recursos bioenergÉticos
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RECURSOS BIOENERGÉTICOS
Francisco Córdoba García
Nerva, noviembre 2000
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EL PROBLEMA ENERGÉTICOY AMBIENTAL
•Las fuentes tradicionales deenergía son limitadas.
•Generan desequilibrios socio-económicos
•Su uso provoca gravesproblemas ambientales.(contaminación, efectoinvernadero, residuos...).
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EL IMPACTO ECOLÓGICO DELOS SISTEMAS ENERGÉTICOS
Contaminaciónpor
EólicaGas
naturalNuclear Carbón Petróleo Lignito
Calentamientoglobal
1 22 0 25 22 30
Disminución dela capa de
ozono3 1 7 3 85 1
Metalespesados
4 4 2 64 21 5
Sustanciascarcinógenas
1 3 0 12 80 4
Niebla deinvierno
0 0 0 16 17 67
Niebla deverano
3 8 1 7 80 1
Impacto ambiental de los sistemas de producción de energía eléctrica.
Fuente: Instituto para la diversificación y ahorro de la energía
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LAS ENERGÍAS ALTERNATIVAS
SolarEólica
Hidráulica
Mareal
Biomasa
Geotérmica
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¿QUÉ ES LA BIOMASA?
• La biomasa es el conjunto demateriales orgánicos generados a partirde la fotosíntesis, o bien producidos enlas cadenas biológicas.
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LA BIOMASA COMO RECURSOENERGÉTICO
• Beneficios socioeconómicos: favorece eldesarrollo económico rural, la creación de empleo,contribuye a reducir desigualdades, la tecnologíapuede ser desarrollada localmente, estimula laproducción privada de energía, etc.
• Beneficios ambientales: mitiga el cambioclimático, reduce la lluvia ácida, la contaminaciónde aguas, posibilita el uso productivo de tierrasmarginales, etc.
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CADA VEZ MÁS INTERÉS...
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...TAMBIÉN EN ESPAÑA...
CEDER: Centro deDesarrollo de EnergíasRenovables (Lubia-Soria)
Actividades.•Cultivos energéticos•Selección de variedades•Mejora de productividad•Plantas piloto deconversión termoquímica•Plantas piloto de obtenciónde biocombustibles líquidos
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...y ANDALUCÍA
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TIPOS DE BIOMASA
Biomasa fósilBiomasa residualBiomasa energética
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BIOMASA RESIDUAL
• Tipos de residuos
Residuos agrariosResiduos agrícolasResiduos forestalesResiduos ganaderos
Residuos industriales
Residuos urbanosResiduos sólidos urbanosAguas residuales urbanas
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BIOMASA ENERGÉTICA
• Cultivos tradicionalesCereales, caña de azúcar, remolacha, etc. Plantaciones forestales
• Cultivos poco habitualesCardos, chumberas, agaves, helechos, etc.
• Cultivos acuáticosAlgas
• Plantas productoras de combustibles líquidosPalmeras, euforbias, ricino, etc.
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TRANSFORMACIÓN DE LABIOMASA EN ENERGÍA
BIOMASA
EXTRACCIÓNDIRECTA
PROCESOSTERMOQUÍMICOS
PROCESOSBIOQUÍMICOS
COMBUSTIÓN GASIFICACIÓN PIROLISIS FERMENTACIÓNALCOHÓLICA
DIGESTIÓNANAEROBIA
Combustiblesdiversos
CalorElectricidad
Gas pobreGas de síntesis
Combustiblesdiversos
Etanol Metano
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EXTRACCIÓN DIRECTA
BIOMASA
Extracción condisolventesorgánicos
Aceites
Hidrocarburos
Residuos ricos enproteínas e
hidratos de carbono
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COMBUSTIÓN
BIOMASA
Cámara de combustión
Turbo compresor
Energía eléctrica Calor
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GASIFICACIÓN
BIOMASA
Gases pobres
Gases de síntesis
aire
O2, H2O
Horno
ElectricidadVapor
Gasolinasy otros
combustibleslíquidos
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PIRÓLISIS
BIOMASA Pirólisis
Fracción gaseosa(hidrocarburos,
otros gases)
Fracción sólida(carbón de madera)
Fracción líquida(aceites,
otros productos)
(30-35%)
(20%)
(20%)
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FERMENTACIÓN ALCOHÓLICA
Pretratamiento de la biomasa
Hidrólisis
Fermentación alcohólica
Destilación
Etanol
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LOS BIOCOMBUSTIBLES
•Los biocombustibles son alcoholes, éteres, ésteres y otrosproductos derivados de la celulosa.•Son útiles para generar electricidad y para el transporte.•A diferencia del petróleo son renovables y generan menoscontaminación atmosférica.•Los principales son el bioetanol y el biodiesel.
BIOETANOLEs un alcohol que se usaen combinación con lagasolina (Gasohol).
BIODIESELEs un conjunto deésteres que se usa encombinación con elgasóleo, o solos.
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DIGESTIÓN ANAEROBIA
BIOMASA
Fermentaciónmicrobianaanaerobia
Lodo
FertilizantesPiensos
Biogas
Combustible(metano)
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BIOGAS PRODUCIDO ENVERTEDEDEROS
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RECURSOS BIOENERGÉTICOS
Recomendaciones generales.
1. Aprovechar las oportunidades de fomento y financiación
internacional para la promoción y el desarrollo de la
utilización de la biomasa para la generación de energía.
2. Ampliar el reconocimiento de la biomasa como una fuente
energética moderna en el contexto rural, para la generación
de energía térmica y eléctrica y consolidar el desarrollo
tecnológico en este campo.
3. Reforzar la presencia y actuación institucional en bioenergía
e identificar mecanismos de coordinación intersectorial
(energía, agricultura, medioambiente, economía, desarrollo
rural, entre otros).
Reunión General sobre Biomasa para la Producción deEnergía y Alimentos (La Habana, Cuba, 1997)
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PLAN DE FOMENTO DE LASENERGÍAS RENOVABLES (1999)
1. Objetivo: en el año 2010, las energías renovables deben cubrir el 12% dela demanda total de energía en España. Supone duplicar el uso actual.2. Se consideran las energías hidráulica, biomasa, biogás, biocarburantes,residuos sólidos urbanos, eólica, solar (térmica, pasiva y fotovoltaica).3. Se le asigna una importante contribución a la energía de biomasa, quedebe incorporar nuevas formas de utilización y de obtención.4. Se impulsan políticas más activas de eficiencia energética y protecciónmedioambiental.5. El Plan se acompaña de un conjunto de medidas basadas en la inversiónpública y ayudas al sector privado mediante diversas subvenciones.
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CONSUMO DE ENERGÍAPRIMARIA EN ESPAÑA (1998)
Fuente: Secretaría de Estado de Industria y Energía. IDAE.
Renovables(6,3%)
E.Nuclear(36,3%)
Pétroleo(54,1%)
Carbón(15,5%)
Gas(10,4%)
Solar (eléc)(0,2%)
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PRODUCCIÓN DE ENERGÍASRENOVABLES EN ESPAÑA (1998)
Fuente: Comisión consultiva de ahorro y eficiencia energética. IDAE.
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
kte
p
Hid
(>10
MW
)
Hid
(<10
MW
)
Biom
asa
RSU
Eólica
Solar F.V
.
Producción eléctrica Producción térmica
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
kte
p
Bio
mas
a
Sola
r T.
Geo
term
ia
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PLAN DE FOMENTO DE LASENERGÍAS RENOVABLES (1999)BIOMASA:Cultivos energéticos lignocelulósicos de tipo herbáceo (cardo) entierras de secano, y de tipo leñoso (eucaliptos) en zonas de regadío osecanos de alto potencial.Biomasa residual:
•Residuos agrícolas de cultivos herbáceos, principalmente la pajade cereal, así como los residuos de la recolección del girasol,colza y algodón.•Residuos agrícolas de cultivos leñosos, olivar, viñedo, especiesfrutales y residuos de poda.•Residuos forestales procedentes de las cortas y aprovechamientode las masas forestales.•Residuos de las industrias forestales (aserrado, chapa, tableros)y de fabricación de pasta y de segunda transformación.•Residuos de industrias agroalimentarias (almazaras enAndalucía).
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PLAN DE FOMENTO DE LASENERGÍAS RENOVABLES (1999)
BIOGÁS:Residuos ganaderos de explotaciones intensivas, de la fracciónorgánica de los R.S.U., de vertederos controlados, de la digestiónanaerobia de los lodos de las E.D.A.R. y del tratamiento anaerobiode residuos de instalaciones industriales.
BIOCARBURANTES:•Bioetanol: cereales (trigo blanco, cebada, maíz), remolacha yexcedentes vinícolas (finales de 1.999: 1ª planta industrial debioetanol en Escombreras).•Biodiesel: ésteres metílicos de plantas oleaginosas (girasol,colza).
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UNA VISIÓN DE FUTURO
- Uso sostenible de laenergía.- Reducción de lacontaminación.- Reciclado de nutrientes:
• Los residuos de unproceso sirven comoinicio del siguienteproceso.• No aumento delefecto invernadero.
- Nuevos procedimientos ymateriales basados en labiomasa.