PLANTAS DE BIOMASA Pablo García Arribas 2017

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1 PLANTAS DE BIOMASA Pablo García Arribas 2017

2 1. PRESUPUESTO DE UNA CENTRAL DE BIOMASA EN ESPAÑA En la tabla que a continuación se muestra, se detallan, de manera aproximada, los costes requeridos para una central de biomasa. TOTAL ( ) % SOBRE EL TOTAL TOTAL CON MÁRGENES ( ) INGENIERÍA ,12% ,12 COSTES DE LOS TERRENOS 0 0,00% 0 OBRAS DE CAPTACIÓN DE AGUA 0 0,00% 0 OBRAS DE VERTIDO 0 0,00% 0 GESTIÓN DE PERMISOS ,12% ,5186 OBTENCIÓN DE LICENCIAS MUNICIPALES ,19% ,9824 LÍNEA ELÉCTRICA PRINCIPAL 0 0,00% 0 MOVIMIENTO DE TIERRAS ,69% ,538 NAVE DE ALMACENAMIENTO + PRETAT ,34% ,69 OBRA CIVIL ,64% ,86 CALDERA COMPLETA ,34% CICLO AGUA-VAPOR ,81% ,3 TURBINA DE VAPOR + GENERADOR ,76% ,17 SISTEMA DE REFRGERACIÓN PRNCIPAL ,14% ,287 SISTEMA CONTRA INCENDIOS ,48% ,82 PLANTA DE AIRE COMPRIMIDO ,12% ,9922 PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUA ,01% ,138 PLANTA DE TRATAMIENTO DE EFLUENTES ,08% ,8982 SISTEMAS ELÉCTRICOS ,24% ,909 SISTEMA DE CONTROL ,01% ,138 MONTAJE MECÁNICO ,21% ,65 PUESTA EN MARCHA ,68% ,011 TOTAL % Tabla 1: CAPEX para una central de biomasa La continua mejora de los procesos de producción y fabricación, experiencia y otros factores, pueden ayudar a disminuir el CAPEX de una central de biomasa y así, aumentar la rentabilidad de los proyectos. Pablo García Arribas 2

3 2. CANTIDAD DE ORUJILLO DE ACEITUNA QUE REQUIERE UNA PLANTA DE BIOMASA DE 20MW AL AÑO Para calcular la cantidad de combustible (orujillo de aceituna) necesario para 20MW se ha partido de los datos del PCS (Poder Calorífico Superior), de la disponibilidad y del rendimiento: PCS orujillo ( KJ ) = (KJ ) Kg Kg PCS agua ( KJ ) = 2450 (KJ ) Kg Kg Disponibilidad del 80%. Rendimiento del 25%. Primero, se calcula la energía térmica necesaria al año: E ( MWh P planta 8760 D ( año ) = 1 año E ( MWh 20MW ,8 año ) = 1 año E ( MWh ) = (MWh año año ) El combustible está compuesto por un 70% de orujillo de aceituna y un 30% de agua. Para conseguir el PCI (Poder Calorífico Inferior) del orujillo, primero necesitamos evaporar el agua contenida en el combustible. Para calcular el PCI utilizaremos la siguiente fórmula: PCI orujillo ( KJ Kg ) = PCS orujillo C orujillo PCS agua C agua C H2 agua ( P H2O 2 ) C orujillo PCS agua Donde: PCI orujillo = poder calorífico inferior del orujillo. PCS orujillo = poder calorífico superior del orujillo. C orujillo = porcentaje de orujillo en el combustible. PCS agua = poder calorífico superior del agua. C agua = porcentaje de agua en el combustible. C H2 agua = Porcentaje de hidrogeno contenido en el agua. P H2O = peso atómico del agua. PCI orujillo ( KJ ) = (KJ ) 0, (KJ ) 0,3 0,06 (18) 0, (KJ Kg Kg Kg 2 Kg ) 1 ) ƞ 1 0,25 PCI orujillo = 10938,9 ( KJ Kg ) Pablo García Arribas 3

4 Sabiendo que 1KJ = 1 KWs Kg y pasando los segundos a horas, obtenemos un PCI orujillo = 3,0385 ( KWh Kg ). Por último, calculamos la cantidad de combustible necesaria en un año. Biomasa ( Kg MWh año ) = E ( ) año PCI orujillo ( MWh Kg ) Biomasa ( Kg año ) = ( MWh ) año 0, ( MWh Kg ) Biomasa ( Kg año ) = 1, ( Kg año ) 2.1. Es posible construir una central de biomasa de 200MW? Hay varios factores que influyen en la posible realización de una planta de estas dimensiones. En primer lugar, tenemos que conseguir la financiación necesaria. Siendo un proyecto ambicioso y novedoso, podemos asumir que conseguimos el capital para el proyecto. En segundo lugar, tenemos la problemática de la adquisición, logística y coste del combustible necesario para un año de operación. Utilizando las mismas fórmulas y datos del apartado anterior y para una central de 200MW, la cantidad total de combustible anual sería de 18, ( Kg ), o lo que es lo mismo, toneladas al año. año Una cuenta rápida nos hace ver que hay que transportar a la planta alrededor de 6319 toneladas diarias. Los permisos para el transporte, estudio de las rutas o el alquiler de los camiones requiere tanto trabajo y dinero, que solo eso ya hace inviable la construcción de una planta de 200MW. Además, el coste de la materia prima sería tan elevado que no se recuperaría la inversión. A 60 /ton, el precio del combustible ascendería a un total de anuales, algo que está totalmente fuera de lugar. Pablo García Arribas 4

5 3. INDICAR TRES PROBLEMAS TÉCNICOS DE UNA PLANTA DE BIOMASA Para encontrar el primer problema en una central de biomasa, tenemos que fijarnos en su corazón, es decir, la caldera. La tecnología asociada a la caldera aún no está totalmente desarrollada y unido a su gran coste, hace que tengamos que ahorrar dinero para asegurar la rentabilidad de la central. La combustión de la materia prima de una central de biomasa no está del todo controlada, originando variaciones en la presión y en la temperatura. A esto se le unen ciertos componentes químicos, como pueden ser el potasio o el cloro, originados en la quema de biomasa, que pueden producir corrosión en diferentes puntos de la caldera. Otro tema importante es el de la logística. Transportar el combustible desde largas distancias puede llegar a sugerir que, a causa de la contaminación producida por los vehículos de transporte, la biomasa pierda su condición de energía limpia. Además, conseguir los permisos de transporte puede ser una tarea muy tediosa y con un alto coste, que podría disminuir la rentabilidad de la planta. Por último, hay que mencionar que una mala combustión de la biomasa puede producir monóxido de carbono y otros gases y puede afectar gravemente a la salud de los operarios de la central y, a un nivel residencial, puede afectar negativamente a familias que tengan en su domicilio una caldera de biomasa instalada. Pablo García Arribas 5

6 4. COSTES DE EXPLOTACIÓN DE UNA CENTRAL DE BIOMASA DE 20MW Los costes de explotación se pueden calcular, considerando un CAPEX = obtenido en la primera tabla, de la siguiente manera: - Alrededor de 25 personas contratadas en la central, con un sueldo medio de y Repuestos valorados entre y Obsolescencia de los equipos y Subcontratos alrededor de y Gastos no previstos entre y Finalmente, se aplica un margen de venta del 20%, sobre los costes directos. Estimación a la baja Estimación al alza Estimación media Personal Repuestos Obsolescencia Subcontratos Gastos varios COSTES DIRECTOS Tabla 2:OPEX para una central de biomasa - El coste del combustible por MWh generado, tomando un precio de 60 ( ) de orujillo y la cantidad de combustible calculada en el apartado 2 da un valor de ton ) ton Biomasa ( ton 60 ( ) = MWh 20MW Biomasa ( MWh ) = 78,98 ( MWh ) Pablo García Arribas 6