Presentación Producción de energía a partir de biomasa

Transcripción

1 Presentación Producción de energía a partir de biomasa

2 SEMINARIO ENERGIAS ALTERNATIVAS DE CORDOBA PRODUCCIÓN DE ENERGÍA A PARTIR DE BIOMASA Ing. Mirta Susana Roitman Ing. César Martinelli Dr. Carlos Ramiro Rodriguez

3 BIOMASA COMO FUENTE DE ENERGÍA Dentro de las fuentes de energía sustentabes es importante la bioenergía. La bioenergía que define a los sistemas de generación de energía a partir de biomasa (combustible no fósil).

4 PROCESO DE GENERACIÓN DE BIOMASA En el contexto energético, la biomasa puede considerarse como la materia orgánica originada en un proceso biológico, espontáneo o provocado, utilizable como fuente de energía. El término biomasa alude a la energía solar, convertida en materia orgánica por la vegetación, que se puede recuperar por combustión directa o transformando esa materia en otros combustibles, como alcohol, metanol, aceite, biodiesel, biocarburantes, biogás, etc.

5 CONVERSIÓN EN ENERGÍA La combustión de biomasa aprovecha el carbono que hay en la atmósfera y no el que se extrae del subsuelo, por lo tanto no contribuye al efecto invernadero. Este tipo de energía renovable es perfectamente aplicable a las calderas, permitiendo ahorros de más de un 50% con respecto a los combustibles tradicionales.

6 POTENCIAL ENERGÉTICO A PARTIR DE LA BIOMASA Existe un enorme potencial energético derivado de la biomasa, siempre que se potencie desde los poderes públicos, puesto que las compañías eléctricas locales aún no hacen uso de la biomasa para generación., aunque si lo hacen emprendimientos privadas Considerando que la energía proveniente de la biomasa ya tiene una contribución importante en el balance energético nacional y siendo Argentina un gran productor agropecuario, el potencial dendroenergético total es muy significativo, por ello resulta primordial que el país considere la dendroenergía en su estrategia energética, y para ello es necesario conocer claramente ese potencial. La necesidad de cuantificación y localización de los recursos bioenergéticos, llevó a la determinación de la disponibilidad de biomasa en la Argentina mediante la aplicación del programa de Análisis del Balance de Energía derivada de Biomasa en Argentina Wisdom Argentina FAO, Departamento Forestal Dendroenergía Mayo (La dendroenergía es la energía producida tras la combustión de combustibles de madera como leña, carbón vegetal, pelets, briquetas, etc.)

7 DISTRIBUCIÓN NACIONAL DE BIOMASA Síntesis Nacional del balance oferta/demanda Contabiliza el saldo disponible para energía, en particular la relación entre el consumo y la oferta potencial. Análisis del Balance de Energía derivada de Biomasa en Argentina - WISDOM Argentina -

8 Abastecimiento y tipos de BIOCOMBUSTIBLES Adaptado de: TUB, Terminología Unificada sobre Bioenergía, [FAO. 2004a].

9 Esquema de los procesos generados a partir de la BIOMASA

10 MARCO LEGAL La Ley (2006) impulsó el Régimen de Fomento Nacional para el uso de fuentes renovables de energía destinadas a la generación eléctrica. Estableció que en el plazo de 10 años, el 8% del consumo eléctrico tiene que ser abastecido a partir de fuentes de energías renovables.

11 PROYECTOS ADJUDICADOS ENARSA adjudicó a través del GENREN I 32 Proyectos por 895 MW: 1 MW satisface la demanda de 250 hogares 17 Eólicos = 754 MW 4 de Generación con Biocombustibles = 110 MW 6 de Energía Solar Fotovoltaica = 20 MW 5 de Pequeñas Hidroeléctricas = 11 MW

12 PROYECTOS EN PROCESO DE ADJUDICACIÓN Programa GENREN II por 565 MW: Eólica: 200 MW Térmica c/biodiesel: 100 MW Solar Térmica: 25 MW Biogás: 20 MW Residuos Urbanos: 120 MW Biomasa: 100 MW

13 POTENCIAL DE BIOMASA FORESTAL El País produce 6 millones de toneladas/año de residuos forestales que actualmente se queman. El 80%, es decir 4,8 millones de toneladas/año de desperdicios, se podría utilizar para generar energía. Las Centrales Eléctricas se podrían ubicar en las mismas zonas forestales donde se producen los desperdicios y que actualmente son zonas con algunos inconvenientes en la calidad del servicio eléctrico.

14 VALOR ECONÓMICO 3,5 Tn de Residuos Forestales = 1 Tn de Petróleo. 4,8 millones de Tn/año de Residuos Forestales = 1,37 millones de Tn/año de Petróleo. 1,37 Millones de Tn/año de Petróleo = 10 millones de Barriles de Petróleo/año 10 millones de Barriles de Petróleo x 85 U$S/Barril Valor del Residuo = 850 millones U$S/año

15 PROYECTO PROBIOMASA Objetivo: incrementar la producción de energía derivada de biomasa a nivel local, provincial y nacional para asegurar a la sociedad un creciente suministro de energía renovable, limpia, confiable y competitiva mientras se abren nuevas oportunidades para el desarrollo del sector agropecuario, forestal y agroindustrial del país.

16 Etapa Inicial del Proyecto: Incorpora 200MW eléctricos y 200 MW térmicos Aumento de biomasa : 12 millones de Tn Incremento de energía : 3,5 % al 10 % de la oferta Inversiones: $ millones Nuevos puestos de trabajo: Ahorro anual: $ millones en importación de petróleo Disminución de emisiones de CO 2 : 9,5 millones de Tn anuales

17 ELECTRICIDAD E HIDRÓGENO A PARTIR DE BIOMASA Determinar la cantidad total de hidrógeno y electricidad derivados de biomasa que podrían producirse en las cinco regiones geográficas de la República Argentina. Calcular la reducción de las emisiones de GEI (CO 2 ), resultante de la sustitución del uso de combustibles fósiles por hidrógeno obtenido a partir de biomasa lignocelulósica. Calcular el porcentaje del consumo actual de nafta y electricidad que pueden remplazarse mediante el uso de hidrógeno y electricidad derivados de la biomasa.

18 BENEFICIOS -MOTIVACIÓN Desarrollo de energías amigables con el ambiente. Reducción de emisiones de gases de efecto invernadero. Diversificación de la Matriz Energética. Promoción de las economías regionales. Agregado de valor a las materias primas. Desarrollo de la industria nacional.

19 INVENTARIO DE BIOMASA La biomasa lignocelulósica se encuentra heterogéneamente distribuida en el territorio nacional, se cuantifica según las cinco regiones geográficas: Noroeste Argentino, Noreste Argentino, Cuyo, Región Pampeana y Patagónica. Regiones Residuos Forestales Residuos de Molienda Residuos Agrícolas Residuos Totales de Biomasa potencialmente utilizables tons/año (DB) tons/año (DB) tons/year (DB) tons/año (DB) Noroeste ,20 0, , ,70 Noreste , , , ,50 Cuyo ,90 0, , ,60 Pampeana , , , ,10 Patagónica , ,00 0, ,50 Total , , , ,40 Residuos Indirectos de Biomasa de origen agrícola y foresto industria potencialmente utilizables para generación de energía.

20 GENERACIÓN POTENCIAL DE ELECTRICIDAD CD: eficiencia 1,41 MWh/ton de biomasa seca. CCGI (ciclo combinado de gasif integrada): eficiencia 1,76 MWh/ton de biomasa seca. Regiones Potencial Producción de Electricidad (CD) Producción de Electricidad de CCGI Consumo de Electricidad Fósil Porcentaje de Electricidad Sustituido CD Porcentaje de Electricidad Sustituido (CCGI) MWh/año MWh/año (MWh) % % Noroeste , , ,00 45,31 79,74 Noreste , , ,00 51,08 89,90 Cuyo , , ,00 18,89 33,25 Pampeana , , ,00 0,68 1,20 Patagónica , , ,00 5,66 9,95 Total , , ,00

21 Esquema de una central eléctrica de biomasa

22 Potencial de Hidrógeno obtenido a partir de biomasa para transporte automotor Se puede producir Hidrógeno a partir de la biomasa de origen lignocelulósico mediante una combinación de un proceso de pirólisis gaseosa y un chorro de vapor de agua. Para calcular la cantidad de Hidrógeno obtenida a partir de la biomasa de origen lignocelulósico se consideró una relación de 65,8 Kg H 2 /Ton de biomasa seca (DB). La energía contenida en 1Kg de H 2 es equivalente a la contenida en un galón de combustible (aproximadamente 0,00378 m 3 ). Se consideró además que la combustión de 1 L de nafta emite 2,4 gr. de CO 2. Utilizando las relaciones mencionadas, se calculó el porcentaje de gasolina (D) que podría reemplazarse mediante el uso de H 2 obtenido a partir de biomasa mediante la siguiente relación: D = H 2 * η * 100/ G η = coeficiente de eficiencia de energía mediante el reemplazo gasolina por H 2 0,00378 m 3 /kg G = gasolina utilizada en un año [m 3 /año]

23 Potencial de Hídrógeno obtenido a partir de biomasa para transporte automotor Regiones Producción Potencial Hidrógeno Consumo de Combustible (G) % de Combustible reemplazado por H 2 (D) Combustible reemplazado por H 2 /año Reducción de CO 2 [kg/año] [m 3 /año] % [m 3 /año] [tons CO 2 /año] Noroeste , , ,86 Noreste , , ,95 Cuyo , , ,43 Pampeana , , ,15 Patagónica , , ,57 Total , , , ,97 Cantidad de gasolina que podría ser reemplazada por H 2 en un año y la reducción de CO 2 que se obtiene por la sustitución indicada.

24 Potencial de Hídrógeno obtenido a partir de biomasa para transporte automotor

25 Biomasa forestal residual en el Valle de Calamuchita, Provincia de Córdoba RELEVAMIENTO Ha 500 Arboles/Ha x 10³ m³ de madera (aprox x 10³ Tn) 20 m³ por Ha/año (aprox 11 Tn/Ha/año) Se procesan Tn/año ( en pie ) Residuos Tn/año (50 % Hum.)

26 Biomasa forestal residual en el Valle de Calamuchita, Provincia de Córdoba VALORACION ENERGETICA Residuos Tn (50 % humedad) ~ Tep ~ Mwh Con efecto neutro en generación de gases de efecto invernadero

27 Biomasa forestal residual en el Valle de Calamuchita, Provincia de Córdoba ASPECTOS AMBIENTALES ADVERSOS Punta fina y ramas ocupan caminos de escape o áreas corta fuegos en los montes Costaneros (sobrantes de cuadrar troncos) y la corteza desechada en aserraderos se suma la biomasa residual Elementos de elevada combustibilidad en cercanía a las zonas forestadas o zonas urbanas próximas donde la propagación de un fuego incidental puede tener características catastróficas

28 Biomasa forestal residual en el Valle de Calamuchita, Provincia de Córdoba APROVECHAMIENTO Directo, no requiere procesos de carácter termoquímico, biológico o extractivo Se puede pelletizar optimizando costos de traslado Pellets de tamaño uniforme permiten sistemas de alimentación automática para uso industrial o familiar

29 Biomasa forestal residual en el Valle de Calamuchita, Provincia de Córdoba CONSIDERACIONES FINALES Cada hectárea de bosque puede neutralizar 10 Tn de CO2 al año Para neutralizar el CO2 que emiten los países industrializados se requeriría tres millones de km2 (superficie equivalente a las 2/3 partes de Argentina) En nuestro país, hay aproximadamente 20 Millones de Ha susceptible de ser forestada con bosque implantado En Córdoba, podemos multiplicar por 15 la superficie actualmente forestada con bosque implantado Argentina ratificó el protocolo de Kioto el 13 de julio de 2001 Ley Nacional participa del Art. 12 llamado Mecanismo de Desarrollo Limpio (MDL)

30 CONCLUSIONES El impacto que puede producir el uso de biomasa en la producción de Hidrógeno para el sector del transporte o el sector productor de energía eléctrica, está íntimamente relacionado con la cantidad de biomasa residual, valor que fluctúa notablemente de una región a otra en todo el territorio nacional, encontrándose regiones con abundantes fuentes de residuos biomásicos que satisfacen la demanda zonal, como así también, regiones altamente pobladas, y consecuentemente, de bajos recursos biomásicos. Con relación al transporte automotor, el potencial de generación de Hidrógeno a partir de biomasa lignocelulósica es importante en las regiones NOA y NOE, que abastecerían la demanda interna y podría, el remanente, ser aprovechado por otras regiones que no disponen de una fuente importante para sustituir el consumo de combustibles fósiles. Respecto de la energía eléctrica producida por fuentes biomásicas, se advierte que en las regiones NOA y NOE, el porcentaje de sustitución de la electricidad de origen fósil, varía entre el 45% y el 90%, según el método de generación empleado, lo que representa una sustitución considerable. Esto trae aparejado ahorro de recursos fósiles, que eventualmente pueden redirigirse a otros fines. La reducción de CO 2 es significativa tanto en el parque automotor como en las plantas de energía abastecidas por combustibles fósiles, resultando un beneficio ambiental.

31 CONCLUSIONES La biomasa forestal residual puede aprovecharse para la producción de energía al igual que otros recursos orgánicos, ya sean de origen urbano, industrial o animal con un impacto ambiental positivo y alto aprovechamiento energético. La biomasa es un recurso renovable cuyo aprovechamiento contribuye a la conservación del medio ambiente, permitiendo una gestión adecuada de residuos agrícolas y forestales y una menor dependencia de fuentes de energías fósiles. Este recurso autóctono está distribuido por todo el planeta lo que permitiría una producción energética descentralizada, fomentando el empleo, el desarrollo rural y la valorización de residuos, reduciendo problemas de tratamiento, gestión, además de reducir el riesgo de incendios.

32 Agradecimientos Agradecemos el apoyo financiero del Programa de Financiamiento para Proyectos de Investigación de la Secretaría de Ciencia y Técnica de la Universidad Nacional de Córdoba y al programa de Desarrollo Empresario que ejecutó la Agencia para el Desarrollo Económico de la provincia de Córdoba, con recursos provenientes del BID-FOMIN.

33 Bibliografía Análisis del Balance de Energía derivada de Biomasa en Argentina Wisdom Argentina FAO, Departamento Forestal Dendroenergía Mayo Descripción, desarrollo y perspectivas de las energías renovables en la Argentina y en el mundo. Secretaría de Energía de la Nación Mayo Minnesota Biomass Hydrogen and Electricity Generation Potencial National Renawable Energy Laboratory Golden, Colorado. U.S. Department of Energy February RISSO PATRON A. (2006), Relevamiento Forestal. Secretaría de Energía, Refinación y Comercialización de Petróleo, Gas y Derivados - Tablas Dinámicas.

34 MUCHAS GRACIAS