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tecnologías energéticas | TECNOLOGÍAS DE ENERGÍA RENOVABLE
[R]EVOLUCIÓN ENERGÉTICA ARGENTINA
UN FUTURO ENERGÉTICO SUSTENTABLE
• Sistemas térmicos
La combustión directa es la forma más común de convertir la
biomasa en energía para calor y electricidad. Mundialmente
representa más del 90% de la generación de la biomasa. Las
tecnologías pueden distinguirse en lecho fijo, lecho fluidizado o
combustión en flujo de arrastre. En la combustión en lecho fijo,
como un horno de parrilla, el aire primario pasa a través de un lecho
fijo en el cual el carbón vegetal es secado, gasificado y quemado. Los
gases combustibles producidos son quemados luego de la adición del
aire secundario generalmente en una zona separada del lecho de
combustible. En la combustión en lecho fluidizado, el aire de
combustión primario es inyectado desde el fondo del horno con una
velocidad tan alta que el material dentro del horno se convierte en
una masa hirviente de partículas y burbujas. La combustión en flujo
de arrastre es adecuada para los combustibles disponibles en forma
de partículas pequeñas como el aserrín o virutas finas que son
inyectadas neumáticamente dentro del horno.
Gasificación. Los combustibles de biomasa están siendo cada vez más
utilizados con tecnologías de conversión avanzadas como los sistemas
de gasificación, que ofrecen una eficiencia superior en comparación
con la generación de energía convencional. La gasificación es un
proceso termo-químico en el cual la biomasa es calentada con poco o
nada de oxígeno presente para producir un gas de baja energía. El gas
luego puede ser utilizado para alimentar una turbina de gas o un
motor de combustión para generar electricidad. La gasificación
también puede disminuir los niveles de emisión en comparación con la
producción de energía con combustión directa y un ciclo de vapor.
La pirólisis es un proceso mediante el cual la biomasa es expuesta a
altas temperaturas en ausencia de aire, causando su descomposición.
Los productos de la pirólisis siempre incluyen gas (“biogás”), líquido
(“bioaceite”) y sólido (material carbonoso o “char”); las proporciones
relativas de cada uno dependen de las características del combustible,
el método de pirólisis y los parámetros de la reacción como
temperatura y presión. Las temperaturas más bajas producen más
productos sólidos y líquidos, y las temperaturas más altas, más biogás.
• Sistemas biológicos
Estos procesos son adecuados para materiales de biomasa muy
húmedos como los residuos alimenticios o agrícolas incluyendo el
estiércol de animales de granja.
Digestión anaeróbica Es la descomposición bacteriana de los residuos
orgánicos en un ambiente libre de oxígeno. Esto produce un biogás
normalmente compuesto por un 65% de metano y un 35% de dióxido de
carbono. El biogás purificado luego puede ser utilizado tanto para la
generación de calefacción como de electricidad.
Fermentación. Es el proceso por el cual las plantas con un alto
contenido de azúcar y almidón son descompuestas con la ayuda de
microorganismos para producir etanol y metanol. El producto final es
un combustible inflamable que puede ser utilizado en vehículos.
Las capacidades de las centrales eléctricas de biomasa normalmente se
extienden hasta 15MW pero son posibles centrales más grandes, con
una capacidad de hasta 400MW, donde parte del combustible de
entrada posiblemente sea un combustible fósil, por ejemplo, carbón
pulverizado. La mayor central alimentada con biomasa en el mundo
está situada en Pietarsaari, en Finlandia. Construida en 2001, esta es
una central CHP industrial que produce vapor (100 MWth) y
electricidad (240 MWe) para la industria forestal local; y calefacción
de distrito para la ciudad cercana. La caldera es una caldera de lecho
fluidizado circulante diseñada para generar vapor a partir de cortezas,
virutas, residuos de madera, biocombustible comercial y turba.
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En 2005, un estudio encargado por Greenpeace Holanda concluyó
que era técnicamente posible construir y operar una central eléctrica
de biomasa de 1.000 MWe que utilice tecnología de combustión en
lecho fluidizado y se alimente con pellets de madera residual 59 .
9.3.6 biocombustibles
La conversión de los cultivos en etanol y biodiesel a partir de éster metílico
de colza (RME) actualmente se lleva a cabo principalmente en Brasil,
Estados Unidos y Europa. Los procesos para la obtención de combustibles
sintéticos a partir de gases “biogénicos” también desempeñarán un rol más
importante en el futuro. En teoría, los biocombustibles pueden producirse a
partir de cualquier fuente de carbono biológico, aunque la más común son
las plantas fotosintéticas. Varias plantas y materiales derivados de ellas son
utilizados para la producción de biocombustibles.
Mundialmente, los biocombustibles son utilizados principalmente para la
propulsión de vehículos, pero también pueden ser utilizados para otros
propósitos. La producción y el uso de los biocombustibles deben resultar en
una reducción neta de emisiones de carbono en comparación con el uso de
combustibles fósiles tradicionales para tener un efecto positivo en la
mitigación del cambio climático. Los biocombustibles sustentables pueden
reducir la dependencia del petróleo y con ello mejorar la seguridad energética.
• EL bioetanol es un combustible fabricado a partir de la fermentación de
azúcares. Esto se logra accediendo a los azúcares en forma directa (caña
de azúcar o remolacha) o descomponiendo el almidón de granos como el
trigo, el centeno, la cebada o el maíz. En la Unión Europea el bioetanol es
producido principalmente a partir de granos y el trigo es la materia
prima dominante. En Brasil, la materia prima preferida es la caña de
azúcar, mientras que en los Estados Unidos es el maíz. El bioetanol
producido a partir de cereales tiene un subproducto, un alimento para
animales rico en proteína llamado Granos Secos de Destilería con
Solubles (DDGS, según sus siglas en inglés). Por cada tonelada de
cereales utilizados para producir etanol, un tercio, en promedio, entrará
en la corriente de alimentación animal como DDGS. Debido a su elevado
nivel proteico, es actualmente utilizado como reemplazo para la torta de
soja. El bioetanol puede mezclarse en la gasolina directamente o ser
utilizado en la forma de ETBE (Etil Ter Butil Éter).
• El biodiesel es un combustible producido a partir de aceite vegetal
procedente de semillas de colza, de girasol o granos de soja, así como
aceites de cocina usados o grasas animales. Si los aceites vegetales
usados fueran reciclados como materia prima para la producción de
biodiesel, esto puede reducir la contaminación del aceite desechado y
proporciona una nueva manera de transformar un producto residual en
energía para el transporte. Las mezclas de biodiesel y diesel convencional
a base de hidrocarburos son los productos más comunes distribuidos en
el mercado al por menor de los combustibles de transporte.
La mayoría de los países utilizan un sistema de etiquetado para
indicar la proporción de biodiesel en cualquier mezcla de combustible.
El combustible que contiene un 20% de biodiesel es etiquetado como
B20, mientras que se hace referencia al biodiesel puro como B100.
Las mezclas de 20% de biodiesel con 80% de diesel de petróleo
(B20) generalmente pueden ser utilizadas en motores diesel sin
modificar. Para ser utilizado en su forma pura (B100) un motor puede
requerir ciertas modificaciones. El biodiesel también puede ser
utilizado como combustible para calefacción en calderas domésticas y
comerciales. Los hornos antiguos pueden contener partes de goma que
serían afectadas por las propiedades solventes del biodiesel pero, de lo
contrario, puede quemarse sin ninguna conversión.
59 ‘OPPORTUNITIES FOR 1,000 MWE BIOMASS-FIRED POWER PLANT IN THE
NETHERLANDS’, GREENPEACE HOLANDA, 2005.