Bioinspiración:
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cómo construir una estufa de masa térmica de alto rendimiento
Con tecnología desarrollada por el INTA (Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria de Argentina), podremos construir una estufa social de alto rendimiento para contribuir a una reducción en el consumo de combustible a través de un mejor aprovechamiento calórico. Estos diseños contribuyen a mejorar la calidad de vida de poblaciones en situación de vulnerabilidad (calefacción domiciliaria mínima).
Esta estufa va a contribuir al ahorro energético, a la disminución de la contaminación ambiental (por combustión mejorada) como reducción de emisión monóxido de carbono y alquitranes. Promueve la forestación/reforestación con biodiversidaddentro del concepto de sustentabilidad. Promueve la autoconstrucción asistida y comunitaria de estufas de bajo costo y alta eficiencia con empleo de materiales de amplia disponibilidad.
Las estufas de masa térmica están construidas con materiales que tienen gran capacidad de acumular calor, como la mampostería, adobe o piedras, que aun estando apagada siguen entregando calor, durante varias horas calor al ambiente.
Son muy indicados para las zonas frías, donde se requiere calefacción estable sobre todo durante la noche y la madrugada.
Ventajas de las estufas de masa térmica.
- Mayor estabilidad térmica.
- Intervalos de carga de leña más distanciados.
- Una vez apagado el fuego su enfriamiento es muy lento. Muy indicado durante la noche y en zonas muy frías.
- Transmisión de calor (radiación) más confortable.
- Las partes de una estufa de masa térmica.
Construcción de la estufa.
Una guía para la construcción de un modelo de estufa de masa térmica de alto rendimiento, los principios de funcionamiento, sus componentes y el paso a paso para su construcción, así como las principales recomendaciones para su uso y mantenimiento.
Si te interesa este tipo de proyecto, los detalles de construcción y montaje del sistema, puedes consultarlos en esta guía completa de construcción.
red urbana de calor: calor P2P con biomasa
- Central de producción de energía: equipos de producción térmica con biomasa de alta eficiencia y mínimo impacto medioambiental con sistemas centrales de control e impulsión del agua caliente a la red de distribución. Dispone del más sofisticado sistema de depuración de humos.
- Red de distribución: sistema de tubería preaislada térmicamente que transporta la energía de la central a los edificios. Tiene pérdidas energéticas inferiores al 1-2% y posee un sistema de detección de fugas.
- Subestaciones de intercambio: elementos de transmisión de energía de la red a la instalación interior. Poseen reducidas dimensiones. No se mezclan el agua de los diferentes circuitos. Se sitúan en el espacio disponible en la sala de calderas. Se encuentran totalmente telegestionadas desde la de calderas.
- Instalación interior: conjunto de instalaciones propias de edificio por medio de las cuales se distribuye la energía liberada de las subestaciones de intercambio a las estancias del inmueble. También se encuentran telegestionadas desde la central (circuito secundario y ACS).
VENTAJAS DEL SISTEMA
- Localidad de 4000 habitantes.
- Suministro de Calefacción y ACS a edificios públicos.
- Importante ahorro económico en Calefacción y Agua Caliente Sanitaria (en torno al 20%)Mayores rendimientos de las instalaciones.
- Sin inversión inicial. Sin derramas ni aportación por parte de los vecinos.
- Gestión integral de la instalación. Mantenimiento y garantía de los nuevos elementos instalados en la sala de calderas. Permaneciendo la antigua caldera como medida de seguridad. Mantenimiento de su circuito actual.
- Estabilidad en el precio. Contratos a largo plazo, sin depender del precio del petróleo ni de oscilaciones del dólar.
- Garantía de suministro. Fábrica propia de pélets y astilla en Cabrejas del Pinar (Soria). Materia prima procedentede la limpieza y claras de los montes de Soria y alrededores. -
- Coste en función del consumo. Medido en controlador de KWh térmicos útiles.
- Reducción de las emisiones de CO2 a la atmósfera
calefacción con estufas y calderas de pellets
Anteriormente os hablamos de los pellets y como hacen de la biomasa un recurso energético en auge. En este informe profundizamos en las características técnicas de las estufas y calderas de pellets para que podáis elegir la opción más conveniente para vuestro hogar.
Las estufas y calderas de biomasa son aquellas que utilizan como combustible residuos orgánicos provenientes de fuentes renovables. Los principales residuos usados son los huesos de aceituna, cascaras de nuez o almendra, los desechos de podas y talas o restos de la industria de la madera. Es una fuente de energía inagotable, siempre que se gestione sosteniblemente.
La forma más sencilla y eficaz de consumir biomasa es usarla en forma de pellets. Éstos se obtienen de la compresión de los residuos orgánicos, básicamente de serrines y astillas. Al ser los desechos de otras industrias es un producto sostenible y económicamente accesible. Para su formación no requiere ningún aditivo, ya que se utiliza la propia lignina como aglomerante. El resultado final es un producto de alta densidad y con un gran poder calorífico.
El Poder Calorífico es una característica esencial para un combustible que se emplea para la generación de calor, es la cantidad de calor liberado en la combustión por unidad de masa, se mide en MJ/kg.
En el proceso de la combustión de las calderas es necesario que los gases quemados salgan por el conducto de humos a una cierta temperatura mínima, para generar el tiro térmico necesario. Esta temperatura está por encima de los 100 ºC, por lo que el agua producida no se condensa, perdiéndose el calor de cambio de estado. De estas condiciones surge la definición del poder calorífico inferior, siendo el de los pellets de 18 MJ/kg.
A través de una combustión controlada de los pellets se obtiene energía térmica, principalmente, para calefacción y agua caliente sanitaria. En la combustión se libera, entre otros gases, CO2 captado previamente de la atmósfera por la biomasa, por lo tanto, el balance de emisiones es neutro.
Otras ventajas del uso de la biomasa:
- Contribuye al autoabastecimiento energético.
- Suministro asegurado ya que actualmente existe una red de distribución de alta calidad tanto en servicio como en producto.
- La biomasa es una muy buena alternativa al petróleo, ya que es un recurso renovable que está más uniformemente distribuido sobre la superficie de la Tierra.
La biomasa se puede utilizar en todas las escalas, ya que podemos encontrar desde instalaciones de pequeño tamaño para uso doméstico como estufas, de tamaño mediano como calefacciones centralizadas de comunidades de vecinos, o de gran tamaño como centrales térmicas para obtener electricidad, o suministrar calefacción a un distrito o ciudad.
Dependiendo del tipo de instalación necesitaremos mayor o menor cantidad de combustible. La industria de los pellets se adecúa a estas necesidades con distintos formatos de suministro. El precio del kilo de pellets está entre 0,18 y 0,36 céntimos de euro, dependiendo de formato y del suministrador:
- Sacos: Suelen suministrarse con un peso de 15kg, lo cual es la forma más cómoda para usuarios con pequeño consumo, ya que estos sacos son muy manejables, y cualquier persona puede vaciarlos dentro de la caldera o estufa de pellets.
- BigBags: Esta forma es la más indicada para calderas de pellets que no permiten el suministro con camión cisterna, ya que en un bigbag caben aproximadamente 1000 Kg de pellets, y siempre resulta algo más económico que la compra por sacos.
- Camión cisterna: Es la forma más económica y práctica para grandes consumidores, ya que se suministra directamente el pellet desde el camión cisterna hasta el depósito de la caldera mediante la manguera del camión, de forma que queda todo automatizado y no es necesario manejar manualmente el pellet en ningún momento.
Comparación con otros combustibles
Gracias a la innovación en el sector de la biomasa, se ha conseguido en estufas y calderas de pellets una eficiencia del 70 al 93% Mejorando a las estufas de leña que están en torno al 40%. Por su proceso de compactación el almacenamiento de los pellets requiere menor espacio, con respecto a la leña, astilla y triturados. Si lo comparamos con el gasóleo, los pellets necesitan el doble de espacio de almacenaje. Al ser un combustible 100% natural no produce malos olores como es el caso del gasóleo.
En cuanto a la inversión inicial, la instalación de una caldera de pellets puede llegar al doble que la instalación de una caldera de gasoil. Esto puede ser un condicionante a la hora de decidirnos por una u otra, pero hay que tener en cuenta también la inversión en el combustible. En un año gastaríamos en doble en gasoil, por lo que en 5 años habríamos amortizado la inversión inicial de la instalación de la caldera de pellets y empezaríamos a ahorrar dinero.
Cómo funcionan las estufas y calderas de pellets
El funcionamiento es similar al de una caldera de gas. El quemador de combustible, mediante un tornillo sin fin automático, recoge los pellets del depósito. Si el quemador recibe la señal de arrancar, el transportador vierte los pellets en la boquilla del quemador y los inflama generando una llama horizontal que entra en la caldera. En cuanto los pellets empiezan a arder bien, el quemador se activa a la potencia programada, en la cual se mantiene hasta que el sistema esté calentado. Luego el quemador se apaga y los pellets terminan su combustión en la cámara del quemador o se suprime la combustión completamente. El ciclo se repite de nuevo en caso de necesidad.
El depósito de combustible se suele colocar cerca de la caldera, pudiendo adecuarse su dimensión al espacio disponible (el estándar es de 250, 500 ó 1000 l). A menudo se usa una parte de la sala de calderas como depósito. De manera que si es lo suficientemente grande, puede cubrir el suministro de toda la temporada, haciéndose necesario el relleno sólo una vez al año. Las estufas se recargan manualmente mediante una tolva incorporada en la misma estructura de la estufa.
Para optimizar el funcionamiento de las calderas de biomasa podemos instalar un acumulador, que almacenará el calor de una forma similar a un sistema de energía solar.
Como dato aproximado, calefactar una vivienda completa de unos 180m2, necesitará una caldera con una potencia de unos 20Kw, teniendo en cuenta una proporción de 1Kw para cada 10m2 y que las calderas no siempre funcionan a su mayor potencia. Esto puede requerir unas 3 ó 4 toneladas de pellets. Pero para cada caso se necesita un estudio técnico realizado por un especialista, ya que en el cálculo intervienen varios factores como la temperatura exterior, la calidad de los aislamientos, la orientación, los m2 de fachada de la vivienda, la calidad de las carpinterías...
La ceniza que produce se recoge generalmente de manera automática en un cenicero que dependiendo del tipo de instalación se variara con mayor o menor frecuencia. Estas cenizas son de origen vegetal, pudiéndose aprovechar como abono o suplemento mineral para animales.
Ventajas de las estufas y calderas de biomasa
- Al ser una energía renovable recibe subvenciones del gobierno.
- Para su instalación no necesita modificar su instalación interior de calefacción, siendo compatible con los radiadores o suelo radiante.
- Ocupan poco espacio pudiendo adquirirse estufas pequeñas o portátiles.
Tipos de calderas y estufas
La diferencia básica entre las estufas y las calderas es que las calderas sólo calientan y por ello se conectan a una instalación de radiadores, suelo o muro radiante. En cambio la estufa calienta y emite calor.
Estufas de aire
Tienen una potencia entre 5 y 15kW, y una eficiencia del 70-90%. Calientan el aire directo, por ello se recomienda para espacios diáfanos y también se puede canalizar el aire a otras estancias a una determinada distancia. Su instalación es sencilla y también sus mecanismos, el ajuste de potencia puede ser por pasos o algunas sólo vienen con encendido y apagado. El depósito de pellets viene incorporado en la misma estufa, con una capacidad de unos 15-25 kg. Tened en cuenta que no es suficiente como único sistema generador.
Hidro-Estufa
Su potencia puede ser entre 10 y 30 kW, y su eficiencia del 70-90%. Calientan un circuito de agua que irá a calefacción o a ACS. Son programables y se puede regular su potencia. El depósito de pellets viene incorporado en la misma estufa, con una capacidad de unos 20-60 kg. Requieren un mantenimiento casi diario de limpieza y no es recomendable como único sistema generador.
Calderas (potencias de 10 a 100kW)
Gama Media-Baja
Tienen una eficiencia del 70-90%. Pueden ser manuales o semiautomáticas. Pueden tener encendido, regulación de tiro y limpiador del intercambiador automáticos o manuales, pero todas tienen regulación de aire primario. Normalmente con tolva acoplada para suministrarle los pellets. Para ser una caldera tiene precios asequibles.
Gama Media-Alta
Su eficiencia es del 80-93%. Estas son completamente automáticas en cuanto a encendido, combustión y limpieza. La combustión es regulable. Para el almacenaje de su combustible pueden usarse silos flexibles o de obra. Al igual que la hidro-estufa tiene gestión hidráulica del sistema. Es una opción en la que el usuario se despreocupa gracias a su telegestión y automatismo, pero por un precio más elevado.
Este informe ha sido realizado con la colaboración de diferentes empresas distribuidoras como Ábrego Ingeniería, productoras y distribuidoras de pellets como Biomasa del Altiplano, Wattverd y Tienda Biomasa y fabricantes de estufas y calderas a como Carsan Biocombustibles. Para más información podéis consultar sus catálogos de productos y recibir asesoría para la instalación de vuestro sistema de generación de calor y agua caliente.
ideas de negocio sobre biocombustibles
El doble cultivo de triticale/sorgo para biomasa es viable y posible en España. La siembra del cultivo de invierno se puede realizar en octubre y su siega y empacado en mayo para una posterior siembra directa del sorgo x pasto del sudan o sorgos hibridos y recogidas en septiembre (con siegas y empacados también).
oportunidad de negocio: estaciones de biodiesel
La nueva estación de servicio sustentable inaugurada el 21 de Junio, está situada en el número 250 de la Arizona Avenue en Atlanta (Georgia, EE.UU.) y dispone de biodiésel B100 (100% biodiésel) y B20 (20% biodiésel mezclado).
Esta estación de servicio estará operada por CEB, una compañía productora de biodiésel sostenible que completa el circulo desde su producción a su venta de la manera más ecológica posible. La compañía, que trabaja en Georgia y Tennessee, ofrece todos los servicios relacionados con su producción: recogida del aceite de cocina usado, elaboración y mezcla del biodiésel, entrega de éste a granel, o venta del mismo al por menor.
Todo el combustible que produce cumple con las especificaciones de la Sociedad Americana de Pruebas y Materiales (American Society for Testing and Materials – ASTM) y se obtiene 100% con aceite de cocina usado recogido a nivel local, y utilizando electricidad verde generada en el sitio en su propia granja solar fotovoltaica.
El nuevo punto de venta de biocombustible es el resultado de la colaboración entre Biocombustibles de Energía Limpia (Clean Energy Biofuels CEB), la Alianza por la Energía Limpia del Sur (Southern Alliance for Clean Energy – SACE), y el Proyecto del Corredor Verde I-75 (I-75 Green Corridor Project) del Departamento de Energía (DOE) de los EE.UU.
El Proyecto I-75 pretende unir mediante un corredor interestatal 6 estados, desde Hiealeah (Florida) hasta el norte de Michigan, con una longitud de más de 2.800 kilómetros en la que todos los usuarios que lo precisen puedan repostar combustibles alternativos, como el etanol o el biodiésel.
Este biodiésel es un combustible no tóxico, biodegradable, con una huella de carbono mucho menor que el biodiésel que se obtiene a partir de cultivos energéticos, ya que no requiere de transporte a largas distancias, además de potenciar la economía local y mejorar el medio ambiente evitando el vertido del aceite usado en vertederos, acuíferos o ríos. El B100 también produce entre un 50 y un 75% menos de CO2 que la quema de diésel convencional, y reduce de manera significativa las emisiones de azufre.
Reconocemos que es una gran idea empresarial difícilmente mejorable, sólo queda replicarla. Resumiendo, se produce biocombustible aprovechando un residuo, y en el proceso se utiliza electricidad limpia autogenerada en el sitio, ¿quién puede dar más?
el sentido de los biocombustibles
En una contribución reciente titulada “The Nonsense of Biofuels” se compara la eficiencia energética de una unidad de área en la que se cultiva un biocombustible con otra unidad de área en la que se incorporan células fotovoltáicas. El análisis pone de relieve que la combinación célula fotovoltáica//batería/ motor eléctrico usa 600 veces mejor la tierra disponible que la combinación biomasa/biocombustible /motor de combustión. En este blog se indica que el análisis es simplista y que el término biocombustible tiene una dimensión mucho más amplia que la considerada en la contribución mencionada.
[Autor: J.L.G. Fierro-Instituto de Catálisis y Petroleoquímica, CSIC, Cantoblanco, Madrid]
Recientemente la revista Angewandte Chemie Internacional Edition 51 (2012) 2516-2518, publicó en su editorial un artículo titulado “The Nonsense of Biofuels”. Para el lector general esta contribución resulta atractiva en cuanto que cuantifica la eficiencia de la fotosíntesis al mismo tiempo que la compara con la de otras alternativas que convierten directamente la energía fotónica en electricidad. Dadas las limitaciones que tiene la fotosíntesis, el límite superior de la eficiencia de la fotosíntesis se sitúa en 4.5 %, aunque en realidad solamente se alcanza el 1% como es el caso de plantas de crecimiento rápido, como los álamos. Si estos valores de eficiencia se comparan con los de conversión fotovoltáica, la desventaja es evidente. La eficiencia de las células fotovoltáicas comerciales supera el 15%, esta energía puede almacenarse en baterías mediante un proceso directo. Este dato permite concluir que el almacenamiento de energía en forma de electricidad es cerca de 150 veces más efectivo que en forma de biocombustibles. Además, aproximadamente el 80% de la energía eléctrica almacenada en la batería puede propulsar un automóvil equipado con un motor eléctrico, lo que contrasta con solamente el uso de cerca un 20% como energía útil en un motor térmico convencional. Teniendo en cuanta ambos hechos, se llega a la conclusión de que la combinación célula fotovoltáica//batería/ motor eléctrico usa 600 veces mejor la tierra disponible que la combinación biomasa/biocombustible/motor de combustión.
Los cálculos anteriores se han realizado sobre la base de la comparación de dos áreas iguales (p.ej. 1 hectárea de campo) dedicadas una a plantación energética y otra a paneles fotovoltáicos. En primer lugar, la comparación solo es factible en una escala reducida. La superficie terrestre donde existe vegetación y, por tanto, donde se realiza la función clorofílica es extraordinariamente elevada (ca. 1.1 x 1010 Ha). La función clorofílica genera estructuras poliméricas (celulosa, hemicelulosa, lignina) de forma silenciosa con los fotones del espectro visible que ofrece el Sol de forma gratuita cada día. Solamente considerando aquí aquella fracción de la biomasa denominada “residuo” (residuos agroforestales) se dispone de material ligno-celulósico suficiente para cubrir el nicho de fabricación de biocombustibles de segunda generación. Obviamente que excluido cualquier cultivo energético (colza, soja, palma). El significado de este nicho queda ilustrado si se considera, por ejemplo, un campo de trigo, del cual se utiliza el bálago después de la cosecha sin necesidad de suprimir la cosecha como se haría cuando se dedica ese mismo campo a paneles fotovoltáicos. En segundo lugar, el análisis del ciclo de vida (LCA) es imprescindible en el caso de las células fotovoltáicas, constituidas por silicio de alta pureza. El proceso de fabricación de este tipo de silicio no solo resulta fuertemente demandante en energía sino que requiere volúmenes ingentes de disolventes. De hecho, el coste de la electricidad fotovoltáica resulta al menos dos veces superior al coste de producción por la tecnología convencional en central térmica.
En resumen, el hecho de que la función clorofílica tenga una eficiencia energética muy baja no excluye de ningún modo el uso de la materia ligno-celulósica como fuente de carbono para fabricar tanto biocombustibles de segunda generación como para producir una gama amplia de compuestos químicos.
nueva normativa para la producción de biodiesel en España
El pasado 21 de abril se publicó en el BOE la Orden IET/822/2012 por la que se regula la asignación de cantidades de producción de biodiesel para el cómputo del cumplimiento de los objetivos obligatorios de los biocarburantes.
Autor: [José Miguel Oliva -Unidad de Biocarburantes- Dpto. de Energía- CIEMAT]
En esta orden se regula el procedimiento de asignación de cantidades de producción de biodiesel apto para el cómputo del cumplimiento de los objetivos obligatorios de biocarburantes para un periodo de dos años, asignación que podrá ser prorrogada por otros dos años.
Así, para la certificación de una cantidad de biocarburante se deberá acreditar previamente que el biodiesel ha sido producido en su totalidad en plantas con cantidad asignada y no podrán certificarse cantidades producidas en una misma planta por encima de la cantidad anual que le haya sido asignada.
La cantidad anual máxima de producción asignada a cada planta es de 5 millones de toneladas al año y se determinará en función de los siguientes criterios: protección del medio ambiente, garantía de suministro, seguridad de abastecimiento del mercado petrolero, capacidad productiva anual de biodiésel debidamente auditada y viabilidad económica-financiera de la planta.
La aprobación definitiva de esta orden, redactada desde junio de 2011, se adivinaba como una de las medidas que impulsaría el ejecutivo español como respuesta a la expropiación de Repsol YPF por parte del Gobierno argentino. Uno de los primeros en reaccionar a esta aprobación ha sido Alfonso Ausín, presidente de la sección de Biocarburantes de la Asociación de Productores de Energías Renovables (APPA), el cual ha declarado: “La puesta en marcha de esta normativa permitirá a la industria española volver a la actividad en unas condiciones de competencia justa y leal, que venía reclamando desde hace años”. Y es que hay que recordar que Argentina se ha convertido en los últimos años en el principal exportador de biodiésel a España, favorecido por unos impuestos a la producción y exportación que benefician la salida del producto elaborado frente a la materia prima, soja principalmente. Se estima que durante 2011 el 75% del biodiésel consumido en España procedió de Argentina e Indonesia y que el valor de las importaciones desde Argentina asciende a 750 millones de euros. De esta forma la tendencia de la importación del producto elaborado acabará tras la entrada en vigor de la orden, ya que como se ha comentado anteriormente, no admite que se certifiquen dentro de la obligación de biocarburantes los procedentes de plantas que no tienen cuota asignada.
Por otro lado recordar que la capacidad de producción de biodiesel instalada en España es de 4,5 millones, aunque la producción en 2011 estuvo por debajo de las 650.000 toneladas, un 14% con respecto a esa capacidad.
Fuente: www.energias-renovables.com; www.boe.es
seis tipos de alga producen un biocumustible tan eficaz como el petróleo
Seis algas son capaces de producir un biocombustible ecológico que es “tan útil como la mejor gasolina para la industria del motor”, según una investigación de la empresa biotecnológica española Biomar Microbial Tecnologies.
Durante los últimos 15 años, esta empresa ha conformado la mayor colección de compuestos marinos útiles de toda Europa, al recopilar más de 58.000 extractos y 1.500 compuestos de caldos de fermentación disponibles para ser utilizados en ensayos clínicos con diferentes aplicaciones dentro del sector de los biocombustibles, la alimentación y la salud.
Los investigadores de la empresa han identificado seis microorganismos denominados microalgas que han demostrado que, si son cultivadas con sales y luz solar y sin modificación genética, producen ácidos grasos que originan biocombustible de una calidad similar al actual gasoil.
Para el consejero delegado de Biomar Microbial Tecnologies, Antonio Fernández Medarde, algunas multinacionales líderes en el sector petroquímico, entre las que se ha referido a Repsol, ya están valorando el cultivo de estos microorganismos como una fuente de energía ecológica alternativa útil para la industria del motor.
“El biodiesel obtenido tiene las mismas aplicaciones que el actual diesel y su producción es ilimitada. Además, su utilización no precisa realizar ningún cambio en la actual tecnología de la industria del motor”, ha destacado Fernández.
Por su parte, el vicepresidente de esta empresa biotecnológica, Arturo Ayats, ha apuntado que algunas compañías aéreas presumen de utilizar biocombustible extraído a partir del cultivo de ciertas gramíneas.
Por ello, ha destacado que los biocombustibles obtenidos a partir de determinados cereales que son fuente de alimentación, podrían ser objeto de crítica por parte de los países subdesarrollados, mientras que el gasoil obtenido de las microalgas no plantea esta polémica. “El océano cubre el 70 por ciento de la superficie del planeta y su diversidad biológica es muy superior a la que existe en la Tierra”, señala Ayats.
Los expertos subrayan que el cultivo de microalgas como fuente de biocombustibles es “una verdadera revolución en el ámbito de las energías renovables” con capacidad ilimitada de producción.
Finalmente, ha explicado que el biocombustible ecológico se obtiene a partir de los aceites que surgen de la conversión de la biomasa de microalgas, en un proceso que se denomina transesterificación.Posteriormente, los ácidos grasos resultantes dan lugar al biocombustible de alta calidad.
¿puede el bioetanol obtenido a partir de residuos de madera ser competitivo a corto plazo?
El etanol producido a partir de residuos lignocelulósicos puede convertirse en una alternativa al etanol preparado a partir de vegetales que compiten con la alimentación humana a partir del año 2020 si la industria recibe el apoyo de las administraciones para su desarrollo de acuerdo a un estudio reciente publicado por la Universidad British Columbia
Autor: [R.M. Navarro, Instituto de Catálisis y Petroleoquímica, CSIC]
El bioetanol de primera generación se obtiene mediante la fermentación de azúcares procedentes de diferentes vegetales (maíz, remolacha, cebada,….). El uso del bioetanol como combustible ha crecido notablemente en los últimos años en Europa, Estados Unidos, Brasil y Cánada. La producción mundial total de bioetanol aumentó desde 17,1 BL en 2001 hasta 73.9 BL en 2009 lo que significa un incremento del 430% en estos últimos años con una tasa anual de crecimiento superior al 17%. El éxito en el uso del bioetanol se ha debido al aumento en el precio de los combustibles fósiles y al soporte gubernamental que ha recibido en países como Brasil y EEUU con el objetivo de incrementar la seguridad en el suministro doméstico de combustibles, reducir la emisión de gases de efecto invernadero y ayudar a las industrias y comunidades rurales.
Sin embargo la producción de bioetanol de primera generación ha comenzado a cuestionarse en los últimos años ya que se considera una interferencia en la agricultura dedicada a la producción de alimentos así como causa de pérdidas de ecosistemas naturales. Para evitar estos inconvenientes se están realizando investigaciones con el fin de utilizar fuentes naturales alternativas para los biocombustibles de segunda generación. De entre las fuentes alternativas para la producción de biocombustibles, la biomasa lignocelulósica aparece como una de las más adecuadas. La biomasa lignocelulósica es un componente esencial de la madera e incluye residuos forestales y agroindustriales (serrines, restos molienda, fabricación papel,…). Diferentes análisis de ciclo de vida han mostrado que la producción de etanol a partir de biomasa lignocelulósica, por medio de conversión bioquímica o termoquímica, presenta notables ventajas medioambientales y de renovabilidad respecto de la producción de etanol por fermentación de azúcares. A pesar de ello, el grado de comercialización del etanol de segunda generación es lento con un desarrollo a nivel de demostración con varias plantas operando en América del Norte y Europa (una de ellas en Salamanca participada por Abengoa y Ebro Puleva). El lento progreso en la comercialización del etanol de segunda generación se debe tanto a riesgos asociados al desarrollo de la tecnología como a la elevada inversión de capital y a los pobres retornos previstos a corto plazo.
La producción de etanol a partir de residuos lignocelulósicos se realiza en un proceso en cuatro etapas: (i) pretratamiento, (ii) hidrólisis, (iii) fermentación y (iv) separación de productos. Durante el pretratamiento, los residuos lignocelulósicos se procesan para atacar las fibras obteniendo la separación de las hemicelulosas de las fibras poliméricas. Tras el pretratamiento, la segunda etapa de hidrólisis permite la separación de los monómeros de azúcar contenidos en la celulosa y las hemicelulosas. Los monómeros obtenidos pueden ser fermentados a etanol usando levaduras modificadas capaces de fermentar los monómeros de azúcares procedentes del tratamiento de la lignina. La etapa final de separación de productos y la posterior destilación y deshidratación del etanol fermentado produce un alcohol con una pureza del 99.9% aceptable para su utilización como combustible.
A pesar de las evidentes ventajas medioambientales y de renovabilidad que presenta el bioetanol de segunda generación, este tipo de combustible debe competir económicamente con los costes de producción del etanol de primera generación. Para conocer el nivel de competitividad del etanol de segunda generación respecto del de primera generación, investigadores de la Uniersidad British Columbia han realizado un estudio comparativo de los costes de producción del etanol lignocelulósico en la actualidad y una proyección para el año 2020. Los investigadores han realizado un modelo tecno-económico que incluye y estima las oportunidades para la reducción de los costes de producción del etanol lignocelulósico incluyendo costes de las materias primas, inversión y de operación. El estudio realizado concluye que el etanol lignocelulósico podría ser competitivo con el etanol de primera generación en el año 2020. Para lograr este objetivo se deben conseguir descensos en el coste de todos los componentes que integran el proceso de producción de etanol lignocelulósico: reducción del coste de las enzimas celulasas utilizadas para la descomposición de la celulosa y reducción del coste de las unidades de pretratamiento/hidrólisis descendiendo la severidad y tiempos de contacto en ambos procesos. Por esta razón, los autores concluyen que la producción de etanol lignocelulósico requerirá de una política de apoyo por encima de la dada en la actualidad al etanol de primera generación para que esta tecnología pueda ser competitiva en el año 2020.
Más información
JD Stephen, WE Mabee, JN Saddler, Modeling and Analysis: Lignocellulosic ethanol competitiveness and cost reduction. Biofuels, Bioprod. Bioref. (2011); DOI: 10.1002/bbb
el boom de 'las biocombustibles'
Las empresas que se dedican a los biocombustibles empiezan a salir al mercado bursátil, por ahora:
La que el mercado está valorando más y con tendencia alcista es KiOR.
Gevo, basada en maíz (o tantas otras basadas en soja....) ha sido penalizada en su cotización durante el último año...Quizás los mercados han visto que la solución más fácil no es siempre la mejor y que los biocombustibles no se pueden desarrollar a expensas de provocar una crisis alimenticia.
Y las que ya han pedido cotizar con enlaces a su historia...
la ética detrás de los biocombustibles deja mucho que desear
La gasolina y el gasoil son la forma de energía más versátil. Al contrario de lo que ocurre con cualquier otra fuente de energía, los derivados del petróleo son fácilmente almacenables y transportables, tan fácil, que son los que mueven el transporte en el mundo ¿Qué hacer cuando ya no haya petróleo? Parece que gran parte de los esfuerzos que se están haciendo en la investigación de nuevas fuentes de energía, tienen estas premisas. Desarrollar un producto:
1. Que tenga unas características similares a las del petróleo
2. Que se pueda usar en maquinaria que hoy funciona con petróleo
La solución a estas dos premisas está en los biocombustibles. En aras de conseguir sustituir el petróleo con algo, lo que sea, los Gobiernos, sobre todo el de USA, están invirtiendo cifras astronómicas en empresas que desarrollan transgénicos que aseguren un rápido crecimiento de las cosechas, para poder producir más biocombustible, o en empresas que han conseguido un biocombustible apto para jets.
El mundo quiere energía líquida. Que la máquina no pare y para ello, mientras los Gobiernos invierten sin tener en cuenta ningún tipo de consideración ética sobre el uso y las implicaciones del desarrollo desmedido de los biocombustibles, los fondos de inversión y demás fortunas, se dedican a comprar a derribo tierra en el tercer mundo, para deforestar, desplazar a la población, empobrecer la zona, exportar la producción y parcelar en terrenos 'bio'.
Sé que los biocomustibles son necesarios. Existe un parque de transporte excesivamente grande como para dejarlo caer, pero los esfuerzos deberían volcarse en la investigación de producción de biocombustibles a partir de organismos cultivados arficialmente, uorganismos creados de forma artificial. Los biocombustibles no pueden basar su desarrollo en:
- La deforestación
- La disminución de superficie cultivable para consumo humano
- La aceleración de la crisis alimentaria
- El uso de agua potable para generar energía
- La creación de organismos transgénicos que ocuparán extensiones de tierra antes dedicadas al cultivo para alimentación humana
No todo vale. Sustituir el problema de agotamiento de los recursos fósiles por un problema mayor en forma de aumento de desigualdades en el mundo, empobrecimiento de amplias zonas del planeta, aceleración de la crisis alimentaria, sólo aumentará la brecha ecológica y social en la que unos pocos países viven a costa del resto.
cocina de pellets
Presentamos en el Blog la Cocina de Pellets, artefacto que “no contamina el medio ambiente y el costo de combustible son los residuos agricolas, forestales , animales y domiciliarios“. ¿De qué se trata?. El Ing. Raúl Mieza no cuenta que la cocina tiene “una tolva donde se almacena el combustible, un sin fin lo abastece de acuerdo a sus necesidades, a través de un programador (similar al del lavarropa) y el tamaño de la cocina es similar a una de gas común.”
En la parte superior se cocina, en la parte inferior es horno y a la salida de los gases de combustión se calienta agua a través de una serpentina. La cocina también se puede encender por control remoto (GSM).
Mieza, su creador, nos cuenta que japoneses están interesados en sus productos. Que además de la cocina tienen calefactores y generadores de aire caliente que funcionan con el mismo sistema de combustión con pellets y se podría “quemar la basura domiciliaria, la parte Biomasa “. En la foto vemos pizzas cocinadas con estiercol de conejo (!!!) y el ingeniero nos asegura que NO produce nada de olor, y las pizzas “salen mejor que las de la calle Corrientes“, bromea. Y aunque no probamos bocado, le deseamos como siempre la mejor de la suerte con su producto.
estufa de leña para calentar agua
Las estufas de leña utilizan los restos de madera procedentes de la poda y producen calor de manera muy eficiente. La madera -de pequeño diámetro- se quema en una cámara de combustión a altas temperaturas y los gases, antes de salir al exterior por una chimenea, sirven para calentar la masa de un intercambiador de calor.
Este calentador de agua -que podrías fabricar tú mismo- sigue el mismo principio. Quemando los restos de la poda de manera eficiente, el sistema, con una tecnología muy sencilla, es capaz de suministrar agua caliente bajo demanda y con un nivel muy bajo de emisiones.
Pero no solo es la cantidad de combustible que necesita lo que la hace interesante, sino el tipo. Como puedes ver en el video de Urban Permacultura, las estufas funcionan mejor con finas varas de leña, que se van introduciendo por gravedad, lo que las hace ideales para aprovechar la leña procedente de la poda de árboles.
Hay, por supuesto, razones para pensar que quemar madera no es lo mejor para calentarse o para cocinar, sin embargo, los nuevos diseños que consideren aspectos como la disminución de emisiones, selectividad en el tipo de combustible o la eficiencia general del sistema, serán vistos cada día con mejores ojos.
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