domingo, 26 de diciembre de 2010

Energía Biomásica: Otra Renovable en Fase Experimental

Concepto de Biomasa

El término “biomasa” incluye toda la materia viva, o cuyo origen sea la materia viva, que existe en un instante de tiempo en la Tierra.

La energía que se puede obtener de la biomasa proviene de la luz solar, la cual, gracias al proceso de fotosíntesis, se aprovecha por las plantas verdes y se transforma en energía que queda acumulada en el interior de sus células. Esta energía puede traspasarse por la cadena alimentaria al reino animal.

La energía acumulada en la biomasa puede ser liberada sometiéndola a diversos procesos de aprovechamiento energético. Atendiendo a su origen, podemos clasificar la biomasa, de la cual se puede extraer la energía útil para la humanidad, en:
  • Biomasa cosechable: Cultivos vegetales.
  • Biomasa residual: Residuos agrícolas, forestales y urbanos.
  • Biocarburantes (Metanol y Etanol): Transformación química y o biológica de ciertas especies vegetales.
 Biomasa Cosechable
La principal aplicación de la biomasa cosechable es la producción de calor en un proceso de combustión. Para este fin se suelen utilizar plantas de tipo herbáceo y leñoso, obtenidas en ecosistemas naturales, o en cultivos destinados a este fin (agroenergética). En la actualidad se trabaja en este tipo de cultivos, pudiendo ser en el futuro la biomasa cosechable la fuente más importante de biomasa para fines energéticos. Sin embargo la baja capacidad calorífica significa dedicar amplios terrenos a esos cultivos, lo que podría entrar en conflicto con los usos agrícolas.

Biomasa residual
La biomasa residual también ofrece en principio grandes perspectivas en cuanto a su aprovechamiento energético. En este grupo se incluyen los residuos forestales, agrícolas y ganaderos, así como los producidos en los núcleos urbanos (residuos sólidos y aguas residuales principalmente). Estas perspectivas quedan limitadas debido a la contaminación que se produce al eliminar estos residuos y que en ocasiones no compensa los beneficios de la energía que se puede generar, por lo que este tipo de biomasa se utiliza sobre todo en instalaciones que aprovechan sus propios residuos, como en granjas, depuradoras urbanas, o industrias forestales, lugares en los que, además de obtener energía, se ahorran los costes
de eliminación de residuos.


 Biocarburantes (Metanol y Etanol)
Otro gran apartado de recursos energéticos obtenidos de la biomasa lo constituyen los biocombustibles líquidos obtenidos a partir de los aceites vegetales, destinados a sustituir al gasóleo en los motores diésel, o el bioetanol, obtenido por fermentación de la biomasa dirigido a los motores que utilizan la gasolina como combustible. Estos biocarburantes pueden ser utilizados solos o mezclados en los motores de combustión interna pudiendo llegar a ser un puente de transición entre una época dominada por los combustibles de origen fósil y otra potencialmente abierta a la utilización de la biomasa.

Se valora por la OCDE que para abastecer hasta un 15% de la demanda de combustible del transporte habría que dedicar un 20% de la superficie actual al cultivo de plantas productoras de etanol.


Aprovechamiento Energético de la Biomasa

Los diferentes aprovechamientos de la biomasa tienen aplicaciones domésticas e industriales.

Los productos que se obtienen pueden estar en forma sólida, líquida o gaseosa y, dependiendo de eso, tendrán diversas aplicaciones (calor, electricidad y fuerza motriz).

Estas aplicaciones están muy influenciadas por la realización de previos tratamientos de la biomasa.
Entre estos tratamientos previstos, podemos destacar:
• Homogeneización: son aquellos procesos de trituración, astillado, secado, etc., que transforman la biomasa en unas condiciones adecuadas de medida, humedad y composición, para ser tratada y aprovechada energéticamente.
• Densificación: es un tratamiento para mejorar las propiedades de la biomasa y hacerla más completa.
El producto de este tratamiento tiene forma de aglomerado de madera, que son residuos con una elevada densidad y muy adecuados para el almacenamiento y el transporte.

Después de estos tratamientos previos, la biomasa ya puede ser utilizada en diversos procesos.

Procesos petroquímicos
Son aquellos que transforman la biomasa, en determinadas condiciones de presión y temperatura, para obtener productos sólidos, líquidos o gaseosos. Estos productos serán diferentes según el tipo de técnica aplicada.
Atendiendo a la cantidad de oxígeno que interviene en la transformación, se clasifican en:
Combustión: es un tratamiento a una temperatura entre 150°C y 800°C, en el que la cantidad de oxígeno no está controlada. Los residuos de biomasa se oxidan (reaccionan químicamente con el oxígeno) completamente y se obtienen gases calientes, que es la parte que se aprovecha como energía térmica. Coloquialmente, diremos que quemamos la biomasa.

De una manera directa, la combustión de los residuos forestales y agrícolas pueden ser una fuente energética para calefacción en el ámbito doméstico, tanto en instalaciones individuales, como colectivas.
Por el tratamiento de combustión, también se genera vapor, que se puede utilizar como en una turbina, para producir energía mecánica e, incluso, hacer mover un generador y obtener energía eléctrica.



Pirólisis: tratamiento a una temperatura entre 500°C y 600°C, y con ausencia de oxígeno. Se basa en la descomposición de la materia orgánica por calor. Como resultado, se obtiene una mezcla que es, en parte sólida (principalmente carbón), en parte líquida, y en parte gaseosa. Los líquidos y los gases son hidrocarburos y compuestos alifáticos. Estos productos pueden ser utilizados como combustibles y materia primas.

Gasificación: tratamiento muy parecido a la pirólisis, pero, en este caso, la cantidad de oxígeno está controlada, con lo cual se reduce significativamente la obtención de sólidos respecto al proceso anterior. Como resultado, se obtiene un gas denominado gas pobre que se utiliza como combustible.

Procesos fisicoquímicos.
Estos tratamientos, físicos por un lado, y químicos por otro, vendrían a ser los que preparan y condicionan la biomasa para el aprovechamiento energético posterior.
Los tratamientos físicos son los ya descritos como tratamientos previos de la biomasa. Los tratamientos químicos son los de esterificación de los residuos, para obtener unos combustibles líquidos. De esta manera, a partir del aceite vegetal, resultante del prensado de la biomasa, se obtiene químicamente un éster puro con propiedades muy similares a las del gasóleo.

Procesos biológicos
En este tipo de aprovechamiento, los residuos son transformados mediante la actividad de microorganismos. Se diferencian dos vías principales:

• La digestión anaerobia es un proceso que se utiliza para residuos biodegradables, a fin de reducir la carga contaminante que tengan. Consiste en que determinadas bacterias degraden la materia orgánica en ausencia de oxígeno. Como resultado, se obtiene, por un lado, un gas (biogás) y, por otro lado, una parte sólida que concentra los minerales y los productos de difícil degradación. El biogás contiene una elevada porción de metano (entre un 50% y un 70%) y puede ser utilizado como combustible.

• La fermentación alcohólica se utiliza, principalmente, para las plantas de cultivos azucareros o de cereales, para obtener alcoholes denominados bioalcoholes. Estos alcoholes se pueden utilizar como combustibles para motores de explosión, ya sea directamente, o mezclados con gasolina.


Incineración de los RSU (Residuos Sólidos Urbanos)
Consiste en un proceso de combustión controlada de las basuras domésticas (porción que no se ha podido reciclar), que son transformadas en escorias (compuestos que no se han quemado, materia no orgánica), cenizas y humos que se emiten a la atmósfera. Todos estos elementos resultantes son tratados adecuadamente para proteger el medioambiente. Por ejemplo, uno de los aspectos que preocupa mucho a la gente son los humos emitidos a la atmósfera. Las instalaciones para incinerar los desechos, para cumplir la normativa y poder funcionar, tienen que disponer de unos equipos con una tecnología muy avanzada, que permitan filtrar los gases de partículas contaminantes, y unos sistemas de limpieza que permitan eliminar los compuestos gaseosos nocivos y peligrosos.

Desde el punto de vista energético, se puede aprovechar la energía térmica generada en la combustión. Para poder aprovechar esta energía, actualmente, hay que tratar volúmenes de desechos de alrededor de 15.000 t/año, o más. Para las incineradoras de capacidad inferior, hay que estudiar la viabilidad en cada caso concreto.


Datos Relevantes de la Energía Biomásica

Estas tecnologías no están todavía maduras y disponen de primas de ayuda para fomentar su utilización. Pese a ello, el plan de energías renovables ha incluido un aumento de la producción eléctrica mediante biomasa en un 28% en los años 2005-2010.








sábado, 4 de diciembre de 2010

Energía Eólica: Gran Auge aunque Sin Primas no sopla el Viento

Concepto Físico

La energía eólica es la energía producida por el viento (energía cinética del aire en movimiento). Fue una de las primeras fuentes de energía utilizadas por el hombre. Los barcos de vela y los molinos de viento son las primeras manifestaciones del aprovechamiento energético de la energía eólica.


Aprovechamiento de la Energía Eólica

Las principales aplicaciones de la energía eólica en aquellos lugares a los que llega el viento de forma regular y con gran intensidad son:

1) Aerobombas. Para elevar el agua se usan ruedas de seis a quince álabes, que pueden bombear de quinientos a seiscientos litros por hora, cantidad suficiente para cubrir las necesidades de pequeñas explotaciones agrícolas.


2) Producción de energía eléctrica mediante aerogeneradores. Para ello se instala una torre en cuya parte superior existe un rotor con múltiples palas que se orientan en la dirección del viento. Estos rotores actúan sobre un generador que permite obtener energía eléctrica.
a) Aerogeneradores aislados: se instalan en zonas aisladas en las que no se dispone de energía eléctrica. Pueden obtenerse potencias de diez a cien kW.

b) Plantas eólicas: están formadas por un cierto número de aerogeneradores, habiéndose alcanzado ya potencias unitarias cercanas a 2 MW. En la actualidad, para lograr un mayor aprovechamiento de la energía eólica, se están desarrollando modelos de equipos encaminados a la producción de energía eléctrica con un menor tamaño, una mayor duración y un mantenimiento más sencillo y barato, procurando mitigar el impacto ambiental producido por los aerogeneradores.


Esquema de una Central Eólica

Esquema de un Aerogenerador



1. Cimientos
2. Conexión a la red eléctrica
3. Torre
4. Escalera de acceso
5. Sistema de orientación
6. Góndola
7. Generador
8. Anemómetro
9. Freno
10. Transmisión
11. Pala
12. Inclinación de la pala
13. Buje del rotor
Ventajas e Inconvenientes de la Energía Eólica

Esta fuente de energía presenta las ventajas y los inconvenientes de la energía solar: Es inagotable, limpia, no contaminante. Pero al mismo tiempo es dispersa, intermitente y se presenta de forma irregular en cuanto a su intensidad.

Por último, se trata de una energía renovable cuya viabilidad económica depende las primas reguladas por las instituciones públicas.


Datos Relevantes

La energía eólica ha entrado en una fase de explotación industrial gracias a los estímulos económicos concedidos, que compensan sus mayores costes de producción comparados con las energías convencionales. La potencia instalada y la generacíón eléctrica no ha dejado de aumentar en los últimos años. En 2009, proporcionó más del 14% de la demanda de energía eléctrica.

Ayer mismo se publicó la nueva normativa que garantizará las primas al sector eólico a partir de 2013.

España es hoy la segunda potencia mundial, tras Alemania, en capacidad instalada, con cerca de 20.000 MW. Sin embargo, los aerogeneradores sólo logran operar entre un 20% y un 30% de las horas del año y sin coincidir generalmente con las horas de máxima demanda.

Asímismo España se sitúa como cuarta potencia mundial en materia de propiedad intelectual generada (patentes) entre 2005 y 2009 en torno al sector eólico, por detrás de Estados Unidos, Dinamarca y Alemania. Ésta es una de las principales conclusiones del estudio realizado por la consultora ALTRAN, líder europeo en consultoría tecnológica e innovación, en el marco de la plataforma tecnológica Reoltec (impulsada por la Asociación Empresarial Eólica (AEE). 

En nuestra opinión,  lo anterior es el aspecto más positivo de este sector, y como resultado se exportó en 2009 por valor de 2.104 millones de euros.

La AEE publica todos los datos del sector eólico en su web. Se incluyen los más relevantes a continuación.

Evolución de Potencia Instalada en España:
Reparto de Potencia Instalada por Comunidades Autónomas:

Reparto de Potencia por Empresas Promotoras:

Reparto de Potencia instalada por Empresas Fabricantes de Aerogeneradores


Enlaces de Interés con Información Eólica
http://www.aeeolica.es/index.php