1 cristina del amo 2º bachillerato distancia ies leopoldo cano
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Cristina del Amo 2º Bachillerato Distancia IES Leopoldo Cano
ÍNDICE:
• Energías renovables (Pág. 3-4)• Energía renovables no contaminantes: La energía eólica (Pág. 5-8)• Energía hidráulica (Pág. 9-12)• Energía solar (Pág. 13-16)• Energía mareomotriz (Pág.17-19)• Energía geotérmica (Pág.20-23)• Energía renovable contaminante: La biomasa (Pág. 24-30)• Ventajas e inconvenientes (Pág.31-35)
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Energía verde es un término que describe la energía generada a partir de fuentes de energía primaria respetuosas con el medio ambiente. Las energías verdes son energías renovables que no contaminan, es decir, cuyo modo de
obtención o uso no emite subproductos que puedan incidir negativamente en el medio ambiente. 3
ENERGÍAS RENOVABLES O VERDES
Las fuentes renovables de energía pueden dividirse en dos categorías:
A) No contaminantes o limpias:
- El viento: Energía eólica. - Los ríos y corrientes de agua dulce: Energía hidráulica o hidroeléctrica. - El Sol: energía solar. - Los mares y océanos: Energía mareomotriz. - El calor de la Tierra: Energía geotérmica.
B) Las contaminantes:
- Se obtienen a partir de la materia orgánica o biomasa, y se pueden utilizar directamente como combustible (madera u otra materia vegetal sólida), bien convertida en bioetanol o biogás mediante procesos de fermentación orgánica o en biodiesel, mediante reacciones de transesterificación y de los residuos urbanos. 4
La energía eólica es la energía obtenida de la fuerza del viento, es decir, mediante la utilización de la energía cinética generada por las corrientes de aire. Se obtiene a través de una turbinas eólicas son las que convierten la energía cinética del viento en electricidad por medio de aspas o hélices que hacen girar un eje central conectado, a través de una serie engranajes (la transmisión) a un generador eléctrico
1) ENERGÍA EÓLICA
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EL AEROGENERADOR :
Es un generador de corriente eléctrica a partir de la energía cinética del viento, es una energía limpia y también la menos costosa de producir, lo que explica el fuerte entusiasmo por esta tecnología.
Actualmente se utiliza para su transformación en energía eléctrica a través de la instalación de aerogeneradores o turbinas de viento. De entre todas las aplicaciones existentes de la energía eólica, la más extendida, y la que cuenta con un mayor crecimiento es la de los parques eólicos para producción eléctrica.
Un parque eólico es la instalación integrada de un conjunto de aerogeneradores interconectados eléctricamente. Los aerogeneradores son los elementos claves de la instalación de los parques eólicos que, básicamente, son la evolución de los tradicionales molinos de viento. Como tales son máquinas rotativas que están formadas por tres aspas, de unos 20-25 metros, unidas a un eje común.
El elemento de captación o rotor que está unido a este eje, capta la energía del viento. Mediante el movimiento de las aspas o paletas, accionadas por el viento, activa un generador eléctrico que convierte la energía mecánica de la rotación en energía eléctrica.
Estos aerogeneradores suelen medir unos 40-50 metros dependiendo de la orografía del lugar, pero pueden ser incluso más altos.
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INDUSTRIA DE LA ENERGÍA EÓLICA :
•El marco de negocios de la capacidad instalada de energía eólica en las Comunidades Autónomas se compone de más de 170 empresas que se incluyen fabricantes (aerogeneradores, palas, torres, generadores, multiplicadores, equipos eléctricos, etc.).
•Proveedores (hidráulica y eléctrica las empresas y de los aparatos de control y regulación).
• La construcción mecánica y empresas de obras públicas, las empresas de instalación y mantenimiento, la explotación y la ingeniería en 2003.
El sector eólico español ahora alberga a la participación de más de 500 empresas, con aproximadamente 150 plantas de producción de turbinas eólicas y su maquinaria a través de las regiones españolas.
España es líder mundial en energía eólica debido a su tasa de penetración en el mercado eléctrico, tan sólo superada por Dinamarca.
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Cabe señalar que durante el año 2009 la generación de energía de origen eólico fue superior a la del carbón (con un 13.8 % frente a un 12 % de ésta cabe señalar que durante el año 2009 la generación de energía de origen eólico fue superior a la del carbón (con un 13.8 % frente a un 12 % de ésta última),5 convirtiéndose así en la tercera fuente de energía por detrás del ciclo combinado y la nuclear.
El día 9 de noviembre de 2010 se produjo el máximo histórico de producción instantánea con 14.962 MW a última), convirtiéndose así en la tercera fuente de energía por detrás del ciclo combinado y la nuclear.El día 9 de noviembre de 2010 se produjo el máximo histórico de producción instantánea con 14.962 MW
TABLA DE COBERTURA DE LA DEMANDA DE LA ENERGÍA EÓLICA
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2) ENERGÍA HIDRAÚLICA
La energía potencial acumulada en los saltos de agua puede ser transformada en energía eléctrica. Las centrales hidroeléctricas aprovechan la energía de los ríos para poner en funcionamiento unas turbinas que mueven un generador eléctrico.
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CÓMO SE TRANSFORMA EL AGUA EN ENERGÍA ELÉCTRICA
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Uno de los recursos más importantes cuantitativamente en la estructura de las energías renovables es la procedente de las instalaciones hidroeléctricas; una fuente energética limpia y autóctona pero para la que se necesita construir infraestructuras necesarias que permitan aprovechar el potencial disponible con un coste nulo de combustible. El problema de este tipo de energía es que depende de las condiciones climatológicas. En España se utiliza un 15 % de esta energía para producir electricidad.
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España se encuentra en la línea de otros países de la OCDE respecto a la producción de energía eléctrica, siendo el 18,5% de esta energía de origen hidráulico.
La evolución de la energía hidroeléctrica en España en las últimas décadas ha sido siempre creciente aunque la participación de ésta en el total de eléctrica producida ha ido disminuyendo (92% en 1940 vs 18% en 2001) Esto se debe al incremento de la producción de energía termal y nuclear de los últimos 50 y 30 años respectivamente. La potencia instalada en España en 2008 fue de 18.451 MW.
La central de producción hidráulica con mayor potencia instalada es la de Aldeadávila en el Río Duero(Salamanca) con 1140 MW, seguido por el embalse José María de Oriol en el Río Tajo (provincia de Cáceres) con un 915 MW. Otros embalses de capacidad por encima de los 500 MW son el de Cortés-La Muela en el Júcar (Valencia), Villarino en el Tormes (Salamanca) o Saucelle en el Duero (Salamanca).
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PRODUCCIÓN DE ENERGÍA HIDRÁULICA
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3) ENERGÍA SOLAR
Se trata de recoger la energía del sol a través de paneles solares y convertirla en calor el cual puede destinarse a satisfacer numerosas necesidades. Por ejemplo, se puede obtener agua caliente para consumo doméstico o industrial, o bien para dar calefacción a hogares, hoteles, colegios o fábricas.
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La energía solar es una fuente de vida y origen de la mayoría de las demás formas de energía en la Tierra. Cada año la radiación solar aporta a la Tierra la energía equivalente a varios miles de veces la cantidad de energía que consume la humanidad. Recogiendo de forma adecuada la radiación solar, esta puede transformarse en otras formas de energía como:
- Energía térmica con colectores solares.
- Energía luminosas con paneles fotovoltaicos.
FORMAS DE ENERGÍAS EÓLICA
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SE DISTINGUEN DOS COMPONENTES EN LA RADIACIÓN SOLAR:
1. La radiación directa , es la que llega directamente del foco solar,
2. La radiación difusa , es la emitida por la bóveda celeste diurna gracias a los múltiples fenómenos de reflexión y refracción solar en la atmósfera, en las nubes, y el resto de elementos atmosféricos y terrestres
La radiación directa puede reflejarse y concentrarse para su utilización, mientras que no es posible concentrar la luz difusa que proviene de todas direcciones. Sin embargo, tanto la radiación directa como la radiación difusa son aprovechables.
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España está entre las cinco principales naciones inversoras en energías renovables en el ámbito internacional y su mercado fotovoltaico fue el que más creció en todo el mundo en 2007, de manera que en España están dos de las tres principales plantas fotovoltaicas del planeta.
En 2005 España se convirtió en el primer país del mundo en requerir la instalación de placas solares en edificios nuevos y el segundo del mundo (tras Israel) en requerir la instalación de sistemas de agua caliente solar.
Según los informes de Greenpeace, la energía solar podría abastecer siete veces la demanda eléctrica que tendría la península en 2050. Además, todas las previsiones dicen que para mediados de la década de 2010 será más barata la electricidad producida en los paneles solares ubicados en España que lo que tendrá que pagar el consumidor doméstico por comprar electricidad de la red ( procedente de combustibles fósiles).
EL CONSUMO DE LA ENERGIÁ SOLAR
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4)ENERGÍA MAREOMOTRIZ
La energía mareomotriz es la que se obtiene aprovechando las mareas, mediante su unión a un alternador se puede utilizar el sistema para la generación de electricidad, transformando así la energía mareomotriz en energía eléctrica,
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Los métodos de generación mediante energía de marea pueden clasificarse en estas tres:
MÉTODOS DE GENERACIÓN DE LA ENERGÍA MAREOMOTRIZ:
1. Los generadores de corriente de marea .
Hacen uso de la energía cinética del agua en movimiento a las turbinas de la energía, de manera similar al viento (aire en movimiento) que utilizan las turbinas eólicas. Este método está ganando popularidad debido a costos más bajos y a un menor impacto ecológico en comparación con las presas de marea.
2. Presa de marea
Las presas de marea hacen uso de la energía potencial que existe en la diferencia de altura (o pérdida de carga) entre las mareas altas y bajas. Las presas son esencialmente los diques en todo el ancho de un estuario, y sufren los altos costes de la infraestructura civil, la escasez mundial de sitios viables y las cuestiones ambientales.
3. Energía mareomotriz dinámicaEs una tecnología de generación teórica que explota la interacción entre las energías cinética y potencial en las corrientes de marea. Se propone que las presas muy largas (por ejemplo: 30 a 50 km de longitud) se construyan desde las costas hacia afuera en el mar o el océano, sin encerrar un área. Se introducen por la presa diferencias de fase de mareas, lo que lleva a un diferencial de nivel de agua importante (por lo menos 2.3 metros) en aguas marinas ribereñas poco profundas con corrientes de mareas que oscilan paralelas a la costa.
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Generador de corriente de marea
Presa de marea
Energía dinámica
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5) ENERGÍA GEOTÉRMICA
La energía geotérmica es aquella energía que puede obtenerse mediante el aprovechamiento del calor del interior de la Tierra.
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TIPOS DE YACIMIENTOS GEOTÉRMICOS SEGÚN LA TEMPERATURA DEL AGUA :
• Energía geotérmica de alta temperatura
La energía geotérmica de alta temperatura existe en las zonas activas de la corteza. Esta temperatura está comprendida entre 150 y 400 °C, se produce vapor en la superficie y mediante una turbina, genera electricidad.
•Energía geotérmica de temperaturas medias
La energía geotérmica de temperaturas medias es aquella en que los fluidos de los acuíferos están a temperaturas menos elevadas, normalmente entre 70 y 150 °C. Por consiguiente, la conversión vapor-electricidad se realiza con un rendimiento menor, y debe explotarse por medio de un fluido volátil.
•Energía geotérmica de baja temperatura
La energía geotérmica de temperaturas bajas es aprovechable en zonas más amplias que las anteriores; por ejemplo, en todas las cuencas sedimentarias. Es debida al gradiente geotérmico. Los fluidos están a temperaturas de 50 a 70 °C.
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•Energía geotérmica de muy baja temperatura
La energía geotérmica de muy baja temperatura se considera cuando los fluidos se calientan a temperaturas comprendidas entre 20 y 50 °C. Esta energía se utiliza para necesidades domésticas, urbanas o agrícolas.
Las fronteras entre los diferentes tipos de energías geotérmicas es arbitraria; si se trata de producir electricidad con un rendimiento aceptable la temperatura mínima está entre 120 y 180 °C, pero las fuentes de temperatura más baja son muy apropiadas para los sistemas de calefacción urbana.
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FUENTES GEOTÉRMICAS
USOS :
•Generación eléctrica.
•Aprovechamiento directo del calor.
•Calefacción y ACS.
•Refrigeración por absorción.
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BIOMASA
La formación de biomasa a partir de la energía solar se lleva a cabo por el proceso denominado fotosíntesis vegetal que a su vez es desencadenante de la cadena biológica. La energía almacenada en el proceso fotosintético puede ser posteriormente transformada en energía térmica, eléctrica o carburantes de origen vegetal, liberando de nuevo el dióxido de carbono almacenado.
B) CONTAMINANTES
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Una parte de la energía que llega a la Tierra procedente del Sol es absorbida por las plantas, a través de la fotosíntesis, y convertida en materia orgánica con un mayor contenido energético que las sustancias minerales. De este modo, cada año se producen 2·1011 toneladas de materia orgánica seca, con un contenido de energía equivalente a 68000 millones de toneladas equivalentes de petróleo, que equivale aproximadamente a cinco veces la demanda energética mundial. A pesar de ello, su enorme dispersión hace que sólo se aproveche una mínima parte de la misma. Entre las formas de biomasa más destacables por su aprovechamiento energético destacan los combustibles energéticos (caña de azúcar, remolacha, etc.) y los residuos (agrícolas, forestales, ganaderos, urbanos, lodos de depuradora, plantas, etc.)
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TIPOS DE BIOMASA:
Se distinguen varios tipos de biomasa, según la procedencia de las sustancias empleadas, como la biomasa:
• Vegetal, relacionada con las plantas en general (troncos, ramas, tallos, frutos, restos y residuos vegetales ,etc.).
• La animal, obtenida a partir de sustancias de origen animal (grasas, restos, excrementos, etc.).
Otra forma de clasificar los tipos de biomasa se realiza a partir del material empleado como fuente de energía:
• Natural Es aquella que abarca los bosques, árboles, matorrales, plantas de cultivo, etc. Por ejemplo, en las explotaciones forestales se producen una serie de residuos o subproductos, con un alto poder energético, que no sirven para la fabricación de muebles ni papel, como son las hojas y ramas pequeñas, y que se pueden aprovechar como fuente energética.
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Los “cultivos energéticos” son otra forma de biomasa consistente en cultivos o plantaciones que se hacen con fines exclusivamente energéticos, es decir, para aprovechar su contenido de energía. Entre este tipo de cultivos tenemos, por ejemplo, árboles como los chopos u otras plantas específicas. A veces, no se suelen incluir en la energía de la biomasa que queda restringida a la que se obtiene de modo secundario a partir de residuos, restos, etc.
Los biocarburantes son combustibles líquidos que proceden de materias agrícolas ricas en azúcares, como los cereales (bioetanol) o de grasas vegetales, como semillas de colza o girasol de calabaza (biodiesel). Este tipo también puede denominarse como “cultivos energéticos”.
El bioetanol va dirigido a la sustitución de la gasolina; y el biodiesel trata de sustituir al gasóleo. Se puede decir que ambos constituyen una alternativa a los combustibles tradicionales del sector del transporte, que derivan del petróleo.
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Es aquella que corresponde a los residuos de paja, serrín, estiércol, residuos de mataderos, basuras urbanas, etc.
El aprovechamiento energético de la biomasa residual, por ejemplo, supone la obtención de energía a partir de los residuos de madera y los residuos agrícolas (paja, cáscaras, huesos...), las basuras urbanas, los residuos ganaderos, como purines o estiércoles, los lodos de depuradora, etc. Los residuos agrícolas también pueden aprovecharse energéticamente y existen plantas de aprovechamiento energético de la paja residual de los campos que no se utiliza para forraje de los animales.
Los residuos ganaderos, por otro lado, también son una fuente de energía:
Los purines y estiércoles de las granjas de vacas y cerdos pueden valorizarse energéticamente por ejemplo, aprovechando el gas (o biogás) que se produce a partir de ellos, para producir calor y electricidad. Y de la misma forma puede aprovecharse la energía de las basuras urbanas, porque también producen un gas o biogás combustible, al fermentar los residuos orgánicos, que se puede captar y se puede aprovechar energéticamente produciendo energía eléctrica y calor en los que se puede denominar como plantas de valorización energética de biogás de vertedero.
• RESIDUAL
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•SECA Y HÚMEDA
Según la proporción de agua en las sustancias que forman la biomasa, también se puede clasificar en:
- Biomasa seca: madera, leña, residuos forestales, restos de las industria maderera y del mueble, etc.
La energía contenida en la biomasa seca es más fácil de aprovechar, mediante procesos termoquímicos como la combustión, la pirolisis o la gasificación.1 El rendimiento energético obtenido suele ser alto. En la tabla adjunta se indican los productos que se obtienen en este aprovechamiento, entre los que destaca el calor (para calefacciones, calderas, etc.), la electricidad obtenida (haciendo pasar vapor a gran presión por una turbina unida a un generador eléctrico), el vapor de agua caliente, o diversos combustibles (metanol, metano).
- Biomasa húmeda: residuos de la fabricación de aceites, lodos de depuradora, purines, etc.
Procesos de transformación de la biomasa húmeda
En este caso se emplean procesos bioquímicos de transformación, con menor rendimiento energético y tiempos de procesado más largos. Tienen más interés ecológico (muchas son sustancias contaminantes) que el propio aprovechamiento energético.
Procesos de transformación de la biomasa seca
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INSTALACIONES DE APROVECHAMIENTO DE LA ENERGÍA DE LA BIOMASA
Podemos encontrar desde instalaciones de pequeño tamaño para uso doméstico (chimeneas u hogares de leña), de tamaño mediano (digestores de residuos ganaderos en granjas), o de gran tamaño (centrales térmicas que queman residuos agrícolas o forestales para obtener electricidad, o suministrar calefacción a un distrito o ciudad, etc.).
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VENTAJAS E INCONVENIENTES :La energía eólica ventajas :-Procede indirectamente del sol , que calienta el aire y ocasiona el viento .-Se renueva de forma continua .-Es inagotable .-Es limpia . No contamina .-Es autóctona y universal . Existe en todo el mundo .-Cada vez es más barata conforme avanza la tecnología .-Permite el desarrollo sin expoliar la naturaleza , respetando el medio ambiente .-Las instalaciones son fácilmente reversibles. No deja huella .
La energía eólica también tiene unos inconvenientes específicos:
-El impacto visual, es decir; que su instalación genera una alta modificación del paisaje.-El impacto sobre la avifauna: principalmente por el choque de las aves contra las palas, efectos desconocidos sobre modificación de los comportamientos habituales de migración y anidación.-El impacto sonoro, es decir el roce de las palas con el aire produce un ruido constante, la casa más cercana deberá estar al menos a 200 metros.-La posibilidad de zona arqueológicamente interesante.
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Ventajas de la energía hidroeléctrica :
-No emiten gases que provocan el efecto invernadero. - Tiene contenidos de azufre prácticamente nulos por lo que la emisión de dióxido de azufre es mínima. El dióxido de azufre, junto con los óxidos de nitrógeno, son causas de la lluvia ácida. - El uso de la biomasa como biocarburante en motores de combustión interna reduce el empleo de los motores alimentados por combustibles fósiles que provocan altos índices de contaminación.
Inconvenientes:
- El rendimiento de las calderas de biomasa es inferior al de las que usan combustible fósil. - Se necesita mayor cantidad de biomasa para conseguir la misma cantidad de energía con otras fuentes. - Los canales de distribución de biomasa están menos desarrollados que los de combustibles fósiles.
Ventajas de la energía solar: - Una vez realizada la instalación no se originan gastos posteriores, y el consumo es gratuito.- No usa combustibles, impidiendo la incomodidad y el peligro.- La energía solar no produce desechos.- Es renovable respecto a otras tecnologías.- Reducción de emisiones al producir electricidad.- Ahorra agua, mejora la calidad del suelo, trata los residuos y es segura en el suministro energético.- Es totalmente gratuita.- No usa combustibles eliminando la peligrosidad de su almacenamiento.- El impacto ambiental es nulo: no produce desechos, residuos, ruidos…
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Inconvenientes :
- Se tiene que instalar en un lugar donde haya radiación solar. - menor rendimiento. - Su instalación debe ser en zonas donde la radiación solar sea mayoritaria, diaria y anualmente. - Tiene menos rendimiento que otros sistemas. - Su mecánica es más compleja que otros sistemas de aprovechamiento de energías. - Tiene peligro por las altas temperaturas que alcanza.
Ventajas de la energía mareomotriz
- Limpia . - Renovable.
Inconvenientes - Necesita construir presas y diques . - Posible impacto ambiental en ecosistemas . - Sólo es aprovechable en lugares muy concretos . - Corrosión de los sistemas .
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Inconvenientes - En ciertos casos emisión de ácido sulfhídrico que se detecta por su olor a huevo podrido, pero que en grandes cantidades no se percibe y es letal. - Contaminación de aguas próximas con sustancias como arsénico, amoníaco, etc. - Contaminación térmica. - Deterioro del paisaje. - No se puede transportar (como energía primaria). - No está disponible más que en determinados lugares.
Energía geotérmica
Ventajas : - Es una fuente que evitaría la dependencia energética del exterior. - Los residuos que produce son mínimos y ocasionan menor impacto ambiental que los originados por el petróleo y el carbón. - Sistema de gran ahorro, tanto económico como energético. - Ausencia de ruidos exteriores. - Los recursos geotérmicos son mayores que los recursos de carbón, petróleo, gas natural y uranio combinados. No está sujeta a precios internacionales, sino que siempre puede mantenerse a precios nacionales o locales. - El área de terreno requerido por las plantas geotérmicas por megavatio es menor que otro tipo de plantas. No requiere construcción de represas, tala de bosques, ni construcción de conducciones (gasoductos u oleoductos) ni de depósitos de almacenamiento de combustibles. - La emisión de CO2, con aumento de efecto invernadero, es inferior al que se emitiría para obtener la misma energía por combustión.
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Ventajas de la biomasa :
- No emiten gases que provocan el efecto invernadero.- Tiene contenidos de azufre prácticamente nulos por lo que la emisión de dióxido de azufre es mínima. El dióxido de azufre, junto con los óxidos de nitrógeno, son causas de la lluvia ácida. - El uso de la biomasa como biocarburante en motores de combustión interna reduce el empleo de los motores alimentados por combustibles fósiles que provocan altos índices de contaminación.
Inconvenientes:
- El rendimiento de las calderas de biomasa es inferior al de las que usan combustible fósil.- Se necesita mayor cantidad de biomasa para conseguir la misma cantidad de energía con otras fuentes. - Los canales de distribución de biomasa están menos desarrollados que los de combustibles fósiles.