Luis García Benedicto
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8/11/2006
LA BIOMASA Y LOS BIOCARBURANTES COMO FUENTE ENERGÉTICA
La biomasa en la generación eléctrica y de calor en centrales térmicas, industria
y edificios.
Toledo, 8 de noviembre de 2006 Luis García BenedictoDpto. Biomasa
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LA BIOMASA Y LOS BIOCARBURANTES COMO FUENTE ENERGÉTICA
ÍndiceÍndice
1. INTRODUCCIÓN
2. TIPOS DE BIOMASA
3. SITUACIÓN ACTUAL EN LA UE YESPAÑA
4. LA BIOMASA EN EL PER 2005 – 2010
5. EJEMPLOS
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LA BIOMASA Y LOS BIOCARBURANTES COMO FUENTE ENERGÉTICA
1. Introducción1. Introducción
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LA BIOMASA Y LOS BIOCARBURANTES COMO FUENTE ENERGÉTICA
Tipos y aprovechamientoINTRODUCCIÓN
Tipos de biomasa y su aprovechamiento
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LA BIOMASA Y LOS BIOCARBURANTES COMO FUENTE ENERGÉTICA
Comparativa de AplicacionesINTRODUCCIÓN
Producción de energía térmica
• Mayor precio de venta de la energía.
• Posibilidad de movilizar nuevosrecursos (“biomasas difíciles” porcantidad, calidad y precio) sin grandesexigencias de cantidad.
• Mayor rendimiento de la energíautilizada (entre el 50 % y el 80 %).
Producción de electricidad
• Menor precio de venta de la energía.
• Capacidad de movilización de mayorescantidades de biomasa, pero dificultadde aprovechamiento de algunos tiposde biomasa.
• Menor rendimiento de la energíautilizada (entre el 18 % y el 30 %).
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Aplicaciones térmicasINTRODUCCIÓN
• Grandes redes de calefacción. Danservicio a un gran número de edificios einstalaciones (consumos en torno a 2.000t/año).
• Redes pequeñas. Dan servicio a edificioso instalaciones adyacentes (consumos entorno a 400 t/año).
• Calderas o estufas de uso individualprogramables para uso diario o de fin desemana. (consumos en torno a 25 kg/día).
• Calderas de uso colectivo en el sectorresidencial y calderas industriales y(consumos en torno a 150 t/año para unedificio y 1.000 t/año para una industria).
Redes de calefaccióncentralizada
Calderas de uso individual o colectivoy/o industrial
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LA BIOMASA Y LOS BIOCARBURANTES COMO FUENTE ENERGÉTICA
• Planta de generación eléctrica: Para 5MWe de potencia eléctrica, senecesitarían en torno a 50.000 t/año.
• Plantas de cogeneración: Para 1,5 MWe
de potencia eléctrica y 1 MWt depotencia térmica, se necesitarían entorno a 15.000 t/año.
Aplicaciones eléctricasCaracterísticas generalesINTRODUCCIÓN
Centrales de producción eléctrica conbiomasa
• Central térmica de carbón: Para unasustitución del 10 % de la potenciaeléctrica (50 MWe), se necesitarían entorno a 320.000 t/año.
• Central térmica de carbón: Para unasustitución del 1 % de la potencia eléctrica(5 MWe), se necesitarían en torno a35.000 t/año.
Centrales de co-combustión conbiomasa
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LA BIOMASA Y LOS BIOCARBURANTES COMO FUENTE ENERGÉTICA
2. Tipos de Biomasa2. Tipos de Biomasa
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LA BIOMASA Y LOS BIOCARBURANTES COMO FUENTE ENERGÉTICA
Residuos forestales
Biomasa en el PER [1]
Caracterización
Mecanización complicada.
Necesarios astillado y compactación.
Limpieza, astillado y transporte
incrementan el precio del residuo.
Problemática
Disponibilidad del recurso en cantidad,calidad y precio.
Existencia en algunos casos de un usoalternativo.
Ausencia de pretratamientos de adecuacióndel recurso.
Residuos agrícolas leñosos
CaracterizaciónMarcado carácter estacional
Necesarios astillado y compactación
Problemática
Disponibilidad del recurso en cantidad,calidad y precio
Dispersión y pequeña escala de lasexplotaciones generadoras del recurso
Ausencia de pretratamientos deadecuación del recurso
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TIPOS DE BIOMASA
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Residuos agrícolas herbáceos
Caracterización
Marcado carácter estacional.
Grandes variaciones de la producción
de una temporada a otra, que suponenoscilaciones fuertes de los precios.
ProblemáticaDisponibilidad del recurso en cantidad,calidad y precio.
Residuos de industrias forestales yagrícolas
Caracterización
RIF: materiales heterogéneos (astillas,cortezas, serrín, etc.) con alto grado deaprovechamiento industrial.
RIA: de origen muy variado, destacan losde la industria del aceite de oliva y defrutos secos.
ProblemáticaDisponibilidad limitada del recurso.
Ausencia de pretratamientos deadecuación del recurso.
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TIPOS DE BIOMASA Biomasa en el PER [2]
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Cultivos energéticos
Caracterización
Alternativa a los cereales extensivos.
Alta productividad, bajos inputs, balance
energético positivo y fácil recuperación delas tierras.
Herbáceos: sorgo, colza etíope, cardo.
Leñosos: eucaliptos, chopos, sauces.
Problemática
Marco legislativo y de ayudas.
Altos costes de cultivo.
Actividad en fase de demostración.
Precio y volumen de inversión.
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Biomasa en el PER [3]TIPOS DE BIOMASA
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LA BIOMASA Y LOS BIOCARBURANTES COMO FUENTE ENERGÉTICA
3. Situación actual3. Situación actualen el UE y en Españaen el UE y en España
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LA BIOMASA Y LOS BIOCARBURANTES COMO FUENTE ENERGÉTICA
LIBRO BLANCO (1997):
ÆOBJETIVO GENERAL (2010): 12% de laENERGIA PRIMARIA.
ÆOBJETIVO BIOMASA (2010): Aumentodel consumo de biomasa en 57 Mtep/año.
BIOMASA RESIDUAL sólida: 30 Mtep/año.
CULTIVOS ENERGÉTICOS (usos térmicosy eléctricos): 27 Mtep/año.
PLAN DE ACCIÓN DE BIOMASA:
Intenta corregir la tendencia a través de unabastecimiento adecuado.
Marco de referencia
UNIÓN EUROPEA ESPAÑA
LEY 54/1997, del Sector Eléctrico:
Régimen especial (< 50 MW), garantía deacceso a la red, prima para las EnergíasRenovables y Plan de Fomento de las E.R.
REAL DECRETO 436/2004 de 12 de marzo:
Procedimiento administrativo, condicionesde vertido a la red y régimen económico.
PLAN DE ENERGÍAS RENOVABLES ENESPAÑA 2005-2010 (agosto de 2005).
ESCALA AUTONÓMICA: Procedimientos
Administrativos autorización instalaciones.
ESTADO ACTUAL DE LA BIOMASA
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LA BIOMASA Y LOS BIOCARBURANTES COMO FUENTE ENERGÉTICA
Datos de Partida del PER
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Fuente: EurObserv’ER
Consumo de energía de la biomasa en laUnión Europea (2003)
0,00 1,00 2,00 3,00 4,00 5,00 6,00 7,00 8,00 9,00 10,00
Luxemburgo
Irlanda
Bélgica
Holanda
Grecia
Gran Bretaña
Dinamarca
Italia
Portugal
Austria
España
Polonia
Alemania
Finlandia
Suecia
Francia
Mtep
Consumo de biomasa en Españadesagregado por sectores (2004)
SECTOR TEP %
Doméstico 2.056.508 49,4%
Pasta y papel 734.851 17,6%
Madera, muebles y corcho 487.539 11,7%
Alimentación, bebidas y tabaco 337.998 8,1%
Cantrales de energía eléctrica (no CHP) 254.876 6,1%Cerámica, cemento y yesos 129.013 3,1%
Otras actividades industriales 57.135 1,4%
Hostelería 30.408 0,7%
Agrícola y ganadero 21.407 0,5%
Servicios 19.634 0,5%
Productos químicos 16.772 0,4%
Captación, depuración y distribución de agua 15.642 0,4%
Textil y cuero 5.252 0,1%
TOTAL 4.167.035
Fuente: IDAE
Consumo total de energía de labiomasa en España (2004)
ESTADO ACTUAL DE LA BIOMASA
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Situación en España
Biomasa Eléctrica
Evolución del incremento energía primaria de biomasa eléctrica1999 - 2004
Número de proyectos Biomasa Electrica
(1999 - 2004)
2
0
1
8
11
0
22
0
5
10
15
20
Residuos
forestales
Residuos
agrícolas
leñosos
Residuos
agrícolas
herbáceos
Residuos d e
industrias
forestales
Residuos de
industrias
agrícolas
Cultivo s
energéticos
TOTAL
Tipo de recurso
N ú m e r o d e p r o y e c t o s
Total Incremento biomasa eléctrica 1999-2004: 468.856 tep
Incremento de energía anual (tep/año)
0 50.000 100.000 150.000 200.000 250.000
1999
2000
2001
2002
2003
2004
tep/año
ESTADO ACTUAL DE LA BIOMASA
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Situación en España
Biomasa Térmica
Evolución del incremento energía primaria de biomasa térmica1999 - 2004
Número de proyectos Biomasa Térmica (1999 - 2004)
147
0 1
113
26
0
287
0
50
100
150
200
250
300
350
Residuos
forestales
Residuos
agrícolas
leñosos
Residuos
agrícolas
herbáceos
Residuos de
industrias
forestales
Residuos de
industrias
agrícolas
Cultivos
energéticos
TOTAL
Tipo de recurso
N ú m e r o d e p r o y e
c t o s
Total Incremento 1999 - 2004: 69.446 tep
Incremento de energía anual pr imaria (tep/año)
0 5.000 10.000 15.000 20.000
1999
2000
2001
2002
2003
2004
tep/año
ESTADO ACTUAL DE LA BIOMASA
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4. La Biomasa en el4. La Biomasa en elPER 2005-2010.PER 2005-2010.
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LA BIOMASA Y LOS BIOCARBURANTES COMO FUENTE ENERGÉTICA
Objetivos 2010
5.040.300Energía primaria
TOTALES
4.457.786Aplicaciones eléctricas
582.514Aplicaciones térmicas
Aplicaciones
1.908.300Cultivos energéticos
670.000Residuos de industrias agrícolas
670.000Residuos de industrias forestales660.000Residuos agrícolas herbáceos
670.000Residuos agrícolas leñosos
462.000Residuos forestales
Recursos
OBJETIVOS (tep)En términos de energía primaria
Objetivos energéticos 2005-2010 Objetivos energéticos 2005-2010
Residuos forestales 60
Residuos agrícolas leñosos 100
Residuos agrícolas herbáceos 100
Residuos de industrias forestales 100
Residuos de industrias agrícolas 100
Cultivos energéticos 513
Total generación distribuida (MW) 973
Total co-combustión (MW) 722
TOTAL (MW) 1.695
Total generación eléctrica con biomasa
Co-combustión (MW)
Desglose por tipo de recurso
PER 2005-10: objetivos (MW)
Generación distribuida
En términos de potencia eléctrica
LA BIOMASA EN EL PER 2005-2010
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Biomasa EléctricaLA BIOMASA EN EL PER 2005-2010
Periodo 2005 - 2010: 17.348.380 tCO2
Emisiones Evitadas frente a CicloCombinado con Gas Natural /
Carbón (Co-combustión)
11.026 empleos netosEmpleo Generado
4.457.786 tepProducción Energética Total
1.964,6 millones de Inversión
1.059,9 millones de Apoyo Público
BIOMASA ELÉCTRICAPARÁMETROS
PLAN DE ENERGÍAS RENOVABLES (2005 – 2010)
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LA BIOMASA Y LOS BIOCARBURANTES COMO FUENTE ENERGÉTICA
Biomasa TérmicaLA BIOMASA EN EL PER 2005-2010
Periodo 2005 - 2010: 5.272.790 tCO2Emisiones Evitadas frente a
Gasóleo C de calefacción
5.410 empleos netosEmpleo Generado
582.514 tepProducción Energética Total
764,7 millones de Inversión
284 millones de Apoyo Público
BIOMASA TÉRMICAPARÁMETROS
PLAN DE ENERGÍAS RENOVABLES (2005 – 2010)
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5. Ejemplos5. Ejemplos
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Extracción de biomasaPRODUCCIÓN DE BIOMASA
Empresa de logística de biomasa.
Utiel (Valencia). Sistema de extracción medianteempacado de residuos leñososforestales y agrícolas.
Extracción: Todo el año variando el
tipo de biomasa. Tratamientos: Actualmenteseparación y astillado. En proyectoplanta de peletizado.
Producción de abonos, astilla paratablero y astilla para energía.
Empresa: TRABISA
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Cultivo de 100 ha de sorgo híbridopara biomasa. Andalucía.
Siembra: Principio de Mayo.
Recolección: Finales de Agosto. Rendimientos anuales hasta 50t/ha en regadío.
Cultivo Energético de Sorgo híbrido para biomasa
Experiencias piloto: VALORIZA
Cultivo de BiomasaPRODUCCIÓN DE BIOMASA
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Cultivo de 4 ha de chopo para
biomasa dentro del PSE de CultivosEnergéticos.
Varias experiencias de cultivosenergéticos de chopo (comparativaco aguas residuales, distintos marcos
de plantación, etc). Grandes cultivos de chopo para usoindustrial que podrían cambiar suaprovechamiento final.
Rendimientos anuales de 20 t/hade materia seca en regadío. Marcos de plantación entre 1.700pies/ha y 25.000 pies/ha.
Cultivo Energético de chopo para biomasa en GranadaCultivo de BiomasaPRODUCCIÓN DE BIOMASA
Fuente: Antonio Ramos
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É
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Centros Temporales de Aprovisionamiento de biomasa sólidaLogística de BiomasaPRODUCCIÓN DE BIOMASA
“El correcto suministro delbiocombustible necesita ser en
ocasiones almacenado y preacondicionado en una Red de
Almacenes y Centros de Aprovisionamiento.”
“Dependiendo de la localización delmercado, los centros son mixtos
“carbón-coque-biomasa”, o según lasúltimas tendencias el correctoenlace generación-suministro,
requiere los Centros Logísticos,estratégicamente localizados,temporales o fijos según los
proyectos.”Empresa: CGC Gestión de Biomasa
CTA deBiomasa (Jaén)
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LA BIOMASA Y LOS BIOCARBURANTES COMO FUENTE ENERGÉTICA
Lugar: Paseo de la Habana 12(Madrid).
Biomasa: Hueso de aceituna Dos calderas, una de 465 kW(calefacción) y otra de 115 kW (ACS).
Usuarios: Suministra calefacción yagua caliente sanitaria a 12 viviendasde gran superficie.Sustituye calderas de carbón.
Ahorro de 7.000 /año respecto a laantigua caldera de carbón.
Puesta en marcha: 2003 – 2004.
Calefacción en
comunidades de vecinos
APLICACIONES TÉRMICAS DE LA
BIOMASA
Empresa: Calordom
Calefacción en comunidades de vecinos de Madrid
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LA BIOMASA Y LOS BIOCARBURANTES COMO FUENTE ENERGÉTICA
Calefacción en hostelería
APLICACIONES TÉRMICAS DE LA
BIOMASA
Empresa: HC ingeniería
Lugar: Boca de Huérgano (León). Biomasa: Varios tipos de biomasa. Sistema compuesto por caldera debiomasa de 50 kW y captadores
solares térmicos para producción decalefacción por suelo radiante y ACS.
Suministro de calefacción por sueloradiante y ACS a las tres viviendasque constituyen la casa rural, con unasuperficie de 250 m2. Puesta en marcha: 2005.
Calefacción y ACS con biomasa y energía solar en la casa rural “El Casar dePuente”
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LA BIOMASA Y LOS BIOCARBURANTES COMO FUENTE ENERGÉTICA
Red de calefacción centralizada de Cuéllar
Lugar: Cuéllar (Segovia).
Biomasa: residuos de industriasforestales.
789 tep/año de energía primaria. Calderas de 4.500.000 kcal/h y
600.000 kcal/h de potencia y red dedistribución con tubería preaislada. Usuarios: 3 edificios municipales, 5cooperativas de viviendas y 13viviendas individuales y piscina.
Suministra calefacción y ACS.Sustituye a viejas calderas degasóleo C. En marcha desde abril de 1999.
Red de calefacción
centralizada
APLICACIONES TÉRMICAS DE LA
BIOMASA
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LA BIOMASA Y LOS BIOCARBURANTES COMO FUENTE ENERGÉTICA
Uso térmico industrial enPuertas Dayfor
Lugar: Daimiel (Ciudad Real).
Biomasa: Residuos del proceso de
fabricación de puertas (virutas yserrín).
255 tep/año de energía primaria.
Inversión: 0,71 M.
Proyecto incluido en el ProgramaFEDER-IDAE para PYMES.
Caldera de aceite térmico ysistemas para transportar el calor.
Uso energético: el calor esempleado en presas de la fábrica ypara calefacción de naves.
En funcionamiento desdeseptiembre de 2001.
Uso térmico industrial
APLICACIONES TÉRMICAS DE LA
BIOMASA
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LA BIOMASA Y LOS BIOCARBURANTES COMO FUENTE ENERGÉTICA
Central térmica con paja de Sangüesa
Lugar: Sangüesa (Navarra)
Biomasa: paja (160.000 t/año) 55.500 tep/año de energía primaria Potencia: 29,5 MW (bruta) y200.000 MWh/año
Caldera con parrilla vibratoria yturbina de vapor
En marcha desde julio de 2002
Plantas de generación
APLICACIONES ELÉCTRICAS DE LA
BIOMASA
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LA BIOMASA Y LOS BIOCARBURANTES COMO FUENTE ENERGÉTICA
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LA BIOMASA Y LOS BIOCARBURANTES COMO FUENTE ENERGÉTICA
Generación eléctrica empleando cascarilla de arroz en DACSA
Lugar: Almàssera (Valencia).
Biomasa: residuos del proceso(cascarilla de arroz).
5.017 tep/año de energía primaria
Potencia: 2,0 MW (bruta) y 15.000
MWh/año. Caldera de lecho fluido y turbina devapor.
IDAE participa en la UTE con unporcentaje del 85%.
Vapor a la turbina: 10 t/h, 60 bar y480ºC.
En marcha desde junio de 2002.
Cogeneración en industrias
APLICACIONES ELÉCTRICAS DE LA
BIOMASA
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LA BIOMASA Y LOS BIOCARBURANTES COMO FUENTE ENERGÉTICA
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Generación eléctrica a partir de la gasificación de biomasa en GUASCOR, S.A.
Lugar: Vitoria (Álava).
Biomasa: Residuos agrícolasleñosos (podas) y de industriasforestales de la zona. Potencia: 350 kW inicial
modulable con el objetivo dedesarrollar una instalacióncomercial final de 750 kW.
Convenio de desarrollotecnológico entre GUASCOR y elIDAE. En fase de desarrollo.
Nuevas tecnologías
APLICACIONES ELÉCTRICAS DE LA
BIOMASA
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LA BIOMASA Y LOS BIOCARBURANTES COMO FUENTE ENERGÉTICA
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Gracias porsu atención
IDAEc/Madera, 8
Madrid 28004
Tel: 914.564.900
Fax: 915.230.414
E-mail: [email protected]