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Primer Taller sobre la Cogeneración con Sistemas Híbridos para Electrificación Rural

RELATORÍA

PRIMER TALLER SOBRE LA COGENERACIÓN CON SISTEMAS HÍBRIDOS PARA

ELECTRIFICACIÓN RURAL: INTRODUCCIÓN A LAS ENERGÍAS RENOVABLES, SISTEMAS DE

INFORMACIÓN GEOGRÁFICA

Y GASIFICACIÓN DE BIOMASA.

Índice

Introducción 2

Bienvenida y presentación de los participantes 2

Presentación: El Centro Multifuncional Quiebra Seca para la ciencia,

la tecnología y la protección ambiental de Guamá. 2

Presentación: El Centro de Investigaciones Energéticas Medioambientales

y Tecnológicas, CIEMAT 3

Presentación: Trayectoria y estrategia de SODEPAZ en Cuba. 3

Presentación: La Sociedad Cubana para la Promoción de las Fuentes Renovables

de Energía y el Respeto Ambiental, CUBASOLAR. 3

Conferencia: Proyecto HYBRIDUS: Cogeneración de energía, eléctrica

y térmica, mediante un sistema híbrido biomasa-solar, para explotaciones

agropecuarias en la Isla de Cuba.

4

Conferencia: Energías Renovables y Sistemas de Información Geográfica I 4

Conferencia: Energías Renovables y Sistemas de Información Geográfica II 5

Conferencia: La biomasa como combustible 8

Conferencia: Proceso de gasificación y tecnologías 9

Conferencia: Depuración del gas de gasificación 10

Conferencia: Usos del gas aria 13

Conferencia: Ejemplos de instalaciones en España 14

Intercambio de experiencias 15

Anexo 1 Fotos del Taller 16


Introducción

El Taller sesionó entre los días del 21 al 24 de junio 2016 en el Centro Multifuncional Quiebra

Seca, del Municipio GUAMÁ en la provincia Santiago de Cuba (ver programa anexo 1), en él

participaron representantes del Frente de Proyectos, La ONURE, la Universidad y CUBASOLAR.

Por la parte española participaron dos investigadores del CIEMAT y un coordinador técnico de

la ONG SODEPAZ.

El proceso de capacitación se realizó en dos sesiones, en las mañanas se recibieron

conferencias de los especialistas del CIEMAT e intercambios de experiencias con especialistas

cubanos, esto tuvo lugar en el Centro Multifuncional, en la tarde se realizaron visitas de campo

para conocer procesos de energización con Fuentes Renovables de Energía, fotovoltaica,

biogás y gasificación de madera.

Martes 21 de junio

Actividades

Bienvenida y presentación de los participantes

Ing. Otto Escalona, Vicepresidente de Proyectos y Desarrollo de la CUBASOLAR da la

bienvenida a los participantes, luego Sergio Escriche, coordinador técnico de SODePAZ,

también da la bienvenida y facilita una ronda de presentaciones y expectativa para que los

participantes se conozcan mejor.

La composición: participaron 28 personas: dos profesores, el coordinador de SODEPAZ y 25

estudiantes cubanos; la participación fue mayoritariamente masculina: 8 mujeres y 20

hombres. La mayoría de los participantes son de formación ingenieros e ingenieras. Estuvieron

representadas 8 de las 14 provincias del país: las cinco provincias orientales, más Camagüey,

Cienfuegos y La Habana. (Ver anexo 2 lista de participantes)

Las expectativas: rondan las necesidades de conocer, aprender sobre gasificación,

intercambiar experiencias, pasarla bien, armar una red con los participantes y otras.

1- Presentación: El Centro Multifuncional Quiebra Seca para la ciencia, la tecnología y la

protección ambiental de Guamá.

Mariano Gómez, Presidente de la Delegación de CUBASOLAR en Santiago de Cuba, hizo un

breve recorrido por la historia del municipio Guamá resaltando importantes hitos que tuvieron

impacto relevante en la historia patria desde la época de la colonia hasta la actualidad.

Presentó los resultados del proceso de Solarización territorial que se lleva a cabo en el

municipio por CUBASOLAR en coordinación con el Gobierno municipal y sus principales

resultados en las mejoras de las condiciones de vida del territorio, donde se destacó el Centro

Multifuncional como eslabón importante en el desarrollo del territorio por ser una entidad de

investigación, capacitación y producción.

La MSc. Soraya Pupo recuerda que el 21 de junio, se conmemora el día del trabajador forestal

una fecha de significación ambiental lo que puede servir de inspiración a este taller.


2- Presentación: El Centro de Investigaciones Energéticas Medioambientales y

Tecnológicas, CIEMAT

Dr. Javier Domínguez Bravo, Científico Titular del CIEMAT, contó que el CIEMAT es un centro

de investigación pública de origen nuclear que ha ido incorporando otras temáticas como las

Fuentes Renovables de Energía, los mapas de información geográfica, el desarrollo local, los

estudios sociotécnicos etc. También habló acerca de las relaciones del CIEMAT con Cuba,

fundamentalmente en la formación de expertos y algunas investigaciones, principalmente con

instituciones del sector nuclear cubano, las universidades, y otras entidades como

CUBASOLAR, CUBAENERGIA y otras.

Por otra parte mostro la visión del CIEMAT y datos básicos de sus recursos humanos, ingresos,

las áreas científicas, el perfil de actividades que realiza la organización, centros que lo integran

y la estructura del departamento de energía así como un recorrido por las instalaciones de

referencias del CIEMAT, destacándose la Plataforma Solar de Almería donde se prueban

diversas tecnologías para la concentración de calor, generación de electricidad y el tratamiento

del agua así como otras instalaciones donde se estudia la arquitectura bioclimática, la eólica la

energía del mar y la gasificación de la biomasa entre otras.

Luego presentó al Grupo de tecnologías de la Información Geográfica e Integración de Energía

Renovable, gTIGER, sus líneas de investigación y algunas experiencias e instrumentos de

trabajo de este grupo.

3- Presentación: Trayectoria y estrategia de SODEPAZ en Cuba.

Sergio Escriche, coordinador técnico de Proyectos de SODePAZ, que es SODEPAZ, objetivos,

visión, misión y como se organizan, hace una amplia referencia a todas las actividades de

SODePAZ a nivel mundial y específicamente de su labor Palestina y Cuba, en esta segunda por

más de dos décadas, en las que ha colaborado con CUBASOLAR, desde su fundación,

trabajando en diversos proyectos de electrificación rural y solarización territorial, por ejemplo

el caso de Guamá.

4- Presentación: La Sociedad Cubana para la Promoción de las Fuentes Renovables de

Energía y el Respeto Ambiental, CUBASOLAR.

El MSc. Alois Arencibia Aruca, especialista en proyectos de CUBASOLAR, hizo un recuento de

la historia de CUBASOLAR y su impacto en el cambio de mentalidad del país, lo cual se expresa

en la proyección del país al 2030, se propone generar con Fuentes Renovables de Energía el

24% de la electricidad del Sistema Electro Energético Nacional.

El MSc. Gustavo Fernández Salva de la ONURE Guantánamo, para complementar lo

presentado acerca de la historia de CUBASOLAR, expone sus vivencias en la Comisión Nacional

de Energía en la que se instalaron más de 20 Minihidroeléctricas y que luego de su

desaparición CUBASOLAR fue la organización que asumió la bandera de la promoción de las

Fuentes Renovables de Energía y exponiendo algunos ejemplos de la etapa que inició en el

1994 como la fabricación de los arietes hidráulicos y su aplicación en la agricultura siendo el

CITA de Camagüey el centro líder en las temáticas de bombeo con Fuentes Renovables de

Energía.


El Dr. Javier Domínguez Bravo comienza el ciclo de 3 conferencias

1- Conferencia: Proyecto HYBRIDUS: Cogeneración de energía, eléctrica y térmica,

mediante un sistema híbrido biomasa-solar, para explotaciones agropecuarias en la Isla

de Cuba.

Este proyecto es el marco donde se van a desarrollar estos talleres de capacitación, está

siendo financiado por la AECID y está considerado por el CIEMAT como proyecto de mucha

importancia para la institución. Responde al convenio de colaboración CIEMAT - CUBASOLAR y

está inducido por SODEPAZ.

El proyecto propone traer a Guamá una experiencia piloto e innovadora, la cogeneración con

dos tecnologías hibridadas, la fotovoltaica y la gasificación, para estudiar si la solución que se

logra entronca con las necesidades de la población meta.

El proyecto tiene dos componentes uno de capacitación a los agentes locales que participarían

en el proceso de instalación y gestión de esta tecnología y el otro es la modelación del sistema

híbrido, para ver como debiera funcionar a partir del estudio de la demanda y la existencia de

recursos locales.

En el caso de los talleres, el primero tienen carácter introductorio se trabajará

fundamentalmente la planificación, los Sistemas de Información Geográfica, la electrificación

rural y una introducción a la gasificación de la biomasa. El segundo, estaría orientado a la

fotovoltaica y a la simular el sistema con una aplicación informática de libre distribución. El

tercer taller, estaría dedicado fundamentalmente a la biomasa y el cuarto taller, sería una

visita al CEDER en España para conocer de cerca el funcionamiento de estos sistemas híbridos.

2- Conferencia: Energías Renovables y Sistemas de Información Geográfica I

Habló que el curso estaría atravesando por dos realidades; la planificación y generación

centralizada y la del desarrollo local con una planificación descentralizada y una generación

más distribuida y que ambas visiones pueden ser complementarias pues son de mucha

importancia. Aunque en el taller el foco estará más centrado en lo local.

La conferencia inició por una introducción a qué son las fuentes renovables de energía y cuáles

son las tecnologías que hoy se están utilizando en el mundo. Los conceptos recursos

renovables, la sostenibilidad, la democratización de la energía, el acceso universal a la energía,

y otros.

Las tecnologías de la información geográfica, sus orígenes están en la necesidad humana en el

uso del espacio y el territorio, los mapas y la localización. La geografía y la cartografía han

evolucionado en el tiempo hacia los Sistemas de Información Geográfica, que no es más que la

combinación de fuentes de información provenientes de censores satelitales con soluciones

más tradicionales de levantamiento de información como la cartografía y la utilización de

bases de datos muy potentes para extraer la información geográfica, que permitan leerlos e

interpretarlos.

En la cartografía y en la energía las tecnologías están transformando el papel del consumidor

en consumidor y productor a la vez, PROSUMER, el primero produce contenidos, aporta datos,

el segundo inyecta energía al sistema.


Los Sistemas de Información Geográfica (SIG), es una caja de herramientas para

almacenamiento con capacidad de análisis de los datos y mapas, debe tener la capacidad para

interrogarlos, que responden a “dónde” están los recursos, las rutas, etc. Es necesario

identificar las fuentes fiables de información para que el Sistemas de Información Geográfica

(SIG) dé respuestas con valor para la toma de decisiones.

Visita a las instalaciones de bombeo de agua y electrificación fotovoltaicas del Proyecto

Solarización de Guamá.

Miércoles 22 de junio

3- Conferencia: Energías Renovables y Sistemas de Información Geográfica II

Hace un resumen de las presentaciones del día anterior en el que de alguna forma se mostró

que los SIG permiten triangular el espacio con las necesidades y las FRE.

Los impactos ambientales del modelo petrolero vigente ha generado la necesidad de

transformar el modelo energético por uno basado en FRE que beneficie directamente a la

población.

Los SIG, tienen la posibilidad de modelar escenarios prospectivos, para clarificar incertidumbre

para planificar el futuro en la medida que se puede diferenciar una variable, dentro del

sistema, tales como demanda, disponibilidad de recurso, las características de las propias FRE,

etc.

Los SIG permiten modelar los mapas de recursos renovables del territorio.

Cita algunas experiencias en España colombio, Cuba donde se han modelado canastas

energéticas basadas en FRE.

Explica 2 proyectos de gTIGER, el gSolarRoof generar electricidad aprovechando los techos de

la ciudad con FV y el IntiGIS para modelar costos de electrificación con diversas tecnologías

según la situación dada o caso de r referencia.

En el primero se propone aprovechar la energía solar que llega a los techos de la ciudad

compartiendo las posibilidades de las viviendas y otros centros de producción y servicios de

forma inteligente, para esto se requiere conocer el modelo urbano y las necesidades sentidas

de la comunidad.

Se aplicó en un municipio en la Sierra al norte de Madrid, con un ayuntamiento favorable al

uso de las FRE. Se utilizó una metodología convencional, utilizando información publica del

catastro nacional y mapas satelitales para conocer la morfología de la ciudad. En este caso se

combinó la morfología de los edificios con los mapas de radiación solar del territorio y lo

parámetros técnicos requeridos para instalar los sistemas fotovoltaicos, los que estaría

arrojando un mapa de la superficie de instalación de los paneles FV, la potencia instalada y la

energía que se pudiera obtener en un ano.

El resultado permite conceptualizar al municipio como una central FV de generación

distribuida de x kW


Preguntas y comentarios.

Se pregunta por la Ordenanza solar de Barcelona, por tecnologías fotovoltaicos y sobre los

requerimientos tecnológicos para hacer estos estudios de modelación.

Alois, comenta la importancia de la participación de planificación física en estos talleres.

Gustavo Fernández, explica la propuesta de la ONURE para vender sistemas FV a personas

naturales.

Otto Escalona, explico la apuesta que está haciendo CUBASOLAR por edificios: instituciones,

viviendas, de energía positiva, teniendo en cuenta que la sumatoria de todos los aportes

pudieran contribuir a un municipio de energía positiva y la importancia de estos estudios para

proyectar estos modelos.

Continua la conferencia

El proyecto IntiGIS, consistió en la utilización del sistema de igual nombre, para evaluar , hasta

ahora 7 tipos de tecnologías de FRE, para ellos se introducen los parámetros de las distintas

tecnologías y las características del caso de referencia, localidad o lugar de emplazamiento de

la tecnología, además se introduce como imputs, según las tecnologías, el mapa del recurso

energético correspondiente, si son solar , el mapa de radiación, etc.; el mapa de la demanda

que, es equivalente a la densidad de población; el mapa de la infraestructura energética

existente, la red eléctrica en el caso de la electrificación y los parámetros generales del

mercado energético en cuestión el precio de la electricidad, el precio del kW instalado por

cada tecnología de estudio etc.

El IntiGIS genera simulaciones y escenarios que permiten conocer cuál es la tecnología más

competitivo para realizar los proyectos de energización según el caso de referencia.

El InstiGIS, permite variar parámetros y extraer información de análisis sobre la gestión del

sistema, qué medidas se deben tomar para que el la tecnología que se estudios funcione con

mayor eficiencia, etc. Se puso como ejemplo la aplicación del Intigis en el Municipio Cobán en

Guatemala.

Preguntas y comentarios

Preguntas sobre el origen de los mapas de recursos energético: deben ser obtenidos en el

territorio como insumo del proceso de modelación; la base de cálculo de la demanda, la

radiación etc.: es anualizado, en base al consumo anual o se puede modelar una demanda

común para todas las viviendas, cantidad y tiempo de consumos de bombillos, televisor ,

refrigerador, etc.; el costo de electrificación equivalente que es y para que se utiliza en el

sistema: es parte de los costos que se introducen para calcular el costo anual de la

electrificación, ejemplo el costo del km de electrificación, este es uno de los elementos de

análisis para el estudio de sensibilidad entre tecnologías ellos da en costo del kW/ instalado. Al

final da todos los costes del sistema tecnológico a instalar: mantenimiento, instalación, etc.,

anualizados entre tiempo de vida.

El IntiGIS, no es un sistema para el dimensionado de las tecnologías, es para el análisis de

escenarios.

En base a este sistema se ha trabajado en Cuba dos tesis doctorales.


La Tarea que trae el curso es modelar escenarios en Guama para las tecnologías hibridas que

se está proponiendo, y ya hay un mapa del territorio que debe ser completado para modelar el

sistema hibrido que se está promoviendo y luego hacer generalizaciones para todo el oriente

cubano.

Inés María Toledano, recomienda incorporar en el mapa de Guama, la hidroenergía los grupos

electrógenos lo que completaría la información de los escenarios que se puedan modelar.

Otto Escalona, pone el ejemplo de un sistema hibrido de diesel con FV, que se construyó para

mantener la vitalidad de un centro de salud en Ocujal del Turquino, que además está en

condiciones para incorporar una mini hidroeléctrica que se está modernizando, esto permite

desarrollar un hibrido novedoso en cuba de tres tecnologías. También explico como la

interconexión de las mini hidroeléctricas han permitido electrificar las comunidades hasta

Uvero.

Eliecer Vigueras, explica cómo se llevó a cabo el proceso de electrificación de las viviendas en

Guama, la electrificación se inició con 640 viviendas aisladas con FV, luego se electrificaron 126

viviendas con las 17 mini hidroeléctricas y hay un conjunto de 2500 viviendas en 19

comunidades que tienen grupos electrógenos que trabajan 4 horas, lo que se pudiera hibridad

con FV extendiendo el servicio eléctrico a más horas/día lo que mejora la calidad de vida.

Quedan por electrificar unas 500 viviendas. Además existen 4 estudios de minihidroeléctricas

en el municipio que permitirían electrificar nuevas comunidades en: Palma Mocha, La Mula,

Peladero y Guama que unido al rio Carraza puede dar 1 mW de potencia, también existe la

posibilidad de instalar al menos 4 híbridos gasificación-FV en las despulpadoras de café y los

aserríos.

Mariano, agrega la existencia de criadores porcinos, uno con más de 200 cerdos, las vaquerías

en el litoral, a todos le pasa muy cerca la red eléctrica, condición ideal para una inyección a la

red y de está estudiando por la UNE instalar en el territorio un parque de 1 0 2 mW.

Otto, plantea el análisis que se hace a partir de los que está instalado y todas las

potencialidades que existen Guama es el municipio que mejores condiciones tienen el país

para ser el primero que se autoabastezca con FRE.

Alois, cometa que el sistema brinda la posibilidad de mirar el territorio como un generador de

energía, los que permite salir de la filosofía de la sustitución del petróleo por el uso final, un

escenario distinto permite realizar un análisis del desarrollo distinto, sustitución de tecnologías

de transporte a partir del recurso disponible, etc., la exportación a otros territorios que

pudieran tener menos posibilidades para la generación de este recurso. Esto pudiera incidir en

nuestra propia identidad, el cómo nos vemos y como nos pensamos, por ejemplo Venezuela se

reconoce como un país con abundante petróleo y han pensado su desarrollo bajo esta premisa

entre otras tantas, nosotros en Cuba nos reconocemos como un país sin petróleo y como

entendemos petróleo por energía, somos un país sin energía y nos pensamos dependientes del

mercado petrolero mundial, y salvados por el apoyo de los países amigos ayer Rusia hoy

Venezuela, se imaginan que incorporáramos a nuestra cultura que tener sol es el equivalente a

tener energía como, esto impactaría en nuestra identidad, nos veríamos con la abundancia de

sol que tenemos, nos pudiéramos pensar y proyectar un futuro distinto. Berriz es un impulsor

de las viviendas de energía positiva en Cuna y hacerlo extensible a los municipio de energía

positiva. Esta potencialidad sumado a la descentralización de la actividad de estado y gobierno

que se está planteando en el país, nos brinda un escenario nuevo de trabajo, que pudiéramos

proyectar desde el municipio a cinco y diez años, armar las correspondientes carteras de


proyectos y buscar el financiamiento pero con esta nueva premisa la de tener abundante

energía en el propio municipio.

José María, indaga sobre como se ve al proceso de desarrollo de la energía renovables.

Se le explica la existencia de al menos dos escenarios donde se puede trabajar el tema de las

FRE, el escenario nacional, con política y programa de desarrollo de las FRE y el espacio local

con ampliación de las funciones estatales y de administración donde se incluyen temas como

la alimentación, la vivienda la energía etc., que deben desarrollarse desde el territorio. Ya

existen experiencias en Cuba de gobiernos que han desarrollado instrumentos de gestión que

les ha permitió armar desde la estrategia de desarrollo local hasta a el proyecto de

electrificación de una comunidad rural con FV. También se agrega a estos escenarios que la

ONURE, plantea vender a la población, aprecio subsidiado, los sistemas FV y calentadores

solares, además de toda la innovación local que se conoce con el biogás, los generadores

eólicos, las picoturbinas, etc. Todo ello esperando que aparezca un marco institucional que

permita el desarrollo y la regulación de estas nuevas actividades en las distintas escalas del

país, hoy solo existe para la escala nacional.

Se comentan la existencia de los Mecanismo de desarrollo limpios, con la venta de bonos de

carbono, y de las experiencias cubanas en esta dirección como el basurero de calle 100 y el de

energías, que no es con energía renovable, si de aumento de la eficiencia.

Visita a la comunidad de La Palmita, electrificada mediante sistema fotovoltaico de generación

distribuida. Municipio de Guamá.

Jueves 23 de junio

El Dr. José María Sánchez Hervás, Investigador Titular del CIEMAT, inicia un ciclo de 5

conferencias sobre Cogeneración eléctrica y térmica a partir de gasificación de biomasa.

1- Conferencia: La biomasa como combustible

La biomasa es un recurso renovable de valor neutro por el medioambiente, en su crecimiento

asimila carbono que suelta cuando se quema.

Para saber si la biomasa sirve como combustible hay que hacerla una serie de preguntas para

su caracterización fisico-quimica,

Algunas preguntas para su caracterización física

Como extraerla, transportarla y almacenarla

Cuál es su densidad aparente. Cuanta cantidad de biomasa se puede almacenar en un espacio

dado, en distintas densidades desde la menor, como como se recoge del bosque, las astillas,

hasta las más densas como pellets o los huesos de algunos frutos como la aceituna.

La biomasa es menos densa que los carbones que están en tres los 700 0 900 kg/m3,

La homogeneidad de la biomasa a la hora de alimentar el reactor, para ello se pasa por

tamices, esto da la distribución granulométrica, lo que aporta cantidad de combustible que se

aporta al sistema de alimentación.


El cálculo de la resistencia o durabilidad del combustible, estudios durabilidad mecánicos,

pocos contaminantes, el material denso permite tornillos de alimentación simples.

Por último es necesario dimensionar el sistema de alimentación, para ello se evalúa las

propiedades de descarga de la biomasa y su resistencia a la fricción, los que permite

dimensionar la abertura de los silos y la inclinación de la descarga.

Caracterización química también tienen bien establecida las metodologías para conocer cuál

es el potencial energético de la biomasa y otros asuntos de interés para la gestión del proceso

y las normativas vigentes.

Para determinar la humedad, se mete en una estufa se quema y se mide en un tiempo lo que

queda, eso se lleva a porcientos.

Para saber el potencial calorífico se quema en condiciones controladas y se mide el aporte de

calor.

La composición de las cenizas que quedan, se mide la su composición y los volátiles. Lo que

queda es el carbono fijo. También se estudian sus componentes, buscando contaminantes

prohibidos, cinterizacion, fusión de las cenizas, deposición, etc. que puede generar pérdidas de

eficiencia en el proceso, Mercurio, sodio, potasio, sinc, etc.

Los componentes de la biomasa se determinar por análisis de laboratorio el porciento de

carbono el hidrogeno y el oxígeno, esto tienen sus metodologías definidas.

El porciento de azufre y el Cloro que concentra, uno relacionado con las emisiones y el

segundo con la corrosión.

Por último se mide en un laboratorio las etapas de la gasificación según el tipo de biomasa.

Esto permite determinar la tecnología a utilizar, también se mide temperatura contra pérdida

de peso de la biomasa. Perdida de humedad, celulosa, todo esto permite saber cómo utilizar la

tecnología disponible.

Todos estos estudios son válidos para la gasificación, la pirólis y otras formas de combustión.

Indaga sobre las existencia de una normativas cubana para el uso de la Biomasas, como existe

en España y los países de la UE, lo que no existe todavía.

Ing. Ariel Rodríguez, plantea que la no existencia de la normativa cubana nos lleva a querer

utilizar cualquier biomasa en estos procesos, lo que genera muchos problemas a estos niveles.

2- Conferencia: Proceso de gasificación y tecnologías

Si se quiere obtener energía de la biomasa se pueden realizar diversos procesos, la digestión

aeróbica y anaeróbica para obtener biogás; someter los residuos orgánicos procesos químicos

a bajas temperaturas para obtener biocarburantes: biodiesel y bioalcoholes.

Luego están lo procesos termoquímicos, en los que existen un transformación química de la

biomasa pero con temperatura por el medio la que se logra por el oxígeno. La cantidad de

oxigeno determinara el tipo de proceso termoquímico:

En exceso de aire el proceso exotérmico de combustión /incineración, producto principal el

calor


En ausencia de oxigeno se obtienen proceso endotérmico de la pirolisis, producto principal

líquidos y cenizas para la tierra, los gases son la fracción menos interesante del proceso

El proceso de gasificación trabaja con oxígeno en defecto, es un proceso endotérmico cuyo

producto principal es el gas.

Porque la gasificación: la gran ventaja es que puede alimentar turbinas pequeñas para generar

electricidad in sito.

Pasos de la gasificación:

1. Secado, extraer la humedad

2. Pirolisis, desprender los volátiles y se obtienen char y líquidos

3. Gasificación, es la reacción del char con distintos agentes gasificantes: el oxígeno, es el

de mayor calidad, vapor de agua, co2, aire (este es el gas más pobre pues el nitrógeno

disminuye mucho la eficiencia) y la gasificación con hidrogeno (en laboratorio es de

alta calidad pero no se conocen gasificadores comerciales con esta características)

Tipos de gasificadores:

1. los de lecho fijos

- Updraft o contracorriente, combustible y aire van en dirección opuesta.

- Downdraft o Flujo paralelo

(Tienen ventajas y desventajas, lo mejor es que son muy sencillos, domésticos por ser

pequeña escala e ideales para la electrificación rural)

2. Lecho fluidizado

- Burbujeantes, menos velocidad del gas lo que disminuye el arrastre de partículas del

lecho

- Circulantes, velocidades del gas altas, pero entra y sale lo que agota más el carbono,

permite trabajar con mayor cantidad de biomasa.

(Es un sistema más complejo, requiere de operadores capacitada, se comporta la

biomasa como un líquido, disminuyen la cenizas, sistemas industriales, puede depurar

el gas pues se puede convertir en un lecho catalítico, se pueden incorporar agentes

activo para eliminar alquitranes o compuestos de azufre y cloro)

3. Lechos arrastrados , partículas micronizadas y temperaturas muy altas, las cenizas se

hacen liquidas y se vitrifican, por lo que disminuyen los problemas de manejo de

residuos

(Plantas muy grandes y costosas, por lo que tienen sentido solo en plantas de gran

producción de electricidad o biocarburantes)

La diversidad de los gasificadores permiten cubrir un amplio espectro de necesidades desde las

domesticas hasta la gran generación y distintas biomasas hasta el uso del carbón mineral.

Preguntas y comentarios

La humedad, necesidad de gastos en vaporización la humedad en el combustible, disminuye la

eficiencia.

En España existen las diversas tecnologías funcionando.


3- Conferencia: Depuración del gas de gasificación

Una vez que se obtienen el gas, la pregunta que se puede hacer con él.

Es un gas de poder calorífico medio bajo, > 6 mJ,

Su temperatura va de 7000C 10000C, se puede recuperar el calor para generar calor para

generar vapor

Es un gas combustible, que se puede: quemar, alimentar directamente a un motor y gobernar

electricidad, o a procesos más complejos como pilas de combustible, turbinas o se puede llevar

a síntesis química para obtener otros productos químicos.

Ventaja de la gasificación frente a la combustión es el potencial de poligeneración de

productos

El uso final del gas está relacionado con las complejidades del proceso de gasificación, agente

gasificante sencillo como el aire, se obtienen un gas pobre; si el agente gasificante es complejo

como el hidrogeno, se obtiene metano un gas de biorefinería con mayor valor añadido.

Ejemplos de uso de la gasificación:

- Se puede utilizar para la cogeneración de calor y electricidad, sistema sencillo y

comercial.

Se pregunta por.

La marca, empresas comercializadoras, precios para licitación

Por las características del módulo que se presenta, en general los módulos tipo tienen

gasificador, depurador, generador.

Desventaja, son sistemas comerciales que te marcan que características tienes que garantizar,

astillas pellets, etc.

Cuales son residuo finales: residuos sólidos, las cenizas que pueden ser inertes, algunas veces

no, según la composición del suelo de la que se extrajo, y residuos gaseosos, los buenos el

monóxido, metano e hidrogeno; pero además puede expulsar contaminantes sulfhídricos

amoniacos, clorhídricos, y metales pesados

Las tecnologías contemplan las extración de estos contaminantes, aguas que se contaminaran

y las que luego habrá que tratar.

Que se hace con el residuo: análisis de las cenizas para ver si es inerte o si es toxico, en España

se contrata el servicio del gestor autorizado para que se lleve el residuo y lo trate.

Generalmente tienen metales pesados: depende del suelo del que se haya extraído la biomasa,

lo otro es intentar recuperar elementos de las cenizas para ver si tienen salida en el mercado,

generando una economía circular, concepto muy atractivo que implica, aprovechar todo los

que se pueda de los residuales reincorporándolos como productos al mercado, ya hay

experiencias , en un proyecto sobre combustión de residuos de piel curtida de la industria del

calzado, se obtuvo en las cenizas mucho cromo entonces se realizó un estudio para ajustar la


combustión y luego recuperar el cromo para su reinserción en la misma industria del curtido

de pieles. En la gasificación de fangos, se está trabajando en la recuperación del fosforo que

tienen las cenizas de los lodos, lo interesante de la economía circular es que permite recuperar

compuestos químicos necesarios para los procesos productivos por lo que los desechos de la

gasificación dejan de ser tóxicos peligroso, para convertirse en insumos de la producción.

Cuáles son las característica de estos fangos gasificados, es fango de depuradora, se secan y se

peletizan, tienen un contenido de humedad muy bajo, es un combustible de menor calidad

que la biomasa pues tiene un 50 % de cenizas, ventajas es muy estable, es un residuo

ampliamente disponible y requiere una solución de manejo que no sea llevarlos al vertedero,

desventajas tienen nitrógeno y azufre por los que los sistemas de depuración de gas deben ser

más sofisticados. Las plantas de tratamiento de aguas residuales tienen gran interés en el

desarrollo de estas tecnologías pues puede disminuir los costos de manejo de residuales y

genera energía para los procesos de tratamiento del agua. Estas tecnologías se están

modelando a nivel de laboratorio.

El amoniaco en las torres de lavado se condensa y no es de gran preocupación


Otra aplicación del gas es extraer su calor e inyectarlo a una turbina de vapor para mover un

generador para obtener electricidad, esto tienen sentido en plantas mas grandes no en

comunidades aisladas.

Ariel pregunta sobre: ciclos ORC, se han recibido las ofertas como sistemas aislados, la

existencia de turbinas de gas funcionando con gasificación.

Ventaja es que sustituyes el agua por aceite y en el ciclo combinado puedes aumentar un poco

la eficiencia, no creo que los ciclos ORC deban instalarse aislados, pues requiere gases de

características semejantes al gas natural lo que encarece el costo en la depuración del gas para

un sistema aislado. No se conocen turbinas de gas trabajando con gasificadores a pequeña

escala, si a gran escala con plantas de carbón. Ahora se están vendiendo microturbinas que

trabajan con biogás, las adaptaciones a este combustible son menores que las que haría que

hacer para los gasificadores a pequeña escala. Los sistemas de gasificación de biomasa van

solo hasta 10 mW, pues una dimensión mayor requiere gran cantidad de biomasa. Las

tecnologías están yendo a los residuos sólidos urbanos que cada vez hay en mayor cantidad, la

incineración como alternativa a este manejo, tiene mucho rechazo por lo menos en Madrid, la

gasificación esta ganado mucho interés, esencialmente por el desconocimiento de la gente de

que es la gasificación.


Como sería un planta de gasificación integrada en ciclo combinado: preparación del carbón,

gasificación, enfriamiento, depuración para cumplir con las tolerancias de la turbina de gas, se

genera energía en la turbina se recupera le calor y se genera mayor energía en la turbina de

vapor Usar el gas en la turbina de gas para genera energía mecánica y eléctrica, frente a la

turbina de vapor tienen mayor eficiencia que el de combustión interna que no es mayor de un

20%, En ciclos combinados de gas y turbina puede tener una eficiencia de hasta un 40 % hay

experiencias con carbón y biomasa, la desventaja es que los precios del kW instalado son altos.


Hay aplicaciones más complejas y grandes, utilizando el gas de gasificación para pilas de

combustibles, se transformaría la energía química en energía eléctrica. Esta seria otra opción

descentralizada.

Estas pilas están comerciales para el biogás, desde 1 kW hasta 1mW, puede trabajar en

pequeña escala y luego acoplando módulos puede alcanzar dimensiones mayores. Existe en el

mercado pilas de hasta una pila de 1kW puede valer 2000 Euros, son muy competitivas frente

a motores de combustión interna, se están comercializando para biogás.

La aplicación más ambiciosa en Europa está la producción de biocarburantes y de gas natural

sintético ambos a partir de la gasificación.

4- Conferencia: Usos del gas aria

La limpieza del Syngas se puede hacer a baja temperatura y a alta temperatura.

El enfriamiento del gas trae la condensación, esto si hay partículas que se unan entonces

forman tapones en las líneas.

La calidad del gas de gasificación o el Syngas, da diversidad de aplicaciones desde sistemas

simples hasta sistemas más avanzados como la síntesis química lo que implica un gas más

limpio. La exigencia del uso final del gas hará que los procesos intermedios de obtención del

gas sean más exigentes. Las etapas de limpieza y acondicionamiento del gas son necesarios la

que se realiza a baja temperatura es menos exigente y se utiliza directamente en un motor, si

lo queremos utilizar en turbinas de gas o para extraer sus compuestos químicos tendremos

que recalentarlo. La otra alternativa para turbinas es realizar el proceso de limpieza y

acondicionamiento a altas temperaturas, luego cuando se enfríe el calor que se extrae se

puede reinyectar en el proceso a una caldera o llevarlo a la síntesis química.

Procesos de depuración de gas:

Limpieza de partículas usando ciclones, eliminación primaria de partículas. Ventajas la limpieza

es sencilla, mecánica, desventajas solo se eliminan las particular de gran tamaño. Este paso es

obligatorio para lechos fluidizados, burbujeantes o circulantes.

Acondicionamiento del gas, eliminación de micro partículas con filtro de mangas, el uso

genera una torta de micro partículas que luego afecta el proceso, esto se limpia usando el

retro soplado. Este sistema se utiliza en combustión y en gasificación, en el segundo este

sistema encarece la instalación porque el retrosoplado con aire puede generar explosiones,

entonces se hace con nitrógeno o con una parte del Sygas ya limpio.

Los alquitranes son los productos más malos de la gasificación, capaces de colapsar un sistema,

tupe las tuberías, etc. Es necesario gestionarlos bien para evitar paradas no programadas. El

problema es que en la gasificación se van rompiendo las cadenas químicas que conforman la

madera generando hidrocarburos: esencias, alquitranes, etc., los cuales a temperaturas

menores de 3000C se condensan y comienzan a obstruir el sistema.

A abaja temperatura se eliminan por lavado con agua, lo que los transfieren al medio acuoso,

se obtienen un agua contaminada con hidro carburos y se obstruye el sistema de lavado

(lavador Venturi). Ventaja es que además quitas alquitranes y otros contaminantes solubles en


agua, amoniaco y otros. Se está buscando alternativas de lavados con disolventes orgánicos.

Como fracciones orgánicas de la producción de biodiesel, glicerina, etc. Lo que permite

aumentar la solubilidad de los alquitranes, y se puede reinyecta en el gasificador, haciendo una

cogasificacion de sólido y líquido, lo que tras e algunas modificaciones tecnológicas. Esto evita

la gestión de las aguas residuales.

El sulfhídrico no se puede eliminar con agua, se utiliza en la misma torre de lavado disolventes

orgánicos o inorgánicos, en este caso se utilizan tecnologías desarrolladas para las refinerías de

petróleo. La eliminación se hace física y química. El proceso se divide en dos etapas, el

disolvente más utilizado son compuestos tipo aminas, el gas bruto entra en contacto a

contracorriente con las aminas en la torre de lavado, allí se transfieren los sulfhídricos del gas

al líquido, las aminas cargadas se regeneran recuperando el disolvente por un lado y

obteniendo, por el otro, un gas acido del cual se obtienen azufre o ácido sulfúrico que tienen

valor comercial.

Se están buscando alternativas comerciales para la limpieza a baja temperatura. El esquema es

semejante, en lecho fluidizado la limpieza se puede hacer en el propio gasificador utilizando

agentes catalíticos.

En alta temperatura lo primero son los alquitranes primero vía craqueo térmico o catalítico y

luego se quita lo demás partículas, azufres. Principal diferencia se trabaja con sólidos por los

que no hay problema con la gestión de los líquidos, si se utiliza solidos que puedan genera un

valor añadido como caliza o carbonatos se pueden obtener yeso u otros productos. Se busca

con el craqueo a alta temperatura que el anillo aromático se rompa y forme metano,

hidrógeno, de manera que un contaminante se trasforme en algo que no lo sea.

El craqueo catalítico es más caro, pero se están estudiando fundamentalmente los de Níquel

que operen bien a altas temperaturas 700 a 9000C, se están buscando catalizadores que

funcionan a menor temperatura 400 a 3000C, donde todavía no se tengan problema de

condensación , sean resistentes al azufre y no generen carbonilla, lo que también traería

atascos, más que el craqueo se trabaja en reformado de los alquitranes de manera que se

puedan obtener productos de valor comercial y a la vez eliminar las obstrucciones.

La separación de las partículas en este caso se utiliza materiales cerámicos, metálicos que

trabajan a más de 600 a 7000C. El concepto es el mismo el gas entra en el filtro se arma la torta

y se limpia con el retro soplado. La desulfuración se parece a la limpieza a baja temperatura,

una etapa de absorción y otra de regeneración lo que con sólidos absorbentes.

La obtención de hidrogeno a partir del gas de gasificación, por su complejidad se deben hacer

en escalas grandes.

El proceso muestra una dirección en la que se puede sustituir la refinería convencional por la

biorefinería, en la que se puede obtener una gama de productos conocidos.

5- Conferencia: Ejemplos de instalaciones en España

Se presentan un conjunto de instalaciones con tecnologías españolas y de otras

nacionalidades.

Lo interesante es que casi todas tienen un carácter experimental y participan en diversos

proyectos de investigación energéticos, ambientales, limpieza y acondicionamiento del gas,


almacenamiento, gestión, obtención de biocarburantes, sistemas de preparación de diversos

tipos de biomasa, comparación y monitoreo de tecnologías, etc., en plantas de diversas

escalas, desde las muy pequeñas hasta grandes generadores de electricidad y temperatura.

Aunque muchos ya se comercializan en Europa, América Latina y otros lugares.

Se acuerda que al regreso del recorrido del Brujo, tener la reunión inaugural de la RED, en la

que se pueda sobre los propósitos y el nombra así como proyectar algunas acciones no muy

ambiciosas hasta el próximo encuentro.

Visita a la planta de gasificación de El Brujo. Santiago de Cuba

Viernes 24 de junio

Alois Arencibia, informa sobre la primera reunión de la red, realizada la tarde anterior al

regreso de El Brujo y los acuerdos tomados por los participantes:

Intercambio de experiencias cubanas, moderadores: José María Sánchez Hervás, Javier

Domínguez Bravo, Eliecer Vigueras Leal.

Se realizaron las siguientes presentaciones:

1. “ El Centro de Energía y Refrigeración de la Universidad de Oriente, que hace el centro

en aras de desarrollar las FRE en Santiago de Cuba”

Dr. Ángel Luis Brito; Director del CER de la UO y Vicepresidente de CUBASOLAR de

Santiago de Cuba

2. “Herramienta de apoyo a la toma de decisiones para la instalación de tecnología que

aprovechan las FRE en zonas rurales sin electricidad”

Ing. Mirelys Torres Pérez, profesora de la Universidad de las Tunas

3. “Experiencia de gasificación de biomasa en Cuba, éxitos y fracasos y posibilidades de

introducción”.

Ing. Ariel Rodríguez Rosales, investigador de CUBAERGIA, La Habana

4. “Compendio de potencial técnico aprovechable de la provincia de Guantánamo” y

“Solución energética al plan de desarrollo integral de comunidades aisladas, hacia el

100% con energías renovables, en los municipios de San Antonio del Sur y el Salvador,

Provincia de Guantánamo”.

MSc. Gustavo Fernández Salva, especialista de la ONURE de Guantánamo

5. Documental sobre la cosechadora de Marabú en la provincia de Camagüey en el marco

de un proyecto del Marabú en Camagüey que financio SODEPAZ.

Sergio Escriche, experto de SODEPAZ

6. “Capacidades tecnológicas de la Fabrica Marcel Bravo de GESIME”, para desarrollar las

tecnologías de gasificación de la biomasa, encargo dado por el estado Cubano a esta

empresa”

MSc. Julio Echevarría Matos, especialista del GESIME, del MINDUS en Santiago de Cuba

7. “Estudios del gasificador de El Brujo”

MSc. Andrés Villa Blez, especialista de AZCUBA Santiago de Cuba

8. “Proyecto la Pelusa” para la energización con FRE de una finca en la provincia de

Artemisa

Ing. Gerardo Fernández Herrera, especialista en FRE del INEL, La Habana


Anexo 1 Fotos del Taller

relatorÍa primer taller sobre la cogeneraciÓn …

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