04/04/2011 - La gasificación de biomasa para la producción descentralizada de energía

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Existe un creciente interés por las tecnologías de gasificación de compuestos  orgánicos, que poseen una serie de ventajas frente a los procesos convencionales de combustión o incineración, debido a que la producción de un gas combustible permite una mayor facilidad de manejo frente a un producto sólido como por ejemplo el carbón. Además, la combustión del gas de síntesis posee una mayor eficiencia energética en la producción de electricidad y un menor nivel de contaminantes generados en el proceso.

El proceso de gasificación

La gasificación se define como la transformación termoquímica de la materia orgánica mediante la oxidación parcial de sus enlaces, donde la cantidad de oxígeno usado es estequiométricamente menor que el que se precisa en la combustión, con el fin de obtener un gas de síntesis combustible o syngas.

El uso derivado de la combustión del gas de síntesis puede tener diversas aplicaciones entre las que se pueden citar:

a)      Producción de calor para usos industriales

b)      Producción de electricidad mediante ciclos Rankine de vapor, motores Stirling o motores de combustión interna (MCI).

c)       Producción de calor para el secado de materiales

El tipo de materia prima seleccionada determinará las variables de funcionamiento en el proceso de gasificación, debido a que los tiempos de residencia, las temperaturas máximas alcanzadas y las propiedades del gas producto dependerán de su composición inicial. Es posible usar de esta manera una gran cantidad de materiales orgánicos tales como RSU, FORSU (fracción orgánica de residuos sólidos urbanos), plásticos, neumáticos fuera de uso, carbón o biomasa.

Para que el proceso tenga lugar es necesario usar un agente gasificante, que se define como aquel gas o mezcla de ellos que aportan la energía necesaria para iniciar las reacciones de pirólisis en el interior del gasificador, por lo que en función del tipo de gas que se use y de la materia prima, la composición del gas producto puede variar de forma substancial. En el caso de usar aire, se genera el llamado gas pobre por su bajo poder calorífico (4-7 MJ/m3; b.s.), como consecuencia del alto contenido en nitrógeno, mientras que en el caso de emplear oxígeno o vapor de agua se produce el denominado gas de síntesis, que tiene un poder calórico mayor (10-18 MJ/m3; b.s.).

Además de la materia prima y del agente gasificante que se utilice, otros factores como el tipo de reactor (gasificador) elegido o el sistema de acondicionamiento y limpieza del gas, son determinantes en el proceso de gasificación y condicionan la calidad final del gas producido y su aplicación.

Producción descentralizada

Uno de los mayores problemas en la generación de energía eléctrica en plantas de media y alta potencia es la falta de planes integrales de abastecimiento de la materia prima. Su descentralización y los costes derivados del transporte, hacen que en muchos casos no sea rentable su uso. De esta manera, se apuesta por la gasificación de biomasa y de residuos orgánicos, para la producción de energía eléctrica de baja potencia, en las zonas en las que se produce y almacena la materia prima.

Se puede afirmar que actualmente no existe un mercado maduro que regule el precio de la materia prima, y cuando el aval para la obtención de la financiación es la propia instalación, se hace imprescindible que el suministro esté totalmente garantizado. La cadena logística de suministro no está definida con certeza, ni en cuanto al coste, ni en cuanto a los componentes de la misma y la dispersión de la propiedad de la biomasa complica la consecución de contratos de garantía.

La solución que se propone es “la ubicación de la instalación en el mismo lugar en el que se produce y almacena la materia prima”, disminuyendo de esta manera los costes de transporte. Pero ocurre que el  aprovechamiento descentralizado de materias primas posee la desventaja de proceder de fuentes difusas y de baja concentración. Por tanto, es necesario el “desarrollo de una tecnología de baja potencia, que sea capaz de transformar la energía primaria en energía eléctrica, de una forma eficiente, con óptimos rendimientos finales y con un balance de costes positivo”.

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