Biomasa julio montes - 271004 (1)

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Biomasa julio montes - 271004 (1)

  1. 1. BIOMASA JULIO MONTES PONCE DE LEÓN 1
  2. 2. FUENTES DE BIOMASA Y FORMAS DE UTILIZACIÓN ENERGÉTICA TERMOQUÍMICOSBIOMASA VEGETAL BIOMASA ORGÁNICA COMBUSTION PIROLISIS• RESIDUOS AGRÍCOLAS • RESIDUOS SÓLIDOS• RESIDUOS ORGÁNICOS GASIFICACIÓNINDUSTRIALES • LODOS• CULTIVOS DEPURADORASENERGÉTICOS BIOQUIMICOS • RESIDUOS GANADEROS fermentación alcohólica fermentación metánica 2
  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 3
  4. 4. BIOMASA RESIDUOS CULTIVOS Papel Mueble MADERA Cereales Cáscaras Cardo INDUSTRIALES AGROALIMENTARIA Huesos Pataca HERBACEOS Desechos Sorgo LODOS Podas AGRICOLAS Paja SaucesAGROGANADEROS Cascarilla LEÑOSOS Chopos GANADEROS FORESTALES Poda Entresaca SÓLIDOS URB 4
  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 CO2 POSITIVO 5
  6. 6. CONSUMO DE ENERGÍA PRIMARIA EN PAISES INDUSTRIALIZADOS biomasa 3% gas natural 24% comb. Sól. 26% petróleo 37% hidro 6% nuclear 6% 6
  7. 7. CONSUMO DE ENERGÍA PRIMARIA EN PAÍSES ENDESARROLLO biomasa 35% gas natural 7% comb. sól 28% hidro 6% petróleo 23% nuclear 1% 7
  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 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. 9. ACUERDOS DE COOPERACIÓN EN BIOENERGÍADE 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. 10. PREVISIONES DE CRECIMIENTO DE LA BIOMASAEN 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. 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. 12. Tierras de cultivo (miles de ha) Cultivos Barbecho y Cultivos total herbáceos tierras sin leñososAños ocupar secano regadío secano regadío secano regadío secano regadío total1985 8.818 2.171 4.400 173 4.190 661 17.409 3.600 20.4151990 8.899 2,274 3.979 183 4.096 741 16.973 3.199 20.1721995 8.116 2.159 3.560 210 3.899 809 15.575 3.178 18.7531996 8.281 2.309 3.583 278 3.854 839 15.717 3.427 19.1441997 8.203 2.349 3.478 254 3.899 885 15.570 3.488 19.059 12
  13. 13. PREVISIONES DE UTILIZACIÓN DE BIOMASA ENEL 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 20. EVOLUCIÓN DE LOS BIOCARBURANTES EN ELREINO 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. 21. FACTORES QUE CONDICIONAN LA PENETRACIÓNDE 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. 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. 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
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