QUÈ ÉS LA BIOENERGIA?
La bioenergia és l’energia química emmagatzemada dintre dels éssers vius i la matèria orgànica de la qual s’extreu aquesta energia s’anomena biomassa. Es tracta d’una font d’energia renovable i neutra en carboni.
La bioenergia és la primera font d’energia renovable a Europa i tindrà un paper clau pel compliment dels objectius estratègics de transició energètica i de neutralitat climàtica. Actualment, a més a més, es tracta de l’energia renovable que crea més llocs de treball i és l’única energia renovable que disposem que és gestionable i emmagatzemable.
Energia neutra en carboni
A diferència del CO2 resultant de la combustió de combustibles fòssils, el CO2 producte de la combustió de la biomassa ha estat prèviament segrestat per la vegetació durant el seu creixement, pel que la bioenergia és una energia amb balanç neutre de CO2. La biomassa és un recurs sostenible que disposen les empreses per poder descarbonitzar-se, i segons el cas, beneficiar-se de la comercialització dels drets d’emissió de CO2, o per incrementar les ventes de productes amb baixa petjada de carboni.
Reducció de la dependència dels combustibles fòssils
La bioenergia és una energia autòctona que redueix la dependència dels combustibles fòssils i la seva consegüent importació de països tercers, pel que és una font l’energia clau per l’abandonament del model energètic actual basat en combustibles fòssils.
Prevenció d’incendis forestals
Catalunya és un país de boscos i també un país d’incendis forestals, on cada vegada més s’apunta que el canvi climàtic comportarà la generació de grans incendis forestals. En aquest sentit, l’ús de la bioenergia permetrà realitzar un important impacte en la prevenció d’incendis forestals i en la minimització dels costos ambientals, socials i econòmics que suposen per a la població.
Sostenibilitat dels boscos
La gestió forestal sostenible permet gestionar les masses forestals per tal que aquestes puguin perdurar al llarg del temps i mantenir les seves funcions de serveis ambientals (captació de CO2, regulació hidrològica, protecció del sòl, hàbitat per a la biodiversitat, etc).
Creació de llocs de treball al territori
La bioenergia és l’energia renovable que genera més llocs de treball genera per unitat d'energia produïda segons l’Observatori Europeu d’Energies Renovables. En concret, la bioenergia crea 27llocs de treball per cada MW instal·lat. A més a més, contribueix a la creació de llocs de treball en zones amb alt índex de despoblament rural.
Millora de la competitivitat de les empreses
La bioenergia ajuda a millorar la competitivitat de les empreses, especialment d’aquelles empreses que presenten importants costos energètics. La major part d’indústries, presenten costos elevats per al consum tèrmic (aigua calenta, vapor, fred i climatització), i la bioenergia representa una energia segura i estable donat que la bioenergia presenta preus estables al llarg del temps alhora que permet estalviar costos de producció.
Integració de grups en risc d’exclusió social
La bioenergia és una energia social i que permet la integració de grups en risc d’exclusió social, per tal que puguin aconseguir oportunitats laborals i contribuir com el resta de persones al benestar de la societat.
Biomassa forestal
La biomassa forestal és el principal recurs de biomassa disponible a Catalunya, de la qual avui dia, només se’n aprofita el 30 % de tot el potencial disponible que es pot extreure cada any de forma sostenible dels nostres boscos. Segons el CTFC, es poden extreure cada any 1.100.000 tonelades de biomassa de forma sostenible.
Biomassa agrícola
La biomassa agrícola presenta també un elevat potencial d'aprofitament especialment a les comarques on s'origina, tot i que encara manca la major part del seu aprofitament. Existeixen nombroses fonts de biomassa agrícola; fruiters vells, closca d’ametlla, pinyolada, sarment de vinya, brisa, “orujillo”, etc.
Biomassa industrial
La biomassa industrial inclou els subproductes i residus procedents d’instal·lacions industrials del sector agroalimentari: producció d’oli d’oliva, processat de cítrics, extracció d’olis de llavors, indústria vitivinícola i alcoholera, conservera, cervesera, animal, producció de fruits secs, producció d’arròs, algues, etc. També inclou subproductes i residus procedents d’instal·lacions industrials del sector forestal: indústries forestals de primera i segona transformació ( serradores, fabricació d’elements de fusta, etc), subproductes de la indústria de la cel·lulosa, procedents de la recuperació de materials lignocel·lulòsics (palets, mobles vells, etc.).
Biomassa ramadera
La biomassa ramadera procedeix dels residus orgànics generats en explotacions ramaderes, com els purins, la gallinassa i els fems de vaca.
Biomassa urbana
Inclou la fracció biodegradable dels residus urbans que es generen diàriament a tots els municipis. Restes de podes, llots de depuradora, aigües residuals i residus HORECA (olis, residus orgànics, etc.).
COM S'APROFITA LA BIOENERGIA?
La bioenergia permet generar calor, electricitat, aigua calenta, vapor i fred. Les principals tecnologies d’aprofitament de la bioenergia són:
COMBUSTIÓ DIRECTA
És un procés pel qual els biocombustibles derivats son consumits fins diòxid de carboni (CO2) i aigua, el procés es realitza a altes temperatures (800–1000ºC) en condicions aeròbiques. Les sals minerals i altres compostos sense cremar constitueixen les cendres, que sota determinades condicions, poden ser, en general, reemborsades a sòl com a fertilitzant.
El tipus d'instal·lacions més habituals són:
Caldera de combustió
És el tipus d’instal·lació més conegut. Consisteix en l’oxidació completa del material (llenya, estella o pèl·let) produint gasos a elevada temperatura. L’alliberament de l’energia en forma de calor i vapor d’aigua pot servir tant per a edificis com per produir calor industrial.
Xarxes de calor i fred
És un tipus d’instal·lació molt habitual a Europa (coneguda com a districtheating) i, cada vegada més, a Catalunya. Consisteix en la producció d’energia tèrmica en calderes de biomassa centralitzades que és distribuïda fins als usuaris mitjançant un conjunt de tuberies, normalment subterrànies, a través d’un fluid que sol ser aigua calenta. És una infraestructura que permet aconseguir una major seguretat energètica tant en la producció com pels usuaris dels edificis. A més, també permet agregar demanda i gestionar-la de forma més eficient, i reduint costos de manteniment i oferint alhora un millor servei a la població.
Termosolar híbrida amb biomassa
La planta termosolar de Borges Blanques és la primera planta termosolar híbrida amb biomassa del món. La biomassa permet que la planta termosolar segueixi generant electricitat durant la nit. Genera 22,5 MW elèctrics.
Cogeneració (producció de calor + generació d’electricitat)
Aquest tipus d’instal·lació permet la producció combinada de calor i electricitat.
Trigeneració (producció de calor + electricitat + fred)
Procés de cogeneració en el que, addicionalment, es produeix fred per absorció, adsorció o compressió. L’avantatge d’aquest mètode és que el sistema pot funcionar també durant l’estiu, quan hi ha una menor demanda de calor.
GASIFICACIÓ
Procés d’oxidació parcial de la matèria sota condicions d’elevades temperatures, típicament superiors a 750ºC, i en presència d’un agent gasificant (aire, oxigen, vapor d’aigua, etc.). Es produeix una barreja de gasos anomenada syngas, formada per CO, CO2, H2 i CH4 en diferents proporcions depenent del tipus d’agent gasificant, i també residus sòlids composts per material no combustible i inherent present al residu.
Aplicacions
Els compostos gasosos resultants, principalment CO, H2 i CH4 poden ser utilitzats com a combustible per a la generació d’energia elèctrica o tèrmica a través de sistemes de combustió de gas, com motors alternatius, turbines de gas i calderes industrials o residencials. Es genera una major quantitat d’energia que amb la combustió directa de la biomassa i amb menor espai disponible.
PIRÒLISI
Descomposició tèrmica de la biomassa en absència (o amb poca quantitat) d'oxigen a unes temperatures que oscil·len entre 300ºC i 800ºC. Com a resultat del procés s’obtenen gasos (CO2, CO, H2, CH4, C2H2, C2H4, C2H6 etc.), residus líquids (quitrans, hidrocarburs i aigua) i residus sòlids (charo biochar).
Aplicacions
Els residus gasosos s’aprofiten mitjançant combustió a través d’un cicle de vapor per a la producció d’energia elèctrica. El bioil és el principal residu líquid resultant, format per la condensació dels gasos produïts durant la piròlisi. Aquest és una mescla complexa de diferents compostos, principalment aigua, sucres i àcids, que poden ser utilitzats com a precursor d’altres compostos químics. També es tenen usos com a combustible en calderes i motors de generació de calor, electricitat i/o vapor.
El residu sòlid principal és el biochar. Per la seva alta capacitat de retenció catiònica, de retenció d'humitat i el seu elevat contingut en carboni resistent a la descomposició microbiana, el biochar s'ha proposat com un producte de tipus carbó-negatiu utilitzat per incrementar la fertilitat del sòl, la producció d'energia neta, la valorització de residus orgànics i la mitigació del canvi climàtic.
PRODUCCIÓ DE BIOGÀS (digestió anaeròbica / co-digestió)
La producció de biogàs consisteix en un procés de biodegradació de la matèria orgànica mitjançant l’acció de microorganismes i altres factors en absència (o amb poca quantitat) d'oxigen. El producte resultat és una mescla constituïda majoritàriament per metà (CH4) en una producció que oscil·la entre un 40% a un 70%, i diòxid de carboni (CO2), i altres gasos en petites proporcions (H2, N2, O2 i H2S). La digestió anaeròbica d’una barreja de materials (o substrats) s’anomena co-digestió i dóna millors resultats que la digestió per separat.
Les principals aplicacions són les següents:
Combustible
La major part de la producció de biogàs s’utilitza per a la generació elèctrica en motors de combustió interna, en substitució de combustibles fòssils, com el gas natural. També existeixen alternatives com l’ús de calderes per a la producció de calor i altres sistemes de combustió a gas.
El biogàs es pot sotmetre a processos de depuració i neteja anomenats “upgrading” del biogàs i que dona lloc al biometà. És un producte de característiques similars al gas natural, això implica que es pot utilitzar per les mateixes finalitats, tant a nivell domèstic com industrial i com a biocombustible per molts tipus de vehicles. També es pot injectar a la xarxa de gas natural per a la seva subministració a residències o fàbriques.
Biofertilitzant
El material orgànic resultant de les plantes de biogàs s’aprofita com a fertilitzant orgànic de gran qualitat. Aquests són més productius que els fertilitzants tradicionals i impliquen un menor impacte en el medi ambient donat que es necessiten dosis més baixes, i els nutrients s’alliberen de manera progressiva, permetent una major efectivitat i un menor cos econòmic.
PRODUCCIÓ DE BIOFUELS
Bioetanol
Procés de fermentació dels sucres d’algunes espècies vegetals, com el blat de moro, en el que es produeix el bioetanol. El bioetanol s'empra com a combustible líquid en alguns vehicles motoritzats, bàsicament com a biocombustible additiu de la gasolina.
Biodiesel
La forma més comuna per produir biodièsel és a partir de l’oli de colza, no obstant s’està reduint considerablement el seu ús en favor de l'ús d’oli vegetals reciclats. La utilització del biodiesel com a combustible és comparable a la del diesel d’origen fòssil donat que les propietats són molt similars.
HORITZÓ 2030
Objectius fixats pel clúster per assolir al 2030
800.000
tones de biomassa
250.000
tones de CO2 estalviades
500
MW de potència instal·lada