¿Qué es una central de biomasa?

Es una instalación industrial diseñada para generar energía eléctrica a partir de recursos biológicos. Así pues, las centrales de biomasa utilizan fuentes renovables para la producción de energía eléctrica.
Funcionamiento de una central de biomasa de generación eléctrica
El proceso de funcionamiento de una central eléctrica de biomasa es el siguiente:

-En primer lugar, el combustible principal de la instalación y los residuos forestales se almacenan en la central. Allí se tratan para reducir su tamaño, si fuera necesario. 

-A continuación, pasa a un edificio de preparación del combustible, donde se clasifica en función de su tamaño y finalmente se llevan a los correspondientes almacenes.
-Seguidamente son conducidos a la caldera para su combustión, eso hace que el agua de las tuberías de la caldera se convierta en vapor debido al calor. 

-El agua que circula por las tuberías de la caldera proviene del tanque de alimentación, donde se calienta mediante el intercambio de calor con los gases de combustión aún más lentos que salen de la propia caldera. 

-Del mismo modo que se hace en otras centrales convencionales, el vapor generado a la caldera va hacia la turbina de vapor que está unida al generador eléctrico, donde se produce la energía eléctrica que se transportará a través de las líneas correspondientes.

-El vapor de agua se convierte en líquido en el condensador, y desde aquí es nuevamente enviado al tanque de alimentación cerrándose así el circuito principal agua-vapor de la central. 
*Vídeo explicativo ¿Como funciona una central eléctrica de biomasa?

Impacto ambiental de una central de biomasa

La biomasa es la única fuente de energía que aporta un balance de CO 2 favorable, siempre y cuando la obtención de la biomasa se realice de una forma renovable y sostenible, de manera que el consumo del recurso se haga más lentamente que la capacidad de la Tierra para regenerarse. De esta manera, la materia orgánica es capaz de retener durante su crecimiento más CO 2 del que libera en su combustión, sin incrementar la concentración de CO 2.

Aunque el potencial energético existente en el planeta sería suficiente para cubrir todas las necesidades energéticas, esta no se puede utilizar en su totalidad, ya que exigiría el aprovechamiento a gran escala de los recursos forestales. Esto haría imposible mantener el consumo por debajo de la capacidad de regeneración, lo cual reduciría muy considerablemente la energía neta resultante y conduciría a un agotamiento de dichos recursos a la vez que daría lugar a efectos medioambientales negativos.

Los efectos producidos serian tales como la deforestación y el aumento notable de emisiones de CO 2, lo que implicaría una contribución al cambio climático.

Conversión de la biomasa en energía

Existen diferentes formas para transformar la biomasa en energía que se pueda aprovechar, pero hay dos de ellas que hoy en día se utilizan más:

Métodos termoquímicos:

Es la manera de utilizar el calor para transformar la biomasa. Los materiales que funcionan mejor son los de menor humedad (madera, paja, cáscaras, etc.). Se utilizan para:

-Combustión: existe cuando quemamos la biomasa con mucho aire (20-40% superior al teórico) a una temperatura entre 600 y 1.300ºC. Es el modo más básico para recuperar la energía de la biomasa, de donde salen gases calientes para producir calor y poderla utilizar en casa, en la industria y para producir electricidad.

-Pirólisis: se trata de descomponer la biomasa utilizando el calor (a unos 500ºC) sin oxígeno. A través de este proceso se obtienen gases formados por hidrógeno, óxidos de carbono e hidrocarburos, líquidos hidrocarbonatos y residuos sólidos carbonosos. Este proceso se utilizaba hace ya años para hacer carbón vegetal.

-Gasificación: existen cuando hacemos combustión y se producen diferentes elementos químicos: monóxido de carbono (CO), dióxido de carbono (CO 2), hidrógeno (H) y metano (CH 4), en cantidades diferentes. La temperatura de la gasificación puede estar entre 700 y 1.500ºC y el oxígeno entre un 10 y un 50%. Según se utilice aire u oxígeno, se crean dos procedimientos de gasificación distintos. Por un lado, el gasógeno o “gas pobre” y por otro el gas de síntesis. La importancia de este es que puede transformar en combustibles líquidos (metanol y gasolinas). Por eso se están haciendo grandes esfuerzos que tienden a mejorar el proceso de gasificación con oxigeno.

-Co-combustión: consiste en la utilización de la biomasa como combustible de ayuda mientras se realiza la combustión de carbón en las calderas. Con este proceso se reduce el consumo de carbón y se reducen las emisiones de CO 2. 

Métodos bioquímicos:

Se llevan a cabo utilizando diferentes microorganismos que degradan las moléculas. Se utilizan para biomasa de alto contenido en humedad. Los más corrientes son:

-Fermentación alcohólica: técnica que consiste en la fermentación de hidratos de carbono que se encuentran en las plantas y en la que se consigue un alcohol (etanol) que se puede utilizar para la industria.

-Fermentación metánica: es la digestión anaerobia (sin oxígeno) de la biomasa, donde la materia orgánica se descompone (fermenta) y se crea el biogás.

Uso mixto simultáneo térmico-eléctrico

En la actualidad, existen procesos para obtener simultáneamente energía térmica y eléctrica (a partir de cualquier combustible, incluida la biomasa), con ello se optimiza el proceso obteniendo mayores rendimientos.Estos procesos se conocen con los nombres de:

• COGENERACIÓN: Procedimiento mediante el cual se obtiene a la vez energía eléctrica y energía térmica útil (calor o frío)
• TRIGENERACIÓN: Proceso de obtención simultánea de energía eléctrica y energía térmica útil (calor y frío)

De hecho el óptimo aprovechamiento de la biomasa es en este tipo de procesos de cogeneración y trigeneración donde se obtienen producciones eléctricas estre el 15 y el 20% y aprovechamientos térmicos que alcanzan una eficiencia total del 80%.

Uso térmico de la biomasa

La obtención de energía térmica a través de la quema de biomasa sólida se realiza con diferentes propósitos. Las aplicaciones térmicas con producción de calor y agua caliente sanitaria son las más comunes dentro del sector de la biomasa, aunque tambien es posible la producción de frío, esta última opción es más excepcional.

Las aplicaciones térmicas más comunes de la biomasa son:

Instalaciones industriales que producen biomasa y donde se requiere energía térmica en sus procesos. En estos casos es donde se consume actualmente la mayor parte de la biomasa en nuestro país.

Otro tipo de instalaciones industriales con necesidades de demandas de calor prolongadas para sus procesos.

Instalaciones del sector doméstico y de servicios con elevada centralización, puesto que el coste de la instalación por unidad de energía producida disminuye significativamente con el tamaño de la misma. Entre otros casos en que las instalaciones de biomasa son rentables para el promotor y para el usuario, se pueden destacar:

• Edificios públicos de cierta dimensión, como colegios, hospitales, centros administrativos, etc. con una ubicación que permita un fácil suministro del combustible.
• Edificiós de viviendas con servicios de calefacción y agua caliente centralizados.
• Sistemas de redes urbanas, centralizadas o de distrito (District Heating).

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Tipos de biomasa

La biomasa se puede clasificar en tres grandes grupos:

• Biomasa natural: es la que se produce a la naturaleza sin la intervención humana.
• Biomasa residual: son los residuos orgánicos que provienen de las actividades de las personas (residuos sólidos urbanos, RSU, por ejemplo).
• Biomasa producida: son los cultivos energéticos, es decir, campos de cultivo donde se produce un tipo de especie con la única finalidad de su aprovechamiento energético.

A continuación un pequeño juego interactivo para conocer mas sobre los tipos de biomasa Pincha aquí 

Usos de la biomasa y su uso eléctrico

Los usos de los diferentes tipos de biomasa se pueden clasificar principalmente en dos: térmicos y eléctricos. En esta sección se tratará la generación de energía térmica y eléctrica obtenida mediante la combustión de biomasa sólida, sin olvidar que a través la combustión de biogás tambien podemos generar ambos tipos de energía. Igualmente, mediante los biocarburantes se obtiene energía aprovechable para hacer funcionar los motores de combustión térmica transformándola en energía mecánica.

USO ELÉCTRICO DE LA BIOMASA:

La obtención de energía eléctrica a través de la quema de biomasa sólida se realiza generalmente a gran escala(plantas mayores de 2MW). Esto es debido principalmente a que las instalaciones necesarias requieren una gran inversión económica. Además, los rendimientos globales obtenidos son mayores cuanto mayor sea la potencia generada.

El funcionamiento de una planta de biomasa para la generación de energía eléctrica consiste en la recepción de la biomasa, generalmente en forma de alpacas (paja ó astillas), posteriormente se colocan automáticamente en unacinta transportadora, que las conduce hasta la caldera. Allí, previamente desmenuzadas, caen a una parrilla vibratoria que favorece la combustión y la evacuación de inquemados. Dicha combustión calienta el agua que circula por las tuberías de las paredes de la caldera y por haces de tubos en el interior de la mismaconvirtiéndola en vapor sobrecalentado.

El vapor sobrecalentado mueve una turbina conectada a un generador que produce electricidad a una tensión determinada,  transformándola posteriormente a otra tensión mayor para su incorporación a la red general.

Por último, los inquemados depositados en el fondo de la caldera, se trasladan a un vertedero autorizado, y las cenizas volantes, retenidas por un filtro, se aprovechan para fertilizantes agrícolas.

El esquema que se muestra a continuación corresponde a la planta de combustión de paja de Briviesca, la potencia instalada son 16 MW.

10 razones para instalar una caldera de biomasa en tu casa

La biomasa es considerablemente más económica que los combustibles fósiles como el gasoil o el gas natural.

 ·      Tan solo se paga por lo consumido, no hay que abonar ninguna cuota a ningún proveedor.

·      La Bioenergía es una energía renovable, de futuro y  respetuosa con el Medio Ambiente, ya que se obtiene mayormente de residuos agrícolas y forestales, respetando así el ciclo natural y ayudando al cumplimiento del Protocolo de Kioto.

 ·       El pellet se produce localmente, creando puestos de trabajo en el medio rural y, por tanto, fijando la población en esas zonas.

 ·       Permite la reducción de la dependencia de recursos fósiles, puesto que en la Península contamos con la materia prima para crear biomasa.

 ·      La producción de Biomasa derivada de residuos forestales, ayuda a la limpieza de los bosques, previniendo el riesgo de incendios.

 ·       Los cultivos energéticos, utilizados para la creación de biomasa, son un nuevo camino para reactivación del sector agrícola, siendo una alternativa de futuro para nuestros campos.

 ·       El uso de la biomasa como fuente de energía, reduce el efecto invernadero, ya que durante su combustión libera la misma cantidad de CO2 que la absorbida por la planta durante su desarrollo.

Ventajas e Inconvenientes del uso de biomasa

A continuación una lista de ventajas e inconveniente de la biomasa:

Ventajas 

• Es un combustible renovable que se puede gestionar, según necesidades o picos de demanda. 
• La biomasa es capaz de producir energía térmica y/o eléctrica, siendo una energía limpia, moderna y segura.
• Disminuye las emisiones que contribuyen a crear efecto invernadero. En su proceso de combustión genera cantidades insignificantes de contaminantes sulfurados o nitrogenados, siendo su balance de C02 y CO neutro.  
• Evita la dependencia energética con el exterior, en concreto de combustibles fósiles.
• Es una forma de reciclaje y disminución de residuos.
• Ayuda a evitar incendios forestales, la limpieza de los montes mejora con las necesidades de biomasa.
• Tiene precios competitivos y más estables que los de cualquier combustible fósil.
• Contribuye a la generación de empleo local.
• Fomenta la creación de tejido empresarial en sectores como el agrícola, forestal o el de la energía a partir de biomasa.
  
  

Inconvenientes

• Menor densidad energética que los combustibles fósiles. Se necesita mayor cantidad de biomasa para conseguir la misma cantidad de energía.
• Ocupan mayor volumen que los combustibles fósiles, lo que implica mayores sistemas de almacenamiento.