Biomasa julio montes - 271004 (1)
- 1. BIOMASA JULIO MONTES PONCE DE LEÓN 1
- 2. FUENTES DE BIOMASA Y FORMAS DE UTILIZACIÓN ENERGÉTICA TERMOQUÍMICOS BIOMASA VEGETAL BIOMASA ORGÁNICA COMBUSTION PIROLISIS • RESIDUOS AGRÍCOLAS • RESIDUOS SÓLIDOS • RESIDUOS ORGÁNICOS GASIFICACIÓN INDUSTRIALES • LODOS • CULTIVOS DEPURADORAS ENERGÉTICOS BIOQUIMICOS • RESIDUOS GANADEROS fermentación alcohólica fermentación metánica 2
- 3. CUMBRE DE JOHANESBURGO . ERRADICACIÓN DE LA POBREZA Incrementar el acceso a las modernas tecnologías para la utilización de la biomasa y de la madera, incluyendo la utilización de residuos agrícolas en las zonas rurales Promover la utilización sostenible de la biomasa y de otras energías renovables introduciendo las tecnologías adecuadas 3
- 4. BIOMASA RESIDUOS CULTIVOS Papel Mueble MADERA Cereales Cáscaras Cardo INDUSTRIALES AGROALIMENTARIA Huesos Pataca HERBACEOS Desechos Sorgo LODOS Podas AGRICOLAS Paja Sauces AGROGANADEROS Cascarilla LEÑOSOS Chopos GANADEROS FORESTALES Poda Entresaca SÓLIDOS URB 4
- 5. CULTIVOS AGROENERGÉTICOS ALTOS NIVELES DE PRODUCTIVIDAD CON BAJOS COSTOS DE PRODUCCIÓN POSIBILIDAD DE DESARROLLO EN TIERRAS MARGINALES POR FALTA DE MERCADO DE LOS PRODUCTOS AGROALIMENTARIOS MAQUINARIA AGRÍCOLA TRADICIONAL NO CONTRIBUIR A LA DEGRADACIÓN DEL MEDIO AMBIENTE CON MINIMA NECESIDAD DE PESTICIDAS, HERBICIDAS Y ABONOS EL PROCESO DE UTILIZACIÓN HA DE TENER UN BALANCE ENERGÉTICO POSITIVO, ENERGÍA PRODUCIDA POR EL PRODUCTO HA DE SER SUPERIOR A LA ENERGÍA CONSUMIDA EN LA PRODUCCIÓN BALANCE DE CO2 POSITIVO 5
- 6. CONSUMO DE ENERGÍA PRIMARIA EN PAISES INDUSTRIALIZADOS biomasa 3% gas natural 24% comb. Sól. 26% petróleo 37% hidro 6% nuclear 6% 6
- 7. CONSUMO DE ENERGÍA PRIMARIA EN PAÍSES EN DESARROLLO biomasa 35% gas natural 7% comb. sól 28% hidro 6% petróleo 23% nuclear 1% 7
- 8. DESARROLLO DE LA BIOMASA RECURSO RENOVABLE DE GRAN POTENCIAL SIN VARIACIONES ALEATORIAS, ESTRATEGICAMENTE EXPLOTABLE. CULTIVOS AGROENERGÉTICOS SOLUCIÓN DE LA DISMINUCIÓN DE CULTIVOS AGROALIMENTARIOS. EN EUROPA, LA ELIMINACIÓN DE EXCEDENTES AGRÍCOLAS PERMITIRÍA DISPONER DE 720 MT/año DE BIOMASA= PRODUCCIÓN DE PETRÓLEO DEL MAR DEL NORTE ASPECTOS SOCIOECONÓMICOS PUEDEN DISMINUIR LA DEPENDENCIA ENERGÉTICA DE UN PAÍS EN EL PERIODO 1975-89 LA POBLACIÓN ACTIVA DEDICADA A LA AGRICULTURA DISMINUYO UN 35% LA AGROENERGÉTICA PUEDE SER UNA FORMA DE DISMINUIR LAS SUBVENCIONES AGROALIMENTARIAS EN LA U.E. DISMINUCIÓN DE LA EMISIÓN DE GASES DE EFECTO INVERNADERO REFORESTACIÓN EMISIÓN MENOR EN ELCICLO DE VIDA 8
- 9. ACUERDOS DE COOPERACIÓN EN BIOENERGÍA DE LA AGENCIA INTERNACIONAL DE LA ENERGÍA CONSECUENCIAS SOCIOECONÓMICAS DE LA INTRODUCCIÓN DE LA BIOENERGÍA CULTIVOS DE CORTA ROTACIÓN PARA LA PRODUCCIÓN DE BIOENERGÍA PRODUCCIÓN DE BIOMASA CON EXPLOTACIONES FORESTALES SOSTENIBLES COMBUSTIÓN Y CO-COMBUSTIÓN DE BIOMASA GASIFICACIÓN TÉRMICA DE LA BIOMASA PIRÓLISIS DE BIOMASA ENERGÍA DEL BIOGAS DE LOS VERTEDEROS CONTROLADOS COMBUSTIBLES LÍQUIDOS A PARTIR DE BIOMASA 9
- 10. PREVISIONES DE CRECIMIENTO DE LA BIOMASA EN ESPAÑA Generación bruta de electricidad con biomasa según el Plan de Fomento de las Energías Renovables 1998 2010 GWh ktep GWh ktep BIOMASA 1.135 167 13.945 5.267 RESIDUOS SÓLIDOS 704 246 1.964 681 BIOGÁS 0 0 546 150 Biocarburantes 0 500 10
- 11. CRECIMIENTO REAL DE LA BIOMASA EN ESPAÑA Crecimiento real a diciembre de 2002 y crecimiento necesario según el Plan de Fomento Plan de Fomento 11
- 12. Tierras de cultivo (miles de ha) Cultivos Barbecho y Cultivos total herbáceos tierras sin leñosos Años ocupar secano regadío secano regadío secano regadío secano regadío total 1985 8.818 2.171 4.400 173 4.190 661 17.409 3.600 20.415 1990 8.899 2,274 3.979 183 4.096 741 16.973 3.199 20.172 1995 8.116 2.159 3.560 210 3.899 809 15.575 3.178 18.753 1996 8.281 2.309 3.583 278 3.854 839 15.717 3.427 19.144 1997 8.203 2.349 3.478 254 3.899 885 15.570 3.488 19.059 12
- 13. PREVISIONES DE UTILIZACIÓN DE BIOMASA EN EL REINO UNIDO ESTUDIOS REALIZADOS POR ETSU ESTIMAN PARA EL AÑO 2005 LA PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD A PARTIR DE BIOMASA ( PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD 300TWh/año) Energía TWh /año COMBUSTIÓN DE RESIDUOS 12 SÓLIDOS URBANOS VERTEDEROS 8 CONTROLADOS RESIDUOS FORESTALES Y 5 AGRÍCOLAS CULTIVOS ENERGÉTICOS 22 13
- 14. CONVERSIÓN DE LA BIOMASA EN ENERGÍA COMBUSTIÓN ¾ DE LA ENERGÍA DE COMBUSTIÓN SE PRODUCE EN LOS PRODUCTOS VOLÁTILES CALDERAS CONVENCIONALES: BAJA EFICIENCIA (15-20%) NOX POTENCIA 1-10 MWe COSTE 2-2,5 M€/kW COMBUSTIÓN EN LECHO FLUIDIZADO BUENA EFICIENCIA (35%) PIRÓLISIS CONVENCIONAL 400 A 500 ºC SIN AIRE PIRÓLISIS RÁPIDA 800 A 900 ºC (10% DE SÓLIDO 60% GAS ) BUENA EFICIENCIA(35 %) POTENCIA < 50 MW COSTE 0,8-1,0 M€/MWe 14
- 15. CONVERSIÓN DE LA BIOMASA EN ENERGÍA II GASIFICACIÓN CON PRODUCCIÓN DE CO, H, y CH4 CON VAPOR DE AGUA Y AIRE CON VAPOR DE AGUA Y OXIGENO BAJA EFICIENCIA (35%) 10-20 MWe 1,5-2,0 M€/MWe ALTA EFICIENCIA (con ciclo combinado) 15-20 MWe COSTE 2,5 DIGESTIÓN ANAEROBIA DESCOMPOSICIÓN BACTERIANA DE LA MATERIA ORGÁNICA EN AUSENCIA DE AIRE DIGESTORES (CONTENIDO DE METANO DEL 50 AL 70 % CON UNA EFICIENCIA DEL 60%) VERTEDEROS CONTROLADOS 15
- 16. BIOCARBURANTES BIOCARBURANTES BIOETANOL (ALCOHOL ETILICO) BIOMETANOL (ALCOHOL METILICO) BIODIESEL OBTENIDO POR ESTERIFICACIÓN DE ACEITES VEGETALES DIRECTIVA COMUNITARIA 2003/30CE SE PREVE QUE EL TRANSPORTE AUMENTE UN 50% ENTRE 1990 Y 2010 1113 MILLONES DE TONELADAS DE CO2 HAY QUE LLEGAR A LA SUSTITUCION DE UN 20% EN 2020 EN 2005 DEBE CONSEGUIRSE UNA INTRODUCCION DEL 2 % DE BIOCOMBUSTIBLES EN 2010 LA PROPORCIÓN HA DE LLEGAR AL 5,75% SE INFORMARA ANUALMENTE DE LA CUOTA DE BIOCARBURANTES EN CADA ESTADO SE CONSIDERARAN LOS ASPECTOS MEDIOAMBIENTALES Y ECONOMICOS DE LOS AUMENTOS DE CUOTA 16
- 17. BIOCARBURANTES II: BIOETANOL Obtención fermentación: 1) de almidones de cereales( trigo, maíz, cebada) 2) de azúcares( caña de azúcar, pataca, sorgo dulce) 3) sustancias celulósicas Utilización: 1) mezclado con gasolinas en lugar del ETBE o MTBE 15% 2) como carburante con mezclas con gasolina hasta 85 3) como componente del ETBE Reducción de emisiones de CO2: 51% (cereales) , 70% (azucares) con respecto a la gasolina Reducción de las emisiones de CO en la combustión Reducción de contaminantes tóxicos en la combustión: benceno y butadieno Aumento de acetaldehidos y formaldehidos en la combustión Coste medio: etanol de maíz 0.50 €/l ( etanol de cereales 0,45 €/l en España) 17
- 18. BIOCARBURANTES III: BIODIESEL Obtención: esterificación de aceites vegetales (soja, colza, girasol) con metanol Triglicérido + metanol = metilester + glicerina Utilización: puede sustituir directamente al diesel procedente del petróleo sin modificación de los motores Reducción de emisiones: CO2: 57% (colza) 72% (soja) con respecto al diesel procedente del petróleo Eliminación de SO2 65% de las partículas Productos orgánicos aromáticos Aumenta la vida de los motores Coste medio: colza 0.56 €/l ; soja 0.76 €/l Es una realidad en Alemania, Francia (25.000t/año), Italia, Bélgica y Austria (15.000t/año) 18
- 19. BIOCARBURANTES EN ESPAÑA El consumo actual de combustibles de automoción > 40 Mtep (20 % son gasolinas y el resto gasóleos), hacen falta 8 Mtep de biocarburantes para cumplir los objetivos fijados por la UE para el año 2020 Las plantas de producción de etanol carburante de ABENGOA (< 400 kt) utilizan cultivos agroalimentarios (cereales) , con precios superiores a los de los productos energéticos difícilmente competitivos con los carburantes tradicionales. En el cultivo de la pataca se pueden obtener producciones de 5000-6000 litros de etanol por ha (a razón de un litro por cada 12 kg de tubérculos), El sorgo azucarero sería un cultivo preferentemente para los regadíos de zonas más cálidas, donde puede dar productividades en biomasa superiores a las 30 toneladas de materia seca por ha CULTIVO Producción t/ha Rendimiento etanol kg/l Producción etanol l/ha Remolacha 60 10 6.000 Trigo 2,5 2,8 877 Maiz 10 2,7 3.703 Pataca 65 12 5.416 Sorgo azucarero 90 18 6.000 19
- 20. EVOLUCIÓN DE LOS BIOCARBURANTES EN EL REINO UNIDO LIQUID BIOFUELS AND RENEWABLE HYDROGEN TO 2050 (JULIO 2004) NO SE PUEDEN REDUCIR LAS EMISIONES DE CO2 AL 20% EN 2010 SI NO SE INTRODUCEN NUEVOS BIOCARBURANTES: biocombustibles o hidrogeno HAY QUE PRODUCIR HIDRÓGENO A PARTIR DE ENERGÍAS RENOVABLES. SOLUCIÓN A LARGO PLAZO LOS BIOCOMBUSTIBLES, ETANOL Y DIESEL, REPRESENTAN LA SOLUCIÓN MÁS INMEDIATA ANALISIS DEL CICLO DE VIDA IMPACTOS LOCALES IDENTIFICACIÓN DE LAS LAGUNAS TECNOLOGICAS IMPACTO AMBIENTAL 20
- 21. FACTORES QUE CONDICIONAN LA PENETRACIÓN DE LOS BIOCARBURANTES FAVOR CONTRA Económicos Económicos Precio del petróleo en alza Reducción precio H Costes materia prima Reducción costes vehículos con Apreciación coproductos piIas de combustible Éxito cultivos energéticos Fracaso cultivos energéticos Alto coste H Técnicos Técnicos Dificultad adaptar vehículos Mejora producción Viabilidad vehículos eléctricos Distribución y almacenamiento de Deterioro calidad del aire H Mayor rentabilidad biomasa en Consumo otros usos Acuerdo sobre estandares Fallo de tecnologías Calidad de biocombustibles Consumo Políticos No aceptación pública de fábricas U.E Mala calidad de los biocarburantes Reducción CO2 Políticos Reducción importaciones Inadecuada reforma de la PAC 21
- 22. AGROBIHOL Viabilidad técnico económica y ambiental de la introducción del bioetanol como combustible alternativo COMILLAS, UPM Estudio de cultivos de pataca y sorgo azucarero como cultivos energéticos de bajo coste para la producción de etanol. UPM , ITA Estudio del uso de los tallos de pataca como materia prima alcoholígena, en alternativa al uso de los tubérculos UPM, CIEMAT Uso del bioetanol para la producción de biodiesel mediante transesterificación del aceite de semillas del cardo, UPM, CIDAUT Mejora y optimización de la producción actual de bioetanol COMILLAS,ABENGOA Ensayos de diferentes mezclas de etanol con gasolina en los motores actuales y en motores modificados. FORD CIDAUT. Utilización del etanol para la producción de hidrógeno en las pilas de combustible ABENGOA, CESIC Distribución y logística del etanol en la red de suministro de carburantes. ABENGOA, BP 22
- 23. Materia prima: pataca y sorgo dulce Producción de bioetanol: Producción de - a partir de tallos de pataca y Bioetanol sorgo - optimización proceso actual Bioetanol para biodiesel de aceite de cardo Impacto Aspectos socio- ambiental económicos En mezcla directa Utilización del E-Diesel E-85 en FFV Bioetanol En pilas de combustible previo reformado Logística y distribución 23