4% Textil y cuero ,1% TOTAL Fuente: I D AE 14

15 ESTADO ACTUAL DE LA BIOMASA Situación en España Resumen por CCAA Consumo total de energía de la biomasa en España (2004) TEP TEP TEP TEP TEP TEP TEP TEP TEP TEP TEP TEP TEP TEP TEP TEP TEP TOTAL: TEP 15

16 ESTADO ACTUAL DE LA BIOMASA Situación en España Biomasa Eléctrica Evolución del incremento energía primaria de biomasa eléctrica Incremento de energía anual (tep/año) Número de proyectos Biomasa Electrica ( ) Número de proyectos tep/año 0 2 Residuos forestales 0 Residuos agrícolas leñosos 1 Residuos Residuos de Residuos de agrícolas industrias industrias herbáceos forestales agrícolas Tipo de recurso 0 Cultivos energéticos TOTAL Total Incremento biomasa eléctrica : tep 16

17 ESTADO ACTUAL DE LA BIOMASA Situación en España Biomasa Térmica Evolución del incremento energía primaria de biomasa térmica Incremento de energía anual primaria (tep/año) Número de proyectos Biomasa Térmica ( ) Número de proyectos Residuos forestales Residuos agrícolas leñosos Residuos agrícolas herbáceos Residuos de Residuos de Cultivos industrias forestales industrias agrícolas energéticos TOTAL tep/año Tipo de recurso Total Incremento : tep 17

18 4. La Biomasa en el PER

19 LA BIOMASA EN EL PER Objetivos 2010 Objetivos energéticos Objetivos energéticos En términos de energía primaria Recursos Residuos forestales Residuos agrícolas leñosos Residuos agrícolas herbáceos Residuos de industrias forestales Residuos de industrias agrícolas Cultivos energéticos Aplicaciones Aplicaciones térmicas Aplicaciones eléctricas TOTALES Energía primaria OBJETIVOS (tep) En términos de potencia eléctrica PER : objetivos (MW) Generación distribuida Desglose por tipo de recurso Residuos forestales 60 Residuos agrícolas leñosos 100 Residuos agrícolas herbáceos 100 Residuos de industrias forestales 100 Residuos de industrias agrícolas 100 Cultivos energéticos 513 Total generación distribuida (MW) 973 Co-combustión (MW) Total co-combustión (MW) 722 Total generación eléctrica con biomasa TOTAL (MW)

20 LA BIOMASA EN EL PER Biomasa Eléctrica PLAN DE ENERGÍAS RENOVABLES ( ) PARÁMETROS BIOMASA ELÉCTRICA Apoyo Público Inversión Producción Energética Total Empleo Generado Emisiones Evitadas frente a Ciclo Combinado con Gas Natural / Carbón (Co-combustión) 1.059,9 millones de 1.964,6 millones de tep empleos netos Periodo : tco 2 20

21 LA BIOMASA EN EL PER Biomasa Térmica PLAN DE ENERGÍAS RENOVABLES ( ) PARÁMETROS BIOMASA TÉRMICA Apoyo Público Inversión Producción Energética Total Empleo Generado Emisiones Evitadas frente a Gasóleo C de calefacción 284 millones de 764,7 millones de tep empleos netos Periodo : tco2 21

22 5. Ejemplos

23 PRODUCCIÓN DE BIOMASA Extracción de biomasa Empresa de logística de biomasa. Utiel (Valencia). Sistema de extracción mediante empacado de residuos leñosos forestales y agrícolas. Extracción: Todo el año variando el tipo de biomasa. Tratamientos: Actualmente separación y astillado. En proyecto planta de peletizado. Producción de abonos, astilla para tablero y astilla para energía. Empresa: TRABISA 23

24 PRODUCCIÓN DE BIOMASA Cultivo de Biomasa Cultivo Energético de Sorgo híbrido para biomasa Cultivo de 100 ha de sorgo híbrido para biomasa. Andalucía. Siembra: Principio de Mayo. Recolección: Finales de Agosto. Rendimientos anuales hasta 50 t/ha en regadío. Experiencias piloto: VALORIZA 24

25 PRODUCCIÓN DE BIOMASA Cultivo de Biomasa Cultivo Energético de chopo para biomasa en Granada Cultivo de 4 ha de chopo para biomasa dentro del PSE de Cultivos Energéticos. Varias experiencias de cultivos energéticos de chopo (comparativa co aguas residuales, distintos marcos de plantación, etc). Grandes cultivos de chopo para uso industrial que podrían cambiar su aprovechamiento final. Rendimientos anuales de 20 t/ha de materia seca en regadío. Marcos de plantación entre pies/ha y pies/ha. Fuente: Antonio Ramos 25

26 PRODUCCIÓN DE BIOMASA Logística de Biomasa Centros Temporales de Aprovisionamiento de biomasa sólida CTA de Biomasa (Jaén) El correcto suministro del biocombustible necesita ser en ocasiones almacenado y preacondicionado en una Red de Almacenes y Centros de Aprovisionamiento. Dependiendo de la localización del mercado, los centros son mixtos carbón-coque-biomasa, o según las últimas tendencias el correcto enlace generación-suministro, requiere los Centros Logísticos, estratégicamente localizados, temporales o fijos según los proyectos. Empresa: CGC Gestión de Biomasa 26

27 APLICACIONES TÉRMICAS DE LA BIOMASA Calefacción en comunidades de vecinos Calefacción en comunidades de vecinos de Madrid Lugar: Paseo de la Habana 12 (Madrid). Biomasa: Hueso de aceituna Dos calderas, una de 465 kw (calefacción) y otra de 115 kw (ACS). Usuarios: Suministra calefacción y agua caliente sanitaria a 12 viviendas de gran superficie. Sustituye calderas de carbón. Ahorro de /año respecto a la antigua caldera de carbón. Puesta en marcha: Empresa: Calordom 27

28 APLICACIONES TÉRMICAS DE LA BIOMASA Calefacción en hostelería Calefacción y ACS con biomasa y energía solar en la casa rural El Casar de Puente Lugar: Boca de Huérgano (León). Biomasa: Varios tipos de biomasa. Sistema compuesto por caldera de biomasa de 50 kw y captadores solares térmicos para producción de calefacción por suelo radiante y ACS. Suministro de calefacción por suelo radiante y ACS a las tres viviendas que constituyen la casa rural, con una superficie de 250 m 2. Puesta en marcha: Empresa: HC ingeniería 28

29 APLICACIONES TÉRMICAS DE LA BIOMASA Red de calefacción centralizada Red de calefacción centralizada de Cuéllar Lugar: Cuéllar (Segovia). Biomasa: residuos de industrias forestales. 789 tep/año de energía primaria. Calderas de kcal/h y kcal/h de potencia y red de distribución con tubería preaislada. Usuarios: 3 edificios municipales, 5 cooperativas de viviendas y 13 viviendas individuales y piscina. Suministra calefacción y ACS. Sustituye a viejas calderas de gasóleo C. En marcha desde abril de

30 APLICACIONES TÉRMICAS DE LA BIOMASA Uso térmico industrial Uso térmico industrial en Puertas Dayfor Lugar: Daimiel (Ciudad Real). Biomasa: Residuos del proceso de fabricación de puertas (virutas y serrín). 255 tep/año de energía primaria. Inversión: 0,71 M. Proyecto incluido en el Programa FEDER-IDAE para PYMES. Caldera de aceite térmico y sistemas para transportar el calor. Uso energético: el calor es empleado en presas de la fábrica y para calefacción de naves. En funcionamiento desde septiembre de

31 APLICACIONES ELÉCTRICAS DE LA BIOMASA Plantas de generación Central térmica con paja de Sangüesa Lugar: Sangüesa (Navarra) Biomasa: paja ( t/año) tep/año de energía primaria Potencia: 29,5 MW (bruta) y MWh/año Caldera con parrilla vibratoria y turbina de vapor En marcha desde julio de

32 APLICACIONES ELÉCTRICAS DE LA BIOMASA Cogeneración en industrias Generación eléctrica empleando cascarilla de arroz en DACSA Lugar: Almàssera (Valencia). Biomasa: residuos del proceso (cascarilla de arroz) tep/año de energía primaria Potencia: 2,0 MW (bruta) y MWh/año. Caldera de lecho fluido y turbina de vapor. IDAE participa en la UTE con un porcentaje del 85%. Vapor a la turbina: 10 t/h, 60 bar y 480ºC. En marcha desde junio de

33 APLICACIONES ELÉCTRICAS DE LA BIOMASA Nuevas tecnologías Generación eléctrica a partir de la gasificación de biomasa en GUASCOR, S.A. Lugar: Vitoria (Álava). Biomasa: Residuos agrícolas leñosos (podas) y de industrias forestales de la zona. Potencia: 350 kw inicial modulable con el objetivo de desarrollar una instalación comercial final de 750 kw. Convenio de desarrollo tecnológico entre GUASCOR y el IDAE. En fase de desarrollo. 33

34 Gracias por su atención IDAE c/madera, 8 Madrid Tel: Fax: comunicacion@idae.es