Bioenergía
¿QUÉ ES LA BIOENERGÍA?
Energía renovable, gestionable y almacenable
La bioenergía es la energía química que se encuentra almacenada en los seres vivos, en forma de biomasa. Es la única fuente de energía renovable realmente gestionable y almacenable, que puede proporcionar calefacción, refrigeración, vapor, electricidad y combustible para el transporte.
Asimismo, se trata de la energía que genera mayor valor compartido y que genera un mayor triple impacto económico, ambiental y social, teniendo un papel clave para el cumplimiento de los objetivos estratégicos de transición energética y de neutralidad climática a nivel europeo.
Ventajas de la bioenergía
Energía esencial
Se trata de la primera energía renovable consumida en Europa, con un 11 % respecto al total, puesto que es primera energía renovable que se utiliza para la producción de calor sostenible, representa más del 85% respecto al total de energías renovables, generando un ahorro de 285 millones Tn eq CO2. Por este motivo, bioenergía tiene un papel esencial para el mix energético europeo.
Energía neutra en carbono
La bioenergía se considera una energía neutra en carbono y permite a las empresas descarbonizarse y obtener beneficios en la comercialización de los derechos de emisión de CO2, así como un incremento de ventas de productos con baja huella de carbono. Asimismo permite que los pueblos y ciudades puedan descarbonizarse.
Energía circular
La bioenergía es el motor de la economía circular y de la nueva bioeconomía. Es necesario promover un uso eficiente e inteligente de los recursos naturales autóctonos, a partir del uso de una energía renovable que promueva la máxima circularidad en el uso de recursos biológicos, como es el caso de la bioenergía.
Energía autóctona
La bioenergía es una energía autóctona local que reduce la dependencia de los combustibles fósiles y su consiguiente importación de terceros países, mayoritariamente de países con regímenes poco democráticos.
Energía competitiva y segura
La bioenergía ayuda a mejorar la competitividad de las empresas, especialmente de aquellas que presentan importantes costes energéticos en el uso de combustibles fósiles como el gas natural o el gasóleo.
La mayor parte de industrias presentan costes elevados por el consumo térmico. En este sentido, la bioenergía se posiciona como una energía segura y estable, puesto que presenta precios estables en el suministro que se mantienen en el tiempo y que permiten un ahorro en costes de producción.
Asimismo, el 74 % de proveedores mundiales de tecnología de la bioenergía están en Europa, lo que da resiliencia a la cadena de suministro, especialmente hoy en día con problemas en el stock de materiales y suministro de materias primas.
¿CÓMO SE APROVECHA LA BIOENERGÍA?
La bioenergía permite generar calor, electricidad, agua caliente, vapor y frío. Las principales tecnologías de aprovechamiento de la bioenergía son:
COMBUSTIÓN DIRECTA
Es un proceso por el que los biocombustibles derivados son consumidos hasta dióxido de carbono (CO2) y agua, el proceso se realiza a altas temperaturas (800-1000ºC) en condiciones aeróbicas. Las sales minerales y otros compuestos sin quemar constituyen las cenizas, que bajo determinadas condiciones, pueden ser, en general, reembolsadas a suelo como fertilizante.
El tipo de instalaciones más habituales son:
Caldera de combustión
Es el tipo de instalación más conocido. Consiste en la oxidación completa del material (leña, astilla o pellet) produciendo gases a elevada temperatura. La liberación de la energía en forma de calor y vapor de agua puede servir tanto para edificios como para producir calor industrial.
Redes de calor y frío
Es un tipo de instalación muy habitual en Europa (conocida como districtheating) Y, cada vez más, en Cataluña. Consiste en la producción de energía térmica en calderas de biomasa centralizadas que es distribuida hasta los usuarios mediante un conjunto de tuberías, normalmente subterráneas, a través de un fluido que suele ser agua caliente. Es una infraestructura que permite conseguir una mayor seguridad energética tanto en la producción como por los usuarios de los edificios. Además, también permite agregar demanda y gestionarla de forma más eficiente, y reduciendo costes de mantenimiento y ofreciendo a la vez un mejor servicio a la población.
Termosolar híbrida con biomasa
La planta termosolar de Borges Blanques es la primera planta termosolar híbrida con biomasa del mundo. La biomasa permite que la planta termosolar siga generando electricidad durante la noche. Genera 22,5 MW eléctricos.
Cogeneración (producción de calor + generación de electricidad)
Este tipo de instalación permite la producción combinada de calor y electricidad.
Trigeneración (producción de calor + electricidad + frío)
Proceso de cogeneración en el que, adicionalmente, se produce frío por absorción, adsorción o compresión. La ventaja de este método es que el sistema puede funcionar también durante el verano, cuando hay una menor demanda de calor.
GASIFICACIÓN
Proceso de oxidación parcial de la materia bajo condiciones de elevadas temperaturas, típicamente superiores a 750ºC, y en presencia de un agente gasificante (aire, oxígeno, vapor de agua, etc.). Se produce una mezcla de gases llamada syngas, Formada por CO, CO2, H2 y CH4 en diferentes proporciones dependiendo del tipo de agente gasificante, y también residuos sólidos compuestos por material no combustible y inherente presente en el residuo.
aplicaciones
Los compuestos gaseosos resultantes, principalmente CO, H2 y CH4 pueden ser utilizados como combustible para la generación de energía eléctrica o térmica a través de sistemas de combustión de gas, como motores alternativos, turbinas de gas y calderas industriales o residenciales. Se genera una mayor cantidad de energía que con la combustión directa de la biomasa y con menor espacio disponible.
PIRÓLISIS
Descomposición térmica de la biomasa en ausencia (o con poca cantidad) de oxígeno a unas temperaturas que oscilan entre 300ºC y 800ºC. Como resultado del proceso se obtienen gases (CO2, CO, H2, CH4, C2H2, C2H4, C2H6 etc.), residuos líquidos (alquitranes, hidrocarburos y agua) y residuos sólidos (charo biochar).
aplicaciones
Los residuos gaseosos se aprovechan mediante combustión a través de un ciclo de vapor para la producción de energía eléctrica. El bioil es el principal residuo líquido resultante, formado por la condensación de los gases producidos durante la pirólisis. Este es una mezcla compleja de diferentes compuestos, principalmente agua, azúcares y ácidos, que pueden ser utilizados como precursor de otros compuestos químicos. También se tienen usos como combustible en calderas y motores de generación de calor, electricidad y / o vapor.
El residuo sólido principal es el biochar. Por su alta capacidad de retención catiónica, de retención de humedad y su elevado contenido en carbono resistente a la descomposición microbiana, el biochar se ha propuesto como un producto de tipo carbón-negativo utilizado para incrementar la fertilidad del suelo, la producción de energía limpia, la valorización de residuos orgánicos y la mitigación del cambio climático.
PRODUCCIÓN DE BIOGÁS (digestión anaeróbica / co-digestión)
La producción de biogás consiste en un proceso de biodegradación de la materia orgánica mediante la acción de microorganismos y otros factores en ausencia (o con poca cantidad) de oxígeno. El producto resultado es una mezcla constituida mayoritariamente por metano (CH4) En una producción que oscila entre un 40% a un 70%, y dióxido de carbono (CO2), Y otros gases en pequeñas proporciones (H2, N2, O2 y H2S). La digestión anaeróbica de una mezcla de materiales (o sustratos) se llama co-digestión y da mejores resultados que la digestión por separado.
Las principales aplicaciones son las siguientes:
combustible
La mayor parte de la producción de biogás se utiliza para la generación eléctrica en motores de combustión interna, en sustitución de combustibles fósiles, como el gas natural. También existen alternativas como el uso de calderas para la producción de calor y otros sistemas de combustión a gas.
El biogás puede someterse a procesos de depuración y limpieza llamados "upgrading" del biogás y que da lugar al biometano. Es un producto de características similares al gas natural, esto implica que se puede utilizar para los mismos fines, tanto a nivel doméstico como industrial y como biocombustible para muchos tipos de vehículos. También se puede inyectar en la red de gas natural para su suministración a residencias o fábricas.
biofertilizante
El material orgánico resultante de las plantas de biogás se aprovecha como fertilizante orgánico de gran calidad. Estos son más productivos que los fertilizantes tradicionales e implican un menor impacto en el medio ambiente dado que se necesitan dosis más bajas, y los nutrientes se liberan de manera progresiva, permitiendo una mayor efectividad y un menor cuerpo económico.
PRODUCCIÓN DE biofuel
bioetanol
Proceso de fermentación de los azúcares de algunas especies vegetales, como el maíz, en el que se produce el bioetanol. El bioetanol se emplea como combustible líquido en algunos vehículos motorizados, básicamente como biocombustible aditivo de la gasolina.
biodiesel
La forma más común para producir biodiésel es a partir del aceite de colza, sin se está reduciendo considerablemente su uso en favor del uso de aceite vegetales reciclados. La utilización del biodiesel como combustible es comparable a la del diesel de origen fósil dado que las propiedades son muy similares.