LA BIOMASA COMO RECURSO ENERGÉTICO

Jesús Fernández. Catedrático de Producción Vegetal. GRUPO DE AGROENERGÉTICA

ETSIA Universidad Politécnica de Madrid

Jornada sobre Capacidades de Investigación Pública en la Comunidad de Madrid en Energías Renovables (24 de mayo de 2012)

Líneas estratégicas en Energías Renovables y capacidades de I+D en la Comunidad de Madrid

BIOMASA,

Aparentemente es la mas cercana de

las Renovables, pero en realidad

ES LA MÁS DESCONOCIDA

Biomasa 44,0 %

Eólica 25,2 %

Hidráulica 23,4 %

Solar y otras 7,4 %

BALANCE DE ENERGÍA PRIMARIA EN ESPAÑA EN 2010

132.123 k tep

FUENTE 2010 2020 Incremento PROPORCIÓN (%)

2010 2020

Hidráulica 2,72 2,82 0,10 21,5 13,6

Solar 0,78 3,31 2,53 6,2 15,9

Eólica 3,64 6,24 2,60 28,7 30,0

Geotermia 0,00 0,03 0,03 0,0 0,1

Biomasa 5,53 8,41 2,88 43,6 40,4

TOTAL 12,67 20,81 8,14 100,0 100,0

BIOMASA

Electricidad 0,36 1,05 0,69 6,5 12,6

Apli. Térmicas 3,73 4,65 0,92 67,5 55,3

Biocarburantes 1,44 2,71 1,27 26,0 32,2

TOTAL BIOMASA 5,53 8,41 2,88 100,0 100,0

RESUMEN DE LAS PREVISIONES DEL PER 20010 – 2020

Valores en Mtep

CAMPOS QUE ABARCA EL ÁREAL DE LA BIOMASA

FUENTES - BIOMASA NATURAL

- BIOMASA RESIDUAL

– AGRÍCOLA

– FORESTAL

– GANADERA

– INDUSTRIAL

– URBANA

- EXCEDENTES DE COSECHAS

- CULTIVOS ENERGÉTICOS

BIOCOMBUSTIBLES

- SÓLIDOS

- LIQUIDOS (BIOCARBURANTES)

- GASEOSOS

SECTORES DE USO

- CALEFACCIÓN DOMÉSTICA Y A.C.S.

- CALOR PARA USOS INDUSTRIALES

- ELECTRICIDAD

- TRANSPORTE

- INDUSTRIAS QUÍMICAS

PROCESOS

- MECÁNICOS

- TERMOQUÍMICOS

- BIOTECNOLÓGICOS

- EXTRACTIVOS

APLICACIONES

- COMBUSTIÓN

- MOTORES (de explosión y comb. int.)

- MATERIAS PRIMAS INDUSTRIA QUIMICA

1985

1973

JUNTA DE ENERGÍA NUCLEAR (JEN) • Aplicaciones de isótopos en:

• Estudios básicos sobre fotosíntesis • Estudios sobre y producción vegetal

• Inicio de experiencias producción de biomasa en el CEDER de Lubia (Soria) con cultivos energéticos (pataca)

• Creación de la División de Biomasa

UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE MADRID Grupo de Agroenergética

• Desarrollo del concepto de AGROENERGÉTICA • Primer curso de Agroenergética 1980 • Coordinación del 1er Programa NACIONAL de I+D sobre Agroenergética (1982) • Proyecto AGRENHOL (1980-84) • Inicio de experiencias con cultivos energéticos ( Cardo, Pataca y Sorgo dulce).

-------------------- •Desarrollo de 56 proyectos de I + D obtenidos en Convocatorias Públicas ( 26 de ellos financiados por la UE) • Desarrollo de 36 proyectos de I + D financiados por empresas y Administraciones

CIEMAT Consolidación de la División de Biomasa Desarrollo de proyectos Nacionales y Europeos de I+D sobre aprovechamiento energético de la biomasa • Línea de biocombustibles sólidos • Línea de biocombustibles líquidos • Línea de Combustión • Línea de gasificación • Línea de cultivos energéticos

ÚLTIMOS PROYECTOS DESTACABLES EN BIOMASA • Proyecto de la CM sobre autosuficiencia energética basado en biomasa 2006-07 • Proyecto CARDENER –CM (Programa de Grupos I+D de la Comunidad de Madrid) 2010-14 • Nuevo Fotobiorreactor para producción de microalgas 2010-2012

ÚLTIMOS PROYECTO DESTACABLES EN BIOMASA • “ON Cultivos” (Cultivos energéticos) 2004-11

INICIO DE LA I + D SOBRE BIOMASA EN CENTROS DE LA COMUNIDAD DE MADRID

AUTOSOSTENIBILIDAD EN LA CLIMATIZACIÓN DE LAS INSTALACIONES DEL GRUPO DE AGROENERGÉTICA

El objetivo de este proyecto es demostrar la autosostenibilidad energética de una explotación agrícola, considerando la cadena completa de producción del combustible y aplicación de la energía resultante.

PRETRATAMIENTO DE LA BIOMASA: PICADO Y ASTILLADO

Astillado biomasa herbácea Picado biomasa herbácea

ACONDICIONAMIENTO Y DENSIFICACIÓN

Sistema de molienda y mezcladora

Peletización Productos

Briquetación

Pelets

Briquetas

USOS FINALES

Pellets Briquetas Astillas

Calderas

Secadero

Despachos Laboratorios

Invernaderos

A Fan-coils A Fan-coils

CALDERA CALDERA EQUIPO DE ABSORCION

EQUIPO DE ABSORCION

OPCIÓN A: CALEFACCIÓN EN INVIERNO OPCIÓN B: REFRIGERACIÓN EN VERANO

SISTEMA DE CLIMATIZACIÓN: CALEFACCIÓN/REFRIGERACIÓN

PROYECTO DE GRUPOS DE I + D DE LA COMUNIDAD DE MADRID

CARDENER-CM APROVECHAMIENTO ENERGÉTICO DE LA BIOMASA DEL CARDO Y VALORIZACIÓN DE

SUBPRODUCTOS.

Objetivo Principal: Evaluación de las posibilidades del cultivo del cardo Cynara cardunculus L. para usos energéticos en la Comunidad de Madrid (CM), contemplando aspectos tecnológicos avanzados de conversión energética y de biorrefinería.

CONSORCIO

• GA-UPM - Grupo de Agroenergética de la UPM (COORDINADOR)

• ISE - Grupo de Ingeniería de Sistemas Energéticos de la UC3M

• ICP - Grupo de Catálisis y Petroquímica del CSIC

• IQ - Grupo de Ingeniería Química de la UCM

• QTNOS - Grupo de Quitina/Quitosanos de la UCM

• Valerflu - Grupo de Valorización Energética en Lecho Fluidizado del CIEMAT

• BIOLAB - Laboratorio de Ensayos de Biocombustibles de la UC3M

Productos, co- y sub- productos del cultivo del cardo

CARDENER-CM APROVECHAMIENTO ENERGÉTICO DE LA BIOMASA DEL CARDO Y VALORIZACIÓN DE

SUBPRODUCTOS.

PROYECTO DE GRUPOS DE I + D DE LA COMUNIDAD DE MADRID

LÍNEAS DE INVESTIGACIÓN 1. Prospección de la superficie potencial de cultivo de cardo en la CM (UPM)

2. Producción de cultivo de cardo en condiciones de campo para la obtención de materias primas (biomasa y semillas) (UPM)

3. Combustion de la biomasa de cardo en lecho fluidizado (CIEMAT, BIOLAB-UC3M, ISE-UC3M, IQ-UCM)

4. Gasificación ce la biomasa de cardo con aire en lecho fluidizado (CIEMAT, BIOLAB-UC3M, ISE-UC3M, IQ-UCM)

5. Procesos innovadores en la producción de biodiesel del aceite de cardo y valorización de la glicerina (ICP-CSIC)

6. Biorrefinería y valorización de subproductos por transformación a furfural (ICP-CSIC)

7. Biorrefinería y valorización de subproductos mediante obtención de antioxidantes y fibra alimentaria (QTNOS-UCM)

CARDENER-CM APROVECHAMIENTO ENERGÉTICO DE LA BIOMASA DEL CARDO Y VALORIZACIÓN DE

SUBPRODUCTOS.

NUEVO FOTOBIORREACTOR PARA EL CULTIVO DE MICROALGAS

DESARROLLADO EN LA UPM:

NUEVO FOTOBIORREACTOR PARA EL CULTIVO DE MICROALGAS DESARROLLADO EN LA UPM:

VENTAJAS DEL NUEVO FOTOBIORREACTOR PBRL

1. Aplicable a gran escala (decenas o centenares de ha) a bajo coste.

2. Alta eficiencia en la iluminación de las microalgas inmovilizadas en

el panel

3. Fácil intercambio de gases (CO2 y O2 principalmente) entre el aire y

el medio de cultivo.

4. Refrigeración pasiva del medio por evaporación natural del agua

tanto mayor cuanto mayor sea la temperatura.

5. Cosecha de las algas concentradas ya sea del medio líquido, por

decantación o centrifugación, o del propio panel por raspado.

NUEVO FOTOBIORREACTOR PARA EL CULTIVO DE MICROALGAS DESARROLLADO EN LA UPM:

DATOS SOBRE LA PATENTE DEL NUEVO FOTOBIORREACTOR

Título: Fotobiorreactor laminar para la producción de microalgas

Tipo de protección: Patente con Examen Previo

Titular: Universidad Politécnica de Marid

Inventor: Prof. Jesús Fernández.

Fecha de presentación de la solicitud: 03.05.2010

Fecha de publicación: 20.05.2011

Número de publicación: ES 2 347 515 B2