Dirección de Nuevos Desarrollos. Dirección de Nuevos Desarrollos.

CO-COMBUSTIÓN DE LA BIOMASA FORESTAL

Rev 1

División Nuevos Desarrollos G. y GNL

Antonio Elías García Martínez

ENDESA GENERACIÓN SDG INGENIERÍA E I+D

DIRECCIÓN DE NUEVOS DESARROLLOS

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¿POR QUÉ ENDESA QUIERE UTILIZAR BIOMASA?

Búsqueda de formas contribuir al desarrollo sostenible:Disminuir el impacto ambiental de las CCTT.Contribuir al desarrollo social en aquellas áreas en las que ENDESA tiene implantación.Potenciar las tecnologías emergentes.

La biomasa es una de las áreas que se desarrollan dentro de esteplanteamiento general de ENDESA, para ello se introducen las siguientesrestricciones:

Solo utilización de “biomasa renovable”.Solo usar biomasas no contaminadas.Reducir emisiones de NOx, SO2.Promover el fortalecimiento de las empresas de logística del territorio.Compatibilizar el desarrollo de la co-combustión con las centrales específicas de biomasa.

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DOS DEFINICIONES DE BIOMASA EN LA EU (I)

Existen dos definiciones y por tanto diferentes aproximaciones de los países. Aquellos países con baja disponibilidad de biomasa incluida en la definición restrictiva, consideran la definición amplia, tal es el caso de Holanda.

Esto ha influido en la creación de diferentes grupos de trabajo.

DEFINICIÓN AMPLIA:

Directiva 2001/77/EC relativa a la promoción de la electricidad generada a partir de fuentes de energía renovables en el mercado interior de la electricidad:

“Fracción biodegradable de los productos, deshechos y residuos procedentes de la agricultura (incluidas las sustancias de origen animal y origen vegetal), de la silvicultura y de las industrias conexas, así como la fracción biodegradable de los residuos industriales y municipales.”

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DOS DEFINICIONES DE BIOMASA EN LA EU (II)

DEFINICIÓN RESTRICTIVA:

Directiva 2001/80/EC sobre limitación de emisiones a la atmósfera de determinados agentes contaminantes procedentes de grandes instalaciones de combustión:

“Productos compuestos total o parcialmente por materia vegetal de origen agrícola o forestal, que puedan ser utilizados como combustible para valorizar su contenido energético, y los siguientes residuos utilizados como combustibles:

a) Residuos vegetales de origen agrícola y forestal;

b) Residuos vegetales procedentes de la industria de elaboración de alimentos, si se recupera el calor generado;

c) Residuos vegetales fibrosos procedentes de la producción de pulpa virgen y de la producción de papel a partir de pulpa, si se coincineran en el lugar de producción y se recupera el calor generado;

d) Residuos de corcho;

e) Residuos de madera, con excepción de aquellos que puedan contener compuestos organohalogenados o metales pesados como consecuencia de algún tipo de tratamiento con sustancias protectoras de la madera o de revestimiento, lo que incluye, en particular, los residuos de madera procedentes de residuos de construcción y demolición.”

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BIOCOMBUSTIBLES SÓLIDOS

CEN TC 335 “SOLID BIOFUELS”

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OBJETO CEN TC 335

El CEN TC 335 se constituyó en el año 2000.

El CEN desarrollará 30 Especificaciones Técnicas, necesarias para la producción, comercio y uso de los Biocombustibles Sólidos (SB).

Al cabo de 3 años de su publicación, se decidirá si las Especificaciones Técnicas se elevan a Normas Europeas (EN), esto se realizará previsiblemente en 2010.

Las EN darán la posibilidad, al mercado y a las autoridades legislativas, de distinguir homogéneamente entre combustibles renovables y fósiles (RECS).

Los trabajos llevados a cabo por el CEN TC 335 finalizaron a lo largo de 2006.

BIOMASABIOMASA BIOCOMBUSTIBLEBIOCOMBUSTIBLE BIOENERGÍABIOENERGÍAProducción combustible

Conversión

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DEFINICIÓN SB

“Combustibles sólidos, no fósiles, procedentes directa o indirectamente de la biomasa, susceptibles de ser utilizados en aplicaciones energéticas. Están formados por materia orgánica de origen vegetal o animal o producidos a partir de la misma mediante procesos mecánicos, químicos o biológicos.”

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EJEMPLOS TIPOS Y CLASES DE SB (I)

Fuente: CEN TC 335, WG 2

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EJEMPLOS TIPOS Y CLASES DE SB (II)

Fuente: CEN TC 335, WG 2

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COMPARATIVA EVOLUCIÓN PRECIOS CARBÓN – CO2

PRECIOS CARBÓN-CO2

40.00

45.00

50.00

55.00

60.00

65.00

70.00

1-ago-04 17-feb-05 5-sep-05 24-mar-06 10-oct-06 28-abr-070

5

10

15

20

25

30

35

Carbón

CO2

Índice TFS API 2

Pto entrega CIF ARAFuente: Argus/McCloskey’s coal price index report Carbón con 6.000 kcal/kg y 1% S

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IMPLICACIONES DEL PRECIO Y DISPONIBILIDAD DE BIOMASA

Vínculo precio de biomasa - CO2- carbón plantea riesgos a los suministradores de biomasa y a la Co-combustión con biomasa:

Los años secos tienen baja generación hidráulica.La producción térmica en años secos es elevada necesidad de derechos de emisión.La biomasa se reduce en años secos. Variabilidad anual.Los combustibles fósiles tienen una gran variabilidad en el precio.La biomasa tiene costes de producción “fijos” (mano de obra + materia prima).

Problema fundamental:

Como cerrar los contratos de aprovisionamiento

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DISTRIBUCIÓN DEL POTENCIAL DE CO-COMBUSTIÓN POR COMPAÑÍAS ELÉCTRICAS

Empresa Potencia (MW) Potencia Biomasa (MW)

Potencial Biomasa (tep)

Endesa Generación 5.731 571,4 1.025.218

Unión Fenosa Generación

2.056 205,6 385.781

Hidrocantábrico 1.587 158,7 297.779

Iberdrola Generación 1.246 124,6 233.795

Viesgo Generación 945 94,5 177.316

Total 11.565 1.155 2.119.889

Fuente: IDAE

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CO-COMBUSTIÓN/PLANTAS DEDICADASVALORACIÓN DE LAS ALTERNATIVAS

Costes/rendimiento de las alternativas:

Plantas dedicadas a biomasa: 1600 - 2200 €/kW Rend: 20-25%Co-combustión directa: 200(***)-700 €/kW Rend: 34-36%Co-combustión indirecta: 880 €/kW Rend: 33-35%

Tamaño de la instalación y tecnologías probadas:

Plantas dedicadas a biomasa: 1-50 MweCo-combustión directa: (*) 1-20 % Potencia GrupoCo-combustión indirecta: (**) 15 % Potencia Grupo

(*) Necesita de un combustible similar al combustible principal, menos flexible.(**) Amplio rango de biomasas(***) Sustituciones inferiores al 2-3%.

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CO-COMBUSTIÓN V.S PLANTAS DEDICADAS

• Para la misma energía la co-combustión usa menos biomasa.

• La capacidad de compra de biomasa para potencias similares es mayor para las plantas dedicadas.

• La co-combustión ejerce menos presión sobre el recurso para potencias similares.

• TÉCNICAMENTE NO ES POSIBLE SOBREPASAR CIERTOS LÍMITES

• Límite técnico actual en los grupos de ENDESA 35 MW a 50 MW.

TecnologíaRendimiento

Bruto [%]Potencia

[MW] GWh/añoBiomasa [ton/año]

% Biomasa adicional v.s. co-combustión

Co-combustión 35.0% 29 127 115,000Plantas dedicadas 24.5% 20 127 175,000 52.17%Plantas dedicadas 20.0% 20 127 215,000 86.96%

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ALTERNATIVAS TECNOLÓGICAS

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PROBLEMAS – TECNOLOGÍA- BIOMASA (I)

Bajo el término biomasa existe un rango amplio de combustibles cada uno tiene su peculiaridades.

La tecnología pretende adaptarse a cada biomasa, pero esto implica limitaciones.

La co-combustión directa está asociada al empleo de materiales “buenos”:

Buen poder calorífico.Alta densidad.Humedades similares o inferiores al carbón.Composición química de las cenizas adecuada.

Los problemas se intentan controlar en el sistema de acondicionamiento e inyección debiomasa:

Molienda (adecuada granulometría).Secado (adecuada humedad).Alimentación (debido a las diferencias en PCI y densidad limitaciones de sustitución)

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PROBLEMAS – TECNOLOGÍA- BIOMASA (II)

La co-combustión indirecta está asociada al empleo de un rango de biomasas másamplio:

Biomasas de reactividad media-altaAmplia granulometría.Amplio rango de humedades Mayor rango de composición química de cenizas.

Los problemas se intentan controlar en los sistemas indirectos de combustión/gasificación:

Hogares específicos (materiales especiales, hogares diseñadas para el combustible). Circuito de vapor conectado.Gasificación de biomasa Circuito de gases conectado.

Los problemas están asociados a la tecnología. Espectro muy amplio.

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PRINCIPALES IDEAS EN RD 661/2007

•El Gobierno podrá determinar el derecho a la percepción de una prima que complemente el régimen retributivo de aquellas instalaciones de producción de energía eléctrica de origen térmico del régimen ordinario cuando, además de utilizar el combustible para el que fueron autorizados, utilicen también biomasa como combustible secundario.

•Para ello, se tendrán en cuenta los consumos energéticos que se produzcan y los sobrecostes que dicha utilización produzca. El acto resolutorio por el que se fije la cuantía de la prima contendrá también las condiciones de utilización de la biomasa.

•Certificación de la biomasa según procedimiento del Ministerio de Industria, Turismo y Comercio.

•La co-combustión no contabiliza en el registro de potencia.

•Se pueden usar biomasas de los grupos b6 y b7. Prima por la energía procedente de la biomasa.

•Mediante acuerdo del Consejo de Ministros, previa consulta con las Comunidades Autónomas, podrá determinarse el derecho a la percepción de una prima, específica para cada instalación, durante los primeros quince años desde su puesta en servicio.

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RD 661/2007. CLAUSULAS SINGULARES

Disposición transitoria octava. Utilización de biomasa y/o biogás para las instalaciones de co-combustión.

Se establecen sendos periodos transitorios, en los que las instalaciones térmicas de régimen ordinario recogidas en el artículo 46 del presente real decreto podrán utilizar, además, biomasa de la considerada para el grupo b.8, en los términos establecidos en el anexo II, en los plazos y porcentajes siguientes:

1.Hasta el 31 de diciembre de 2013, podrán utilizar cualquier tipo de biomasa y/o biogás considerado para los grupos b.6, b.7 y b.8, en los términos establecidos en el anexo II.

2.2. Desde el 1 de enero de 2014 y hasta el 31 de diciembre de 2015, podrán utilizar hasta un 50 por ciento para la contribución conjunta de la biomasa considerada para el grupo b.8 medida por su poder calorífico inferior.

ANEXO IILas comunidades autónomas, en el ámbito de sus competencias, podrán considerar, para el caso de las biomasas forestales, disponibilidades y requerimientos de materias primas de los sectores relacionados.

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DEFINICIONES EN RD 661

“ Se entenderá por biomasa la fracción biodegradable de los productos, subproductos y residuos procedentes de la agricultura (incluidas las sustancias de origen vegetal y de origen animal), de la silvicultura y de las industrias conexas, así como la fracción biodegradable de los residuos industriales y municipales.”

B.6.1 Cultivos energéticos (agrícolas/forestales)B.6.2 Residuos agrícolas o de jardinerías.B.6.3 Restos aprovechamientos forestales y tratamientos selvícolas.B.7 Estiercoles/biogás.B.8.1 Residuos industriales agrícolas.B.8.2 Residuos industria de madera.B.8.3 Licores negros.

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OPINIÓN SOBRE OPORTUNIDADES DESARROLLO

B.6.1 Cultivos energéticos (agrícolas/forestales) Forestales adecuado, Herbáceos Media.B.6.2 Residuos agrícolas o de jardinerías. Grupo dispar. Herbáceos adecuados; Leñosos Medio-Bajo.B.6.3 Restos aprovechamientos forestales y tratamientos selvícolas. Bajo posible conflicto con B.6.1.B.8.1 Residuos industriales agrícolas. Adecuado pero recurso limitado. Mucho riesgo plantas pequeñas.

2013 limitación para co-combustiónB.8.2 Residuos industria de madera. Muy bajo. ¿Sobra materia prima?

Ideas a tener en cuenta para entender el RD y consideraciones sobre el mismo:Clasificación difícil Para un grupo y misma prima hay costes de biomasa muy diferentes.¿Prima la baja eficiencia? Esto promociona plantas pequeñas y encarece el coste para el sistema.¿Lucha contra prevención incendios? La tarifa eléctrica no es responsable de la limpieza de bosques.Coste de tratamiento selvícola + complemento medioambiental = Coste Cultivo energético forestal.Madera recuperada no incentivada Se elimina problema para la industria del tablero.Grado de preparación material En el uso de las biomasa incluidas en B.8.1 debería primarse la eficiencia. Algunos productos agroindustriales con cantidades limitadas muy incentivados Tecnología unicombustible.B.8 Es donde es más importante primar la eficiencia desde el punto de emisiones evitadas de CO2.Material preparado co-combustión alta eficiencia.Material tipo chips coste de preparación para alta eficiencia mayor que en RD.Disposición transitoria introduce limitación en co-combustión implica mayor riesgo.

Implica aumentar las inversiones (600-900 €/kW).Endesa/sector se va a decantar hacia plantas de régimen especial si rentabilidad menor en Co-combustión ya que el riesgo técnico/regulatorio es mayor.

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VALORACIÓN RD 661

Gran esfuerzo de la administración por el desarrollo de las renovables.Las comunidades tienen la posibilidad de complementar el esfuerzo realizado ayudando a los tratamientos selvícolas.Falta segmentación por combustibles en algunos grupos, pero para la co-combustión es posible modular el RD.Hay posibilidad de fomentar la eficiencia con la regulación complementaria.En el tratamiento del grupo b.8 entendemos que se trata de incentivar la utilización de nuevas biomasas, pero se disminuye la viabilidad de los proyectos de co-combustión. Pudiera dar lugar a una carga de riesgo demasiado elevada para la co-combustiónCreemos que la administración cuenta con la co-combustión para desarrollar el mercado de la biomasa y conseguir un cumplimiento del PER. Endesa apuesta firmemente por colaborar, pero la relación riesgo/beneficio debe ser favorable.