Gasificación de biomasa

Gasificación es el nombre general que reciben una serie de procesos de combustión incompleta, en los que se opera en defecto de oxígeno, generalmente con concentraciones en torno al 10% del oxígeno estequiométrico. Las materias primas que se pueden usar en este proceso son variadas, y la forma en que se realice el aporte de oxígeno (puro o mezclado con aire) variará tanto el proceso como los productos obtenidos.
La reacción llevada a cabo con aire como fuente de oxígeno, dará lugar a un gas denominado gas pobre (también conocido como gasógeno) que se puede usar como combustible en un motor de combustión interna, o para generar tanto calor de uso directo, como vapor para accionar un turbogenerador. Cuando el oxígeno se aporta en estado puro, el gas obtenido es conocido como gas de síntesis, que es una materia prima en la obtención de productos de valor añadido como metanol o gasolinas.

Estado de la Tecnología.
La tecnología de gasificación no es nueva, de hecho es un proceso que se ha llevado a cabo desde hace varias décadas; tuvo un uso muy extendido como método de obtención de combustibles líquidos a partir de carbón, en los años 40.  Desde entonces, se ha venido usando para multitud de materias primas, tanto de origen renovable como de origen fósil, así como con residuos domésticos o industriales. El hecho de que sólo un 2% del gas de síntesis (dato 2007) proceda de biomasa o residuos refuerza la afirmación de que la gasificación no es un proceso surgido con el objetivo de procesar este tipo de materiales, más bien el uso de la biomasa una aplicación más para este proceso de interés industrial. En resumen, el estado de la tecnología es comercial, sin embargo se siguen investigando nuevo procesos más eficientes, con distintas materias primas o las posibles aplicaciones de los productos de la gasificación.

Aplicaciones en Canarias
Canarias tiene características que la hacen diferente de otras comunidades de España a muchos niveles. Cabe destacar, en relación al tema que nos ocupa, la limitación espacial tanto por el hecho de ser islas, como por la gran proporción que ocupan los espacios naturales protegidos respecto al total de superficie disponible en las mismas; la gran dependencia de combustibles fósiles del exterior (>98%) y la naturaleza de su sistema eléctrico aislado, que necesita tener mayor cantidad de potencia rodante para asegurar la estabilidad del sistema.
La limitación espacial es un factor que condiciona la gestión de los residuos generados en la isla, dado que el espacio destinado a su almacenamiento no puede crecer indefinidamente. Es por esto que el reciclaje y reutilización de residuos de cualquier origen es fundamental para llegar a un modelo de desarrollo sostenible. La gasificación de residuos, como se ha planteado en Reino Unido, supone una posible solución a esta cuestión, que además aporta otras ventajas como podría ser la producción de electricidad mediante la combustión de gasógeno, que llevaría a una ligera (bastante pequeña) reducción del consumo de combustibles fósiles (y de carga en las centrales térmicas) y de las pérdidas por transporte al estar la producción localizada cerca del punto de consumo. Una segunda opción es la obtención de gas de síntesis para posteriormente transformarlo en otros productos de valor añadido como metanol y gasolina.
Sin embargo, en la actualidad, no existen instalaciones de este tipo, y tanto en el PECAN (Plan Energético de Canarias) como en el PIRCAN (Plan Integral de Residuos de Canarias) se contemplan como una posibilidad, hasta el momento, desde un punto de vista teórico.

Este texto forma parte de un pequeño trabajo sobre gasificación que realicé para una asignatura del máster de energías renovables. El trabajo completo con sus respectivas referencias está colgado en el sitio web del profesor (PDF).

Artículo en Prensa

Este artículo lo escribí para la asignatura de divulgación científica, del máster de energías renovables que estoy cursando y espero terminar este curso. Ha sido publicado esta semana en un el Diario de Avisos (que se puede ver en este enlace), y aprovecho para colgarlo por aquí.

¿Residuos o Materias Primas?

La tecnología de la que tanto dependemos hoy en día es un arma de doble filo. Nos proporciona mayor calidad de vida, pero al coste de un mayor consumo de energía y generación de residuos. ¿Podremos darle la vuelta a la tortilla y convertir dos problemas en una solución?

El modelo actual de consumo es completamente lineal. Se extraen las materias primas, se transforman en productos que posteriormente se consumen, y se desechan cuando ya no sirven. En muchos casos, la vida útil de los productos (por ejemplo aparatos, ropa y calzado) es extremadamente corta, si se compara con todo el proceso llevado a cabo hasta que llega a las manos del consumidor final, y por motivos que no siempre tienen que ver con su deterioro sino con un concepto mucho más abstracto como son las modas o tendencias. Por otro lado, en prácticamente todas las etapas de este proceso se consume energía, que proviene en buena parte de fuentes no renovables. Por ejemplo en España entre el 60% y el 80% de la producción eléctrica es a partir de combustibles fósiles y nuclear.

Si hacemos un balance entre los recursos gastados y los resultados obtenidos, vemos que este modelo no es nada eficiente. Podemos resumir esto en dos problemas: generación de residuos que hay que gestionar de alguna manera y consumo de energía, que además, implica emisiones de CO2.

Si nos preocupa un poquito este mundo en el que vivimos, y en el que vivirán nuestros hijos y nietos, deberíamos buscar soluciones a estos dos problemas, entre otros, y en esto una visión de conjunto tiene mucho que aportar.

Si nos vamos a la raíz del problema, es evidente que el sistema no funciona. Necesitamos utilizar mejor los recursos disponibles sin abusar de ellos, usar procesos más limpios y eficientes, y aumentar la vida útil de los productos finales. Se trata en definitiva de dejar de fabricar para tirar. Esto es un cambio que debería llevarse a cabo desde todos los estamentos y supone una transición hacia un nuevo modelo social y económico, tarea nada trivial.

Pero es evidente que las transiciones son lentas, e implican un grado de compromiso por parte de la población y de las administraciones. No podemos quedarnos de brazos cruzados a esperar. Deberíamos buscar soluciones aunque sean parciales. Si miramos el conjunto, ambos problemas podrían ser en sí una solución recíproca. Usemos los residuos para producir energía. Existen distintas aplicaciones posibles. Lo más fácil y rápido es quemarlos directamente para aprovechar el calor generado, pero no debemos olvidar de que parte de lo que quemamos saldrá por la chimenea a la atmósfera, y además podríamos estar infrautilizando residuos que tendrían más valor si se destinan a otras aplicaciones.

Existen procesos que permiten transformar distintos tipos de materias y residuos en productos de valor, como puede ser la transformación de restos de poda y otros residuos agrícolas en gas para combustión, la fermentación de residuos orgánicos para obtener metano, o la conversión de aceites vegetales en gasóleo para nuestros vehículos. Cada uno de estos procesos tiene sus ventajas y desventajas, pero no deben ser descartados en absoluto, pues permiten aprovechar aquello que ya se daba por inútil.

Un ejemplo de esto lo podemos ver en el biodiesel, que básicamente es gasóleo obtenido a partir de materias vegetales. Existe un gran debate acerca de si los cultivos para este uso están desplazando a los cultivos para alimentación, sin embargo, es técnicamente viable obtener biodiesel también a partir de aceite que ha sido usado previamente para freír alimentos. De esta forma convertimos un residuo, que además es difícil de gestionar, en una fuente de energía, y en base a los planteamientos teóricos, el CO2 emitido por estos combustibles es equivalente al que consumieron las plantas de las que se obtuvo el aceite inicialmente. Si bien este es un cálculo simplificado que se podría discutir, lo que sí es cierto es que las plantas de las que se obtiene el aceite son renovables, y el petróleo no.

Con todo, no deberíamos perder la perspectiva, y recordar que esto no es más que una solución parcial, que en cierto modo recircula algunos de los recursos dentro del sistema lineal desde extracción a desechos.

El verdadero reto será cambiar el modelo para que la reutilización de residuos no sea un parche, sino sea parte de un ciclo integrado en el que dejemos de sobreexplotar nuestros recursos y de desperdiciar nuestros residuos

Un saludo

Buenas noticias para la eólica

La energía eólica sigue ganando fuerza en España,  lo que prueba que a pesar de las dificultades técnicas que implica su penetración en la red, puede ser una parte importante del mix energético del país. Aumentar el peso de las renovables en la producción eléctrica reduce la dependencia de combustibles importados y en consecuencia las emisiones de CO2. Teniendo en cuenta que España está lejos de cumplir sus compromisos en materia de reducción de emisiones, esto no deja de ser una buena noticia.

  • 4 de Noviembre Nuevo récord eólico al superarse el 40% de la producción eléctrica durante la noche – NOTICIA AQUI
    La llegada de aire frío disparará los molinos hoy y puede llegar a poner en marcha a la vez el 65% de la potencia instalada.
  • 9 de Noviembre
    La eólica supera por primera vez la mitad de la producción eléctricaNOTICIA AQUI
    El temporal lleva los molinos hasta marcas récord en la generación de energía.

Un Saludo

Los frentes de batalla

El clima cambia, el petróleo se acaba, las directivas regionales, nacionales y europeas van en la línea de aumentar el porcentaje de renovables en el mix energético pero sin perder la seguridad de suministro, tenemos que reducir las emisiones y los compuestos contaminantes, se habla del protocolo de Kyoto, y de la Sostenibilidad  (Tratado de Lisboa) del panel intergubernamental del cambio climático y tantas otras comisiones, comités y cumbres sobre el tema.

Pero si volvemos al mundo real, al de aquellos que no somos altos cargos políticos ni asesores de éstos, sino que queremos tener un trabajo, o montar una empresa y sacar un cierto rendimiento económico de ello,  ¿en qué grado nos afecta todo  esto?

En mi opinión, el trabajo “sucio” no lo van a hacer estos cuyas dietas de asistencia a las cumbres son del orden de los sueldos del resto de la nación,  hay muchos frentes de batalla que pueden ser un negocio en sí, asi que señores, escojan el suyo.

  • Ahorro energético y consumo racional: No es poca la cantidad de energía que desperdiciamos, muchas veces sin ser conscientes de ello (ordenadores en stand by, o enchufados todo el día sin que nadie los use, luces encendidas innecesariamente, calor generado y no aprovechado…)
    • Auditorías Energéticas, Formación…
  • Eficiencia energética: Además de ahorrar energética habra que diseñar aparatos que consuman la mínima energía necesaria para obtener una misma cantidad de trabajo.
    • Diseño e ingenieria, Formación…
  • Construcción bioclimática y sostenible: ¿Qué sentido tiene tener un edificio con luminarias cuando la luz natural podría entrar a raudales por los ventanales?, ¿y poner el aire acondicionado a tope en lugar de abrir una ventana? Usemos bien los recursos tecnológicos pero no olvidemos los mecanismos pasivos de climatización.
    • Formación, diseño arquitectonico, estudio de materiales….
  • Almacenamiento de energía: ¿Que el viento no sopla mañana? pues almacenemos hoy para usarlo cuando haga falta, que tenemos exceso de viento, pues bombeemos agua a una cota superior y cuando tengamos un pico de demanda la turbinamos.  Con mejores sistemas de almacenamiento de energía podríamos romper con la regla producción instantánea = demanda instantánea.
    • I+D+i privada y pública.
  • Cogeneración: Si con el mismo litro de gasolina podemos producir electricidad y simultáneamente calor, ¿a qué estamos esperando para aprovecharlo al máximo?
    • Diseño de equipos, proyectos de instalaciones, estudios energéticos, Formación….
  • Energías renovables: Mucho antes de que se formara ese preciado petróleo ya teníamos sol, viento, saltos de agua, oleaje, calor proveniente del centro de la tierra, ¿por qué nos habíamos olvidado de ellos?
    • Diseño de equipos, estudio de los recursos, proyectos de instalaciones…
  • Procesos industriales más limpios: Que algo se haya hecho así de toda la vida no quiere decir que hoy no pueda haber un proceso mejor, más eficiente y/o más limpio.  El reto está en investigarlos y diseñarlos.
    • I+D+i privada y pública….
  • Tratamiento de efluentes para reducir emisiones: Y finalmente, ¿de que nos sirve emitir menos CO2 si seguimos lanzando a la atmósfera por las chimenas y vertiendo a los ríos compuestos químicos que alteran el equilibrio natural de los sistemas.?
    • I+D+i privada y pública….

Hemos apostado por crecer industrial y económicamente a costa del medio ambiente, apostemos ahora por hacerlo a favor del medioambiente.

Los recursos de la tierra

Mirando esta noticia del pais sobre ciudades sostenibles desarrolladas en Estocolmo, me ha llamado la atención esta cita con la que cerraban el artículo“La Tierra proporciona lo suficiente para satisfacer las necesidades de cada hombre, pero no su codicia”.

La frase, del personaje que se mantiene como un símbolo del pacifismo, Ghandi, podría resumir perfectamente la situación actual de este planeta, en el que son pocos los que niegan que la actividad humana está afectando al equilibrio del complejo sistema global.

En realidad, el auténtico reto de este siglo mantener nuestra calidad de vida, sin comprometer la de nuestros descendientes, esto es, apostar por la sostenibilidad no como panfleto ecologista, sino como medio para seguir usando los recursos sin tener que preocuparnos de si se van a acabar.

Es más, para aquellos a los que no les convence la “amenaza” del calentamiento global, existe otro argumento interesante, el bolsillo.

– Ahorrar energía y agua, supone reducir las correspondientes facturas.

– Si el plástico viene del petróleo, y el petróleo cada dia esta más caro, ¿no sería interesante reutilizar / reciclar el plástico existente?

-Además, hacer las cosas bien, reduce las penalizaciones y multas, y hace que los consumidores finales vean tu empresa con buenos ojos. (más clientes, más ingresos)

Nuestro planeta tiene múltiples recursos, usémoslos con cabeza.

Aviones volando con biocombustible

He encontrado una notica de principios de mes, sobre los primeros ensayos de vuelos con mezclas de biocombustible y combustible tradicional, que están llevando a cabo algunas de las grandes compañías aereas a nivel mundial.

Al parecer se ha hecho en Nueva Zelanda, en Reino Unido yen Estados Unidos, y algunas empresas parece que se están interesando por desarrollar nuevos combustibles para el sector de la aviación.

Algunos auguran que en menos de una decada los aviones podrán pasarse a los combustibles renovables, pero habrá que ver si es una propuesta realista, o excesivamente optimista.

Investigación en Biodiesel a partir de algas

“ESTUDIANTE DE LA UMAG SE TRASLADA A LA ANTÁRTICA PARA DESARROLLAR INVESTIGACIÓN

En la primera estudiante de la Universidad de Magallanes que se traslada a la Antártica para el desarrollo de una investigación, se convirtió la alumna del quinto año de la carrera de Ingeniería Civil Química, Pamela Cárdenas.
Su misión es desarrollar una fase del proyecto biodiesel que consiste en medir el crecimiento de las microalgas que se desarrollan en el hielo con el propósito de utilizarlo como biocombustibles.”

[más en la web de el Diario electrónico de la Patagonia]

Los detractores de los biocombustibles tienen razón cuando critícan los cultivos de oleaginosas destinados únicamente a producción de combustibles, en lugar de  destinarse a alimentación humana. Sin embargo la investigación no para, y el aceite de girasol no es la única materia prima de la que se puede obtener combustible.

De hecho, en la facultad de química de la Universidad de la Laguna, llevan años estudiando la producción de biodiesel a partir de aceite de fritura.