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1 BIOMASA JULIO MONTES PONCE DE LEÓN. 2 FUENTES DE BIOMASA Y FORMAS DE UTILIZACIÓN ENERGÉTICA fermentación alcohólica COMBUSTION BIOMASA VEGETAL BIOMASA.

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Presentación del tema: "1 BIOMASA JULIO MONTES PONCE DE LEÓN. 2 FUENTES DE BIOMASA Y FORMAS DE UTILIZACIÓN ENERGÉTICA fermentación alcohólica COMBUSTION BIOMASA VEGETAL BIOMASA."— Transcripción de la presentación:

1 1 BIOMASA JULIO MONTES PONCE DE LEÓN

2 2 FUENTES DE BIOMASA Y FORMAS DE UTILIZACIÓN ENERGÉTICA fermentación alcohólica COMBUSTION BIOMASA VEGETAL BIOMASA ORGÁNICA RESIDUOS AGRÍCOLAS RESIDUOS INDUSTRIALES CULTIVOS ENERGÉTICOS RESIDUOS SÓLIDOS ORGÁNICOS LODOS DEPURADORAS RESIDUOS GANADEROS PIROLISIS fermentación metánica GASIFICACIÓN TERMOQUÍMICOS BIOQUIMICOS

3 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

4 4 BIOMASA RESIDUOSCULTIVOS INDUSTRIALES AGROGANADEROS FORESTALES SÓLIDOS URB MADERA AGROALIMENTARIA LODOS AGRICOLAS GANADEROS Papel Mueble Cáscaras Huesos Desechos Podas Paja Cascarilla Poda Entresaca HERBACEOS LEÑOSOS Cereales Cardo Pataca Sorgo Sauces Chopos

5 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 CO 2 POSITIVO

6 6

7 7 CONSUMO DE ENERGÍA PRIMARIA EN PAÍSES EN DESARROLLO

8 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 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

9 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

10 10 PREVISIONES DE CRECIMIENTO DE LA BIOMASA EN ESPAÑA Generación bruta de electricidad con biomasa según el Plan de Fomento de las Energías Renovables GWhktep GWh ktep BIOMASA RESIDUOS SÓLIDOS BIOGÁS Biocarburantes 0 500

11 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

12 12 Años Tierras de cultivo (miles de ha) Cultivos herbáceos Barbecho y tierras sin ocupar Cultivos leñosos total secanoregadíosecanoregadíosecanoregadíosecanoregadíototal ,

13 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 SÓLIDOS URBANOS 12 VERTEDEROS CONTROLADOS 8 RESIDUOS FORESTALES Y AGRÍCOLAS 5 CULTIVOS ENERGÉTICOS22

14 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%) NO X 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

15 15 CONVERSIÓN DE LA BIOMASA EN ENERGÍA II GASIFICACIÓN CON PRODUCCIÓN DE CO, H, y CH 4 CON VAPOR DE AGUA Y AIRE CON VAPOR DE AGUA Y OXIGENO BAJA EFICIENCIA (35%) MWe 1,5-2,0 M/MWe ALTA EFICIENCIA (con ciclo combinado) 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

16 16 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 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

17 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)

18 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: CO 2 : 57% (colza) 72% (soja) con respecto al diesel procedente del petróleo Eliminación de SO 2 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)

19 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 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 CULTIVOProducción t/haRendimiento etanol kg/lProducción etanol l/ha Remolacha Trigo Maiz Pataca Sorgo azucarero 60 2, ,8 2,

20 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 CO 2 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

21 21 FACTORES QUE CONDICIONAN LA PENETRACIÓN DE LOS BIOCARBURANTES FAVOR CONTRA Económicos Precio del petróleo en alza Costes materia prima Apreciación coproductos Éxito cultivos energéticos Alto coste H Técnicos Mejora producción Distribución y almacenamiento de H Consumo Acuerdo sobre estandares Calidad de biocombustibles Políticos U.E Reducción CO 2 Reducción importaciones Económicos Reducción precio H Reducción costes vehículos con piIas de combustible Fracaso cultivos energéticos Técnicos Dificultad adaptar vehículos Viabilidad vehículos eléctricos Deterioro calidad del aire Mayor rentabilidad biomasa en otros usos Fallo de tecnologías Consumo No aceptación pública de fábricas Mala calidad de los biocarburantes Políticos Inadecuada reforma de la PAC

22 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

23 23 Producción de Bioetanol Materia prima: pataca y sorgo dulce Producción de bioetanol: - a partir de tallos de pataca y sorgo - optimización proceso actual Bioetanol para biodiesel de aceite de cardo Utilización del Bioetanol En mezcla directa E-Diesel E-85 en FFV En pilas de combustible previo reformado Logística y distribución Impacto ambiental Aspectos socio- económicos


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