Densificación y aprovechamiento térmico de biomasas lignocelulósicas

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Antonio López Olivera
hace 7 años
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1 Foro Regional de Sostenibilidad e I+D+i Innovación y Sostenibilidad en el Sector de la Biomasa Forestal Densificación y aprovechamiento térmico de biomasas lignocelulósicas Valladolid, 28 de abril de 2011 David López Torres Director Dpto Biomasa

2 Introducción Aprovechamiento térmico Elementos de una instalación de biomasa (pellet) Normalización del combustible Valoración Económica Ejemplos prácticos Conclusiones

3 Introducción Un proceso de densificación persigue, como la propia palabra indica, aumentar la densidad de la materia prima. Paralarealizacióndeunprocesodedensificaciónenelterrenodela biomasa lignocelulósica, la materia prima a la entrada de dicho proceso deberá estar convenientemente acondicionada (tamaño, humedad, limpieza, etc ). En función de estos parámetros, el producto final tendrá determinadas características y por tanto determinados aprovechamientos.

4 Introducción Qué ventajas tiene la densificación de la biomasa (forestal)? Control de las propiedades físicas: Densidad, Poder Calorífico, Tamaño Este control implicará mejoras en: Transporte, aprovechamiento térmico, almacenamiento

5 Introducción No quiere decir que sólo la biomasa densificada o pelletizada es aprovechable. Cada biomasa, elaborada o no, tendrá sus aplicaciones.

6 Aprovechamiento térmico El aprovechamiento principal al que está orientada la biomasa pelletizada, es al aprovechamiento térmico: el proceso de densificado tiene muchas ventajas, pero también un inconveniente. Al necesitar un proceso de elaboración, será una biomasa más cara. en instalaciones con muchas horas de utilización (8.000 h/año) será más rentable emplear biomasas (forestales) no densificadas (procesos de producción eléctrica o más interesante en cogeneraciones)

7 Aprovechamiento térmico El aprovechamiento térmico de la biomasa lignocelulósica densificada (pellet), se llevará a cabo con calderas de biomasa específicas para combustibles granulados. La densificación, que por un lado encarecerá el coste del combustible, abaratará por otro el coste de la instalación. Los elementos necesarios para trasegar la biomasa pelletizada serán menos costosos y con menos requerimientos. Permitirá por otro lado un mayor control y por tanto una optimización de los parámetros de combustión optimización del combustible y por tanto mayor aprovechamiento y ahorro económico.

Elementos de una instalación de biomasa (pellet) Dentro de los equipos de combustión de pellet, existen distintas calidades en función principalmente de su grado de automatización.

8 Elementos de una instalación de biomasa (pellet) Dentro de los equipos de combustión de pellet, existen distintas calidades en función principalmente de su grado de automatización. La instalación del equipo, su integración en el circuito hidráulico de aprovechamiento del calor (circuito de radiadores, suelo radiante, fancoils, etc ) también jugará un pp papel importante en la optimización del aprovechamiento del combustible.

9 Elementos de una instalación de biomasa (pellet) Caldera: Su diseño será función de la tecnología de combustión Hogar de combustión Intercambiador de calor Sistema de alimentación

10 Elementos de una instalación de biomasa (pellet) Requerimientos deseables para una caldera de biomasa: sistemas de limpieza automática del intercambiador de calor sistema de control de la combustión por sonda lambda (optimización del combustible) grado de automatización similar a las calderas de combustibles fósiles

11 Elementos de una instalación de biomasa (pellet) Silo de combustible: Será necesario un almacenamiento (volumen función de la autonomía deseada) (ejemplo: 30 kw, 7 t/año de pellet, 12 m3 (2,2 x 2,2 x 2,5 m3)) contiguo a sala de calderas (alimentación directa) a max. 20 m de distancia de la sala de calderas (alimentación por aspiración)

12 Elementos de una instalación de biomasa (pellet) Circuito hidráulico: Igual que para una instalación convencional (radiadores, suelo radiante, fancoils, etc ) Muy recomendable el uso de depósitos de inercia T objetivo Sin Inercia Con Inercia

Normalización del combustible El combustible

de densificado, el combustible obtenido podrá

Lo ideal es una normalización del combustible.

13 Normalización del combustible El combustible densificado deberá tener la calidad adecuada a la instalación ejecutada. En función de la materia prima y del proceso de densificado, el combustible obtenido podrá tener distintas calidades. Lo ideal es una normalización del combustible. Una consecuencia de no conocer el combustible empleado puede ser la formación de escorias

14 Valoración económica El uso de la biomasa densificada no sólo tiene ventajas medioambientales, sino también económicas. El empleo del pellet proporcionará importantes ahorros económicos con respecto al empleo de combustibles fósiles. Precio inferior y más estable del combustible (tiene origen local y no está sujeto a conflictos internacionales)

15 Valoración económica Ejemplo bloque de viviendas. Caldera de 300 kw Coste de cambio de caldera por antigüedad (valoración general) Instalación antigua (20 años) Consumo anual en gasóleo l/año Coste gasóleo /año (0,7 /l) /) Instalación de Biomasa Coste de la instalación (llave en mano) Consumo anual en biomasa kg/año Coste anual en biomasa /año (0,2 /kg)

16 Valoración económica Ahorro anual: /año Sobrecoste necesario: = Amortización de la inversión: 4,39 años. No se han considerado: coste de mantenimientos (similares en ambos sistemas) subidas anuales de los combustibles, supuestamente mayores en combustible fósiles, según la tendencia de los últimos años reducción de los años de amortización subvención alguna

17 Ejemplos prácticos Bloque de viviendas en Béjar Bloque de 36 viviendas 300 kw

18 Ejemplos prácticos Casa rural en Zamora 60 kw Integración con instalación solar

19 Ejemplos prácticos Basílica de San Isidoro en León 2x100 kw

20 Ejemplos prácticos Basílica de San Isidoro en León 2x100 kw

21 Conclusiones El empleo de biomasa para usos térmicos proporciona además de beneficios sociales y medioambientales, ahorros económicos importantes. La densificación de la biomasa lignocelulósica mejora su utilización, al facilitar el transporte, el control de sus propiedades y mejorar sus posibilidades de almacenamiento al aumentar su densidad. El empleo de biomasa granulada mejora las posibilidades de las instalaciones: abarata el coste de la instalación facilita la integración. Existen más posibilidades de ubicación de los elementos de la instalación (sistemas por aspiración)

22 Gracias por la atención David López Torres

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