1.2 Introducción a las fuentes renovables y bio-renovables Grupo: CP57 Clave: 2906019 Trimestre: 13-O 1
La información de las siguiente diapositivas fue obtenida de la siguiente referencia bibliográfica: Demirbas, A. Biofuels. Securing the Planet s Future Energy Needs, Springer-Verlag London Limited (2009). Excepto aquellas secciones o figuras donde se indique. 2
Fuentes de energía renovables: Combustibles Materiales biorenovables: lignoceluosicos, semillas, grasas y aceites, desechos de animales y biogas http://www.ecology.com/wp-content/uploads/2011/10/cows524.jpg http://www.greenbusinesstimes.com/wp-content/uploads/2011/03/waste-cooking-oil-to-biodiesel.jpg 3
Fuentes de energía renovables: Combustibles Existen tres modos de utilizar la biomasa como combustible: Proceso de combustión para producir calor y electricidad Producción de gas, como metano, hidrógeno y monóxido de carbono. Conversión a combustibles líquidos (etanol, butanol y metanol). 4
Biomasa Es materia orgánica que ha incorporado la energía solar en forma de energía química a través de la fotosíntesis. 5
Biomasa El uso de biomasa como energía primaria en países industrializados es de aproximadamente el 3%. Las emisiones al ambiente son menores a aquellas que se dan cuando se queman combustibles fósiles. 6
Biomasa Conversión de la biomasa Gasificación y pirólisis Digestión anaerobia Fermentación Conversión de aceites a través de reacciones químicas o procesos enzimáticos. 7
Biomasa Hayes, D. (2009), Catalyst today, 145, 138-151 8
Bioalcoholes Etanol: producto de la fermentación de azúcares, almidones y material lignocelulósico Etanol puede ser combinado con la gasolina. Algunos paises tiene la mezcla E10 (10% etanol). El uso de E85 (85% etanol) requiere de ciertos cambios en los motores de los autos. 9
Bioalcoholes Etanol 10
Bioalcoholes Butanol, etanol y acetona (no alcohol) 11
ABE 12
Bioalcoholes Etanol y xilitol 13
Producción de xilitol 14
Bioalcoholes Metanol Uso como combustibles en automóviles. Co-producto en la producción de carbón vegetal Actualmente metanol se produce a través de gas de síntesis, el cual deriva del gas natural, carbón, petróleo en presencia de catalizadores metálicos El posible producir gas de síntesis utilizando biomasa 15
Bioalcoholes Metanol 16
Bio-aceites Puede obtener por un calentamiento rápido de biomasa seca en una reactor de lecho fluidizado seguido de su enfriamiento. Los residuos pueden ser sujeto de combustión (alquitrán y gases), mientras los bio-aceites son enfriados y condensados. http://www.ars.usda.gov/images/docs/19898_20103/biomass-pyrolysis-research-fig-2.gif http://www.biochar-international.org/sites/default/files/bio-oil1_f.jpg 17
Biodiesel Conversión de cadenas largas de esteres de aceites vegetales o animales en combustible (biodiesel). Materias primas Aceites vegetales Aceites de residuos de cocinas 18
Biodiesel El propósito de la transesterificación es reducir la viscosidad del aceite. La transesterificación es un proceso relativamente barato para transformar cadenas largas en moléculas con cadenas más cortas. Características importantes del biodiesel: Densidad Viscosidad Acidez Punto de nube volatilidad 19
Fisher Tropsh Conversión de gas de síntesis en cadenas largas de compuestos orgánicos. El gas de síntesis se puede producir de la combustión de la biomasa. Reacciones químicas 20
Biogás Biogás en amigable con el ambiente, limpio, barato y versátil Principalmente es una mezcla de metano y dióxido de carbono, productos de la digestión anaerobia de biomasa, fango, residuos de animales e industrial effluents https://encryptedtbn1.gstatic.com/images?q=tbn:and9gctgsog0oq3yybsfvmeq3v5rp_g3ny6kufe9kitjvjbpx929385d 21
Biogás Cómo se produce? 22
Biohidrógeno Producto primario producido de agua. Utilizado en celdas de combustible No produce dióxido de carbono 23
Biohidrógeno 24
3ra generación La necesidad creciente por fuentes alternativas de energía y la limitación de tierras agrícolas para la producción de cultivos energéticos, llevan a poner en práctica tecnologías que podrían utilizar la biomasa acuática, no sólo para la producción de biocombustibles como el biodiesel bioetanol biogas biohidrógeno 25
3ra generación La biomasa acuática, en particular algas, tienen un enorme potencial para ser una fuente sustentable de biomasa para la producción de una enorme gama de productos, debida a los siguientes atributos: No requieren de suelo agrícola para su cultivo (no compiten con los cultivos básicos en la cadena alimenticia del mexicano) Utilizan las corrientes de desechos de CO2 (captura de CO2), lo que reduce en gran medida el calentamiento global El consumo de agua llega a ser 99% menos que la agricultura convencional Presentan productividades mucho mayores que los cultivos terrestres 26
3ra generación Cultivo Productividad Energía Ton/ha. año GJ/ha. año Trigo (semilla + paja) 11 170 Miscanthus 16 270 Pasto 10 180 Microalga (optimizado) 60 1200 Microalga (teórico) 120 2400 27
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Tarea Leer las secciones 2., 2.1, 2.2 y 2.3 Hacer un resumen y un mapa conceptual de la información resumida. Recomendación: Bajar el programa cmap tools http://cmap.ihmc.us/download/ 29
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