Energías Renovables: La Biomasa

¡Hola a tod@s!

En los futuros post me voy a centrar en las energías renovables (energía solar, eólica, mareomotriz, geotérmica, biomasa e hidráulica) que al ser un blog sobre el medioambiente ya iba siendo hora de hablar de este tipo de energías.

Este post es para la biomasa, la cual ha sido la más votada en la encuesta, dicho esto me pongo manos a la obra.

No puedo empezar a contaros que la biomasa es una energía renovable sin antes deciros que significa esto.

Existe una enorme confusión cuando hablamos de energías renovables, a lo largo del último medio siglo a las fuentes renovables de energía se las ha llamado energías ecológicas, energías limpias, energías alternativas, energías renovables, energías sostenibles, etc.

Para definir lo que es una fuente renovable de energía nos enfrentamos a dos problemas. En primer lugar que hablar de energías no es correcto, ya que de lo que estamos o vamos a hablar es de fuentes primarias de energía. En segundo lugar, se están mezclando dos tipos de criterios para definir una fuente de energía, el primero de recuperación del recurso natural y el segundo, ambiental.

Por tanto, “una fuente primaria de energía renovable es aquella cuyo periodo de recuperación es inferior a año y medio (recuperación del recurso natural) y que sea compatible con un modelo de desarrollo sostenible (criterio ambiental).”

Considerando desarrollo sostenible al “modelo de organización y producción de energías y bienes, que cubriendo las necesidades humanas, deje a las generaciones futuras al menos el mismo nivel de recursos naturales y conservación de la biosfera que los existentes en el momento actual.”

Por este mismo motivo, no debemos confundir los términos.


“Una energía alternativa, o más precisamente una fuente de energía alternativa es aquella que puede suplir a las energías o fuentes energéticas actuales, ya sea por su menor efecto contaminante, o fundamentalmente por su posibilidad de renovación. Según esta definición, algunos autores incluyen la energía nuclear dentro de las energías alternativas, ya que generan muy pocos gases de efecto invernadero.”

Ahora bien, desde el punto de vista energético la biomasa se define como “el conjunto de la materia orgánica, de origen vegetal o animal, incluyendo los materiales procedentes de su transformación natural o artificial, que son capaces de suministrarnos energía útil."

La biomasa producida por los ecosistemas naturales ha sido tradicionalmente explotada, pero hay que destacar que la presión que se ejerza sobre la biomasa natural debe ser siempre menor que la capacidad de regeneración del ecosistema, sino no estaríamos hablando de energía renovable y una explotación intensa de este recurso conduce a daños irreparables.

A día de hoy supone el 15% del consumo energético mundial, cantidad equivalente a 30 millones de barriles de petróleo diarios.

Para unas 3.000 millones de personas, alrededor del 50% de la población mundial, que viven principalmente en las regiones rurales del Tercer Mundo, la biomasa, en forma de leña, constituye la fuente más importante de energía.

Sin embargo, nosotros hasta hace poco, ignorábamos esta clase de energía y se está viendo ahora como una búsqueda de alternativas energéticas a los combustibles fósiles, a la necesidad de reducir el cambio climático y a las grandes posibilidades reales que tiene esta fuente de energía.

Pero ¿Cuál es su origen?

La biomasa con fines energéticos se puede dividir en biomasa residual y cultivos energéticos.

La biomasa residual como su nombre indica, proviene principalmente de residuos, y es que cualquier actividad humana genera una cierta cantidad de residuos o subproductos que pueden ser utilizados como biomasa con fines energéticos como:

• Las actividades agrícolas, ganaderas y forestales
• Los procesos de las industrias agroalimentarias
• Los procesos de transformación de la madera
• Los residuos biodegradables, correspondientes a efluentes ganaderos, efluentes de aguas residuales, lodos de depuradoras, etc
• Una parte de los denominados Residuos Sólidos Urbanos (restos de alimentos, madera, papel…)
• Los excedentes agrícolas

Los cultivos energéticos se realizan con el fin exclusivo de obtener materiales destinados a su aprovechamiento energético.

El problema de tierras abandonadas durante años, siendo víctimas de la erosión y sin atención puede ser resuelto por este tipo de cultivos, donde una repoblación de estas tierras tendrá la ventaja de fijar los terrenos y producir tierra vegetal.

Una vez cogida y tratada la podemos aprovechar para distintos usos que, están asociados a los distintos tratamientos a los que es sometida la biomasa.

Se puede dividir los usos de la biomasa en biomasa sólida, biocombustibles y biogás.

• La biomasa sólida se puede utilizar para producir calor o electricidad, esta biomasa se suele destinar a aplicaciones térmicas más o menos convencionales.
• Los biocombustibles comúnmente conocidos o la biomasa líquida, se utiliza para producir calor, electricidad o movimiento. Esta biomasa se usa en motores de vehículos y centrales térmicas convencionales.

El bioetanol se puede utilizar en motores de encendido por chispa como combustible único, tras las oportunas modificaciones en los motores, aunque por lo visto, actualmente se utilizan mezclas de gasolina con bioetanol.

Se han desarrollado tecnologías y procesos de producción a partir de plantas ricas en azúcar y ricos en almidón (cereales, patata) y biomasa lignocelulósica.

Aún así, se está estudiando hacer los cultivos más rentables para disminuir el coste de las materias primas, que supone un 60% del coste final del bioetanol.

• Biomasa gaseosa o biogás, se emplea en motores, turbinas y calderas, tiene una creciente importancia en usos industriales.

En la actualidad el biogás procede de los vertederos (47%), depuración de las aguas residuales (37%) y de la industria azucarera (7,5%)

Por otro lado, ¿Cuáles son loso seguimientos que tiene que tener la biomasa para conseguir estos tipos y usos?

• En primer lugar, sin tratamiento, es decir la combustión directa de la biomasa en hogares por chimeneas o calderas domésticas.

La leña es el combustible preferido por la población rural debido a que, se encuentra disponible en cada localidad y a que no se necesita el empleo de un equipo complejo y costoso para su recolección.

Tradicionalmente, tanto su producción como empleo, se encuentran estrechamente en las comunidades rurales, siendo un “combustible” muy conveniente para los sistemas energéticos rurales descentralizados.

• En segundo lugar, está el refino que consiste en adecuar la biomasa a unas determinadas condiciones de humedad, composición o granulometría, estas condiciones se alcanzan mediantes procesos como el secado, astillado y trituración respectivamente.

• Densificación, es la mejora de las propiedades de la biomasa mediante tratamientos de briquetado o peletizado, el objetivo es idéntico al refino mejorando el almacenamiento y transporte.

¿Quién no ha oído o visto alguna vez los famosos pellets?

• Otro tratamiento es la pirólisis, que es el calentamiento de los materiales orgánicos desmenuzados a unos 500ºC, bajo presión y en ausencia de oxigeno.

Los líquidos y gases condensados forman un combustible semejante al petróleo que puede utilizarse en motores diesel o en las calderas de calefacción.

• Gasificación, este proceso está asociado a la pirólisis en la mayoría de los casos, tiene como objetivo producir la mayor cantidad de gas posible y la eficiencia depende del material empleado como en el tratamiento anterior.
• Digestión anaerobia, con ayuda de bacterias anaerobias (trabajan en ausencia de oxigeno) se puede llevar a cabo la conversión de desechos, ya sean de animales (humanos también) o vegetales, en metano, conocido también como biogás.
• Tenemos también la fermentación alcohólica, el interés por el alcohol como fuente de energía es que puede sustituirse directamente por el petróleo tanto en el transporte como en la industria química.

Los alcoholes de mayor importancia son el metanol y el etanol, este último sobre todo a escala comercial.

Se puede obtener (etanol) por ejemplo de los azucares de caña, de las féculas como la patata o de las celulosas como los residuos agrícolas.

• Por último tenemos la esterificación que explicado de forma breve es un procedimiento químico, por el cual se puede obtener un combustible líquido muy similar a los derivados del petróleo, utilizados hoy en los motores de combustión.

Para todo esto se necesitan instalaciones adecuadas, las cuales no voy a entrar en detalle de explicar, solo deciros que se tiene que tener en cuenta diversos factores como el tipo de materia utilizada, el tratamiento, el producto que se quiere conseguir…

Planta de biomasa La Loma

Planta de biogás Almenar

Donde sí me voy a parar (y es lo último del post) es en la ventajas y las desventajas de este tipo de energía “renovable” (lo pongo entre comillas porque como he dicho al principio, la presión que se ejerza sobre la biomasa natural debe ser siempre menor que la capacidad de regeneración del ecosistema, sino no estaríamos hablando de energía renovable)

Ventajas:

• El balance neto de CO2 es nulo cuando se utiliza la biomasa, ya que si en un momento se emite este gas, anteriormente fue fijado en forma vegetal o animal y por tanto, retirado de la atmósfera.

Esto quiere decir que, si un cultivo absorbe de la atmósfera 3 kg de CO2 (dato inventado) al quemarse ese cultivo para producir energía, el CO2 liberado será 3 kg. Lo comido por lo servido.

• El contenido de azufre de la biomasa es prácticamente nulo y está por debajo de los combustibles fósiles más limpios, es del orden de 0,1%. No hay riesgos de lluvias ácidas con este nivel
• Las cenizas de la biomasa son escasas, además podemos sacar partido a este residuo utilizando como abano, el regreso a los cultivos es necesario para hacer cultivos sostenibles
• La disminución del tamaño y número de vertederos
• El uso de la biomasa requerirá mano de obra campesina, lo que significa empleo
• Independencia energética o solo el incremento de esta
• Disminución del transporte de combustibles fósiles, teniendo un importante ahorro energético y la reducción de contaminación
• Se repoblaran terrenos degradados y abandonados para los cultivos energéticos

Desventajas:

• La producción de biomasa en los países pobres, impulsada por las grandes multinacionales energéticas, puede suponer el abandono de zonas de cultivo para dedicarlas a la producción energética, lo que puede suponer un incremento del hambre en el Tercer Mundo.

La paradoja de que teniendo cada vez más comida hay más personas pasando hambre.

• El mantenimiento de la fertilidad de las zonas naturales en las que sacamos biomasa, puede disminuir si no se mantiene un equilibrio razonable
• La generalización de los cultivos energéticos puede provocar un aumento de los problemas crónicos asociados a la agricultura

Esto se traduce como; incremento de la demanda de agua, uso indiscriminado de fertilizantes, uso masivo de insecticidas, destrucción de zonas naturales, etc

• Al quemar biogás en una turbina de gas para producir electricidad, nos encontramos con 2 problemas.
• El biogás tiene muchos residuos pesados, que cuando se condensan son similares a la brea y pueden dañar a la turbina y que esta, necesita un flujo continuo de gas muy elevado, lo cual implica un dimensionamiento considerable del sistema de producción de biogás.

Con esto termino el post sobre Energía Renovable; La Biomasa, solo espero que no os haya sido muy aburrido o pesado y que por supuesto hayáis aprendido algo.

Todo lo que os explico son mis conocimientos adquiridos en el curso de Energías Renovables que he cursado hace poco y los aprendidos en el Centro Tecnológico de Energías Renovables (CTAER) cuando hacía prácticas allí.


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