energia de la biomasa en venezuela
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Descripción de la Biomasa como Energía Alternativas y su potencial en VenezuelaTRANSCRIPT
ENERGÍA DE LA BIOMASA
Universidad Nacional Experimental Politécnica“Antonio José de Sucre”
Vice-Rectorado BarquisimetoDirección de Investigación y Postgrado
Maestría en Ingeniería Eléctrica
ING. PEDRO DOMINGUEZ
ING. YOHANNA LÓPEZ H
ING. FRANCISCO VIVAS
CONTENIDO
• INTRODUCCION
• BIOMASA
Fuentes de la biomasa
Conversión de la biomasa
Formas de energía a partir de la biomasa
Ventajas y desventajas de la biomasa
Aspectos técnicos de la energía de biomasa
• GENERACIÓN ELÉCTRICA A TRAVÉS DE BIOMASA
Situación Mundial
Biomasa en Venezuela
Costos y Rendimientos
• CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
BIOMASA
Es el conjunto de la materiaorgánica, de origen vegetal oanimal y los materiales queproceden de su transformaciónnatural o artificial.
Está conformada por aquelloscuyos componentes principalesson el carbono, hidrógeno yoxígeno.
FUENTES DE LA
BIOMASAPlantaciones energéticas
Residuos forestales
Desechos urbanos
Desechos industriales
Desechos agrícolas
CONVERSIÓN DE LA BIOMASA
PROCESOS DE COMBUSTIÓN
DIRECTADENSIFICACIÓN
PROCESOS TERMO-
QUÍMICOS
PRODUCCIÓN DE CARBÓN VEGETAL
GASIFICACIÓN
PROCESOS BIO-QUÍMICOS
DIGESTIÓN ANAERÓBICA
COMBUSTIBLES ALCOHÓLICOS
BIODIESEL
PROCESOS DE COMBUSTIÓN
DIRECTA
DENSIFICACIÓN
Esta se refiere al proceso de compactar la
biomasa en “briquetas”, para facilitar su utilización,
almacenamiento y transporte. Las briquetas son
para usos domésticos, comerciales e industriales.
PROCESOS TERMO-QUÍMICOS
PRODUCCIÓN DE CARBÓN VEGETAL
Este proceso es la forma más común de la conversión termo-química de temperatura mediana. La biomasa se quema conuna disponibilidad restringida de aire, lo cual impide que lacombustión sea completa. El residuo sólido se usa comocarbón vegetal, el cual tiene mayor densidad energética que labiomasa original, no produce humo y es ideal para usodoméstico.
GASIFICACIÓN
Tipo de pirólisis en la que se utiliza una mayor proporción deoxígeno a mayores temperaturas, con el objetivo de optimizarla producción del llamado “gas pobre”, constituido por unamezcla de monóxido de carbono, hidrógeno y metano, conproporciones menores de dióxido de carbono y nitrógeno. Estese puede utilizar para generar calor y electricidad, y se puedeaplicar en equipos convencionales, como los motores dediesel.
PROCESOS BIO-QUÍMICOS
DIGESTIÓN ANAERÓBICA
La digestión de biomasa humedecida por bacterias en unambiente sin oxígeno (anaeróbico) produce un gas combustiblellamado biogás
COMBUSTIBLES ALCOHÓLICOS
De la biomasa se pueden producir combustibles líquidos comoetanol y metanol. El primero se produce por medio de lafermentación de azúcares y, el segundo por la destilacióndestructiva de madera.
PROCESOS BIO-QUÍMICOSBIODIESEL
Se compone de ácidos grasos y éteres alcalinos, obtenidosde aceites vegetales, grasa animal y grasas recicladas. Apartir de un proceso llamado “transesterificación”, los aceitesderivados orgánicamente se combinan con alcohol (etanol ometanol) y se alteran químicamente para formar éteres grasoscomo el etil o metilo éter.
FORMAS DE ENERGÍA A
PARTIR DE LA BIOMASACalor y vapor
Combustión de biomasa o biogás. El calor puede ser el
producto principal para aplicaciones en calefacción y cocción,
o puede ser un subproducto de la generación de electricidad
en ciclos combinados de electricidad y vapor
FORMAS DE ENERGÍA A
PARTIR DE LA BIOMASACombustible gaseoso
El biogás puede ser usado
en motores de combustión
interna para generación
eléctrica, calefacción y
acondicionamiento en el
sector doméstico, comercial
e institucional y en
vehículos modificados.
FORMAS DE ENERGÍA A
PARTIR DE LA BIOMASABiocombustibles
Dos vías:◦ ETANOL y ETBE: Sustitutos de la gasolina
◦ BIODIESEL: Sustituto del gasoil
FORMAS DE ENERGÍA A
PARTIR DE LA BIOMASACo-generación (calor y electricidad)
FORMAS DE ENERGÍA A
PARTIR DE LA BIOMASA
VENTAJAS Y DESVENTAJAS
DE LA BIOMASAVENTAJAS DE LA BIOMASA
La biomasa es una fuente renovable de energía y su usono contribuye a acelerar el calentamiento global; de hecho,permite reducir los niveles de dióxido de carbono y losresiduos de los procesos de conversión, aumentando loscontenidos de carbono de la biosfera.
La captura del metano de los desechos agrícolas y losrellenos sanitarios, y la sustitución de derivados delpetróleo, ayudan a mitigar el efecto invernadero y lacontaminación de los acuíferos.
Los combustibles biomásicos contienen nivelesinsignificantes de sulfuro y no contribuyen a lasemanaciones que provocan “lluvia ácida”.
La combustión de biomasa produce menos ceniza que lade carbón mineral y puede usarse como insumo orgánicoen los suelos.
VENTAJAS Y DESVENTAJAS
DE LA BIOMASAVENTAJAS DE LA BIOMASA
La conversión de los residuos forestales, agrícolas yurbanos para la generación de energía reducesignificativamente los problemas que trae el manejo deestos desechos.
La biomasa es un recurso local que no está sujeto a lasfluctuaciones de precios de la energía, provocadas por lasvariaciones en el mercado internacional de lasimportaciones de combustibles.
El uso de los recursos de biomasa puede incentivar laseconomías rurales, creando más opciones de trabajo yreduciendo las presiones económicas sobre la producciónagropecuaria y forestal.
Las plantaciones energéticas pueden reducir lacontaminación del agua y la erosión de los suelos; asícomo a favorecer el mantenimiento de la biodiversidad.
VENTAJAS Y DESVENTAJAS
DE LA BIOMASA
DESVENTAJAS DE LA BIOMASA
Baja densidad relativa de energía; es decir, se requiere sudisponibilidad en grandes volúmenes para producir potencia, encomparación con los combustibles fósiles, por lo que el transportey manejo se encarecen y se reduce la producción neta deenergía.
Su combustión incompleta produce materia orgánica, monóxidode carbono (CO) y otros gases.
Si se usa combustión a altas temperaturas, también se producenóxidos de nitrógeno.
La producción y el procesamiento de la biomasa pueden requeririmportantes insumos, como combustible para vehículos yfertilizantes, lo que da como resultado un balance energéticoreducido en el proceso de conversión.
VENTAJAS Y DESVENTAJAS
DE LA BIOMASA
DESVENTAJAS DE LA BIOMASA
Aún no existe una plataforma económica y política generalizadapara facilitar el desarrollo de las tecnologías de biomasa, encuanto a impuestos, subsidios y políticas que cubren, por logeneral, el uso de hidrocarburos.
Los precios de la energía no compensan los beneficiosambientales de la biomasa o de otros recursos energéticosrenovables.
El potencial calórico de la biomasa es muy dependiente de lasvariaciones en el contenido de humedad, clima y la densidad dela materia prima.
ASPECTOS TÉCNICOS DE LA
ENERGÍA DE BIOMASA
COMPOSICIÓN QUÍMICA
ASPECTOS TÉCNICOS DE LA
ENERGÍA DE BIOMASAVALOR CALORÍFICO
ASPECTOS TÉCNICOS DE LA
ENERGÍA DE BIOMASA
CONTENIDO DE HUMEDAD
ASPECTOS TÉCNICOS DE LA
ENERGÍA DE BIOMASA
OTROS ASPECTOS TÉCNICOS
GENERACIÓN PARTICULAR Ó
COMPONENTE DEL SISTEMA ELÉCTRICO
DE POTENCIA
COMBUSTIBLE
EVOLUCIÓN DE LA DEMANDA
PREPARACIÓN.ALMACENAMIENTO.
TRANSPORTE.
CONVERSIÓN DE BIOCOMBUSTIBLE
S.
ASPECTOS TÉCNICOS DE LA
ENERGÍA DE BIOMASA
ESTRATÉGICOS
ESTIMACIÓN DEL BENEFICIO
ECONÓMICO DEL
PROYECTO (INVERSIONES
INICIALES Y COSTOS DE
OPERACIÓN. )
ABASTECIMIENTO Y SUMINISTRO.
ASPECTOS TÉCNICOS DE LA
ENERGÍA DE BIOMASA
POLÍTICOS
POLÍTICA ENERGÉTICA.
LEGISLACIÓN ENERGÉTICA.
INVESTIGACIÓN Y DESARROLLO DE TECNOLOGÍAS.
EDUCACIÓN Y CAPACITACIÓN DE RECURSOS
HUMANOS.
GENERACIÓN ELÉCTRICA A
TRAVÉS DE BIOMASASITUACIÓN MUNDIAL
- 14.000 MW de capacidad
mundial instalada.
- Crecimiento de la bioenergía
son Brasil, Malasia, Filipinas,
Indonesia, Australia, Canadá,
Inglaterra, Alemania y Francia.
- En América latina existe una
larga experiencia en la industria
azucarera por medio de la
combustión directa del Bagazo
de Caña.
GENERACIÓN ELÉCTRICA A
TRAVÉS DE BIOMASASITUACIÓN MUNDIAL
GENERACIÓN ELÉCTRICA A
TRAVÉS DE BIOMASASITUACIÓN MUNDIAL
EEUU - 7.000 MW
UE- 5000MW
Para 2020
Total Mundial 30.000 MW
Para 2015
China
154 MW a 4.000 MW
India
59 MW a 1500 MW
GENERACIÓN ELÉCTRICA A
TRAVÉS DE BIOMASASITUACIÓN MUNDIAL
Áreas
geográficas2000 % s/total 2000 2001 % s/total 2001
España 3.623 0,46% 3.670 0,5%
Europa 69.742 8,8% 70.730 8,9%
América Central 23.032 2,9% 23.742 3,0%
Asia (excluyendo
Oriente Medio)569.113 71,7% 573.892 71,8%
Oriente Medio y
África10.769 1,4% 10.576 1,3%
América del
Norte66.182 8,3% 63.397 7,9%
América del Sur 55.399 7,0% 56.836 7,1%
Total 794.237 100% 799.173 100%
GENERACIÓN ELÉCTRICA A
TRAVÉS DE BIOMASABIOMASA EN VENEZUELA
LAS REALIDADES EN VENEZUELA
Desde el año 1960, con el desarrollo de los centrales azucareros en el
país, se implementa el uso del bagazo (Residuo del Procesamiento de la
Caña de Azúcar) como combustible para la producción de vapor
utilizable dentro del proceso industrial y para la producción de energía
eléctrica necesaria para dicho proceso, dentro de los periodos de Zafra
(Cosecha y procesamiento de la caña).
Para el periodo 1998-1999, la capacidad nominal de generación en
conjunto de los 18 centrales azucareros del país, era de 120MW, en los
cuales el 63% de la energía se producía a partir de la quema del bagazo
de caña, y el otro 36% a partir de combustibles fósiles (22,58% fuel-oil,
0,12% diesel y 12,93% gas natural), la diferencia del 1% fue comprada al
sistema eléctrico nacional.
GENERACIÓN ELÉCTRICA A
TRAVÉS DE BIOMASABIOMASA EN VENEZUELA
LAS REALIDADES EN VENEZUELA
GENERACIÓN ELÉCTRICA A
TRAVÉS DE BIOMASABIOMASA EN VENEZUELA
Identificación del potencial
energético
Estado Producción Agrícola
Zulia Algodón, cambur, coco, fríjol, melón, plátano y sorgo.
Táchira Ajo, cambur, caña de azúcar, café, caraota, cebolla, papa, plátano y tomate.
Mérida Ajo, apio, caraota, cacao, café, yuca, plátano, zanahoria.
Trujillo Café, cambur, caña de azúcar, maíz, papa, plátano, remolacha, yuca y champiñón.
Lara Papas, cambur, sisal, cebolla, tomate, uvas, caña de azúcar, arroz, caraotas, piña y café.
Yaracuy Caña de azúcar, maíz, bananos, hortalizas, cacao, cocos, palma africana y frutas.
Aragua Aguacate, café, caraota, cebolla, maíz, pimentón, quinchoncho, caña de azúcar, algodón, cacao y sorgo.
Barinas Algodón, ajonjolí, cambur, maíz, ñame y plátano. Arroz y Sorgo.
Cojedes Arroz, tabaco, ajonjolí, algodón, maíz, yuca, madera.
Carabobo Maíz leguminosa de grano, cacao, tabaco, algodón, caña de azúcar, hortalizas, coco.
Anzoátegui Forestal, Maíz, sorgo, Café y forestal.
Monagas Café, maíz, naranja, palma aceitera, sorgo, tomate y yuca, caña de azúcar, algodón, cacao, maní.
Sucre Cacao, coco, caña de azúcar, café, yuca, algodón.
Apure Algodón, frijoles, cambur, maíz, arroz y yuca.
Falcón Caña de azúcar, coco, maíz, melón, ñame, ocumo y sorgo.
Miranda Cacao, frutas, flores, hortalizas, cereales.
Guarico Arroz, caraota, fríjol, maíz, mango, patilla, sorgo y tomate. caña de azúcar, algodón, plátanos.
Portuguesa Arroz, café, algodón, maíz, ajonjolí, caña de azúcar, caraota, patilla sorgo y forestales.
Delta Amacuro Arroz, maíz, coco, plátano, yuca, piña, palmito.
GENERACIÓN ELÉCTRICA A
TRAVÉS DE BIOMASABIOMASA EN VENEZUELA
BIOMASA EN VENEZUELAPLAN PROPUESTO 2010-2015
ZONA OCCIDENTAL 60
MW
ZONA CENTRAL
151MW
ZONA ORIENTAL 55
MW
Central de Biomasa Orituco 15 MW
Central de Biomasa Tiznados 15 mw
Central de Biomasa El Tocuyo 15 MW
Central de Biomasa Guigue 15 MW
Central de Biomasa Atapirire 15 MW
Central de Biomasa Yaritagua 15 MW
Central de Biomasa Cumanacoa 10 MW
Central de Biomasa Uverito 15 MW
Central de Biomasa San Sebastian 15 MW
Central de Biomasa Portuguesa 15 MW
Central de Biomasa Socopó 15 MW
Central de Biomasa Nueva Bolivia 15 MW
Central de Biomasa Motatán 15 MW
Central de Biomasa San Carlos 15 MW
Central Azucarero La Pastora 16 MW Cogeneración
Central de Biomasa Ureña 15 MW
Central de Biomasa Zulia 15 MW
Central de Biomasa Unare 15 MW
Se propone la instalación de 266MW de Generación con biomasa en las regiones
que se han identificado con mayor potencial, ubicadas en 15 estados del país, 71
MW al 2013 y 195 al 2014.
Potencial de Residuos Agroindustriales Identificado: 412,18 MW, 3069 GWh
No se ha contabilizado el recurso forestal
Plan Nacional de Generación con Biomasa
266 MW –696,49 MMUS$
Se propone la instalación de una 1ra fase de 64 MW de Generación a partir de residuos
sólidos urbanos, en las regiones que se han identificado en el territorio nacional, con una
inversión total de 166 MMUS$:
PLAN PROPUESTO PILOTO 2010-2012
Aragua – Libertador, Linares yLamas:Potencia = 10 MWResiduos = 450 Tm/dCosto estimado = 26 MMUS$
Zulia – Miranda:Potencia = 10 MWResiduos = 500 Tm/dCosto estimado = 26MMUS$
Lara – Iribarren:Potencia = 10 MWResiduos = 400 Tm/dCosto estimado = 26 MMUS$
Vargas –Sta. Edivigis:Potencia = 2 MWResiduos = 320 Tm/dCosto estimado = 5 MMUS$Nota: Estudio de factibilidad en rellenosanitario
Miranda – Guaicaipuro:Potencia = 10 MWResiduos = 500 Tm/dCosto estimado = 26 MMUS$
Nva Esparta – GarcíaPotencia = 2MWResiduos = 160 Tm/dCosto estimado = 5 MMUS$
Dtto Capital – Libertador:Potencia = 10 MWResiduos = 500 Tm/dCosto estimado = 26 MMUS$
Miranda – Acevedo:Potencia = 10 MWResiduos = 400 Tm/dCosto estimado = 26 MMUS$
BIOMASA EN VENEZUELA
Se propone la instalación de 90 MW de Generación en la 2da fase provenientes de residuos sólidos
urbanos, en las regiones que se han identificado con mayor potencial, ubicadas en el territorio nacional,
con un monto total de 234 MMUS$
Anzoátegui – Simón BolívarPotencia = 7 MWResiduos: 350 Tm/dCosto estimado = 18,2 MMUS$
PLAN PROPUESTO PILOTO 2013-2015
Aragua – ampliación de LibertadorLinares LamasPotencia adicional = 17 MWResiduos adicionales: 750 Tm/dCosto estimado = 44,2 MMUS$
Lara – ampliación IribarrenPotencia = 8 MWResiduos: 400 Tm/dCosto estimado = 20,8 MMUS$
Táchira – Ureña y Simón RodríguezPotencia = 15 MWResiduos: 750 Tm/dCosto estimado = 39,0 MMUS$
Carabobo – ValenciaPotencia = 15 MWResiduos: 600 Tm/dCosto estimado = 39,0 MMUS$
Bolívar – CaroníPotencia = 7 MWResiduos: 350 Tm/dCosto estimado = 18,2 MMUS$
Miranda – ampliación GuaicaipuroPotencia adicional = 8 MWResiduos adicionales: 400 Tm/dCosto estimado = 20,8 MMUS$
Miranda – ampliación AcevedoPotencia adicional = 5 MWResiduos adicionales: 200 Tm/dCosto estimado = 13,0 MMUS$
Dtto. Capital – ampliación LibertadorPotencia adicional = 8 MWResiduos adicionales: 400 Tm/dCosto estimado = 20,8 MMUS$
BIOMASA EN VENEZUELA
OTROS PROYECTOS EN
VENEZUELA
PDVSA Agrícola, filial de PDVSA, actualmente lleva a cabo laedificación de 11Complejos Agroindustriales para laobtención de derivados de la caña.
Para mediados de 2011 está prevista la puesta en marcha decuatro complejos agroindustriales de derivados de la cañaque levanta la filial agroindustrial de Petróleos de Venezuela,S.A. (PDVSA) PDVSA Agrícola, en los estados Barinas (I),Cojedes, Portuguesa y Trujillo (I), los cuales presentan unavance global de construcción de 25%, aproximadamente.
En total, la filial agrícola adelanta la construcción de oncecomplejos por cuanto, además de los antes mencionados, serealizan edificaciones similares (en una segunda fase) enZulia (I), Monagas, Trujillo (II) y Apure; y en una tercera etapaen Zulia (II), Barinas (II) y Guárico.
ENTRADA DE CAMIONES
LABORATORIO DE CONTROL
DESCARGA Y PREPARACIÓN DE LA
CAÑA
ÁREA DE MOLIENDAPLANTA DE
CLARIFICACIÓN DE JUGOS
ÁREA DE FERMENTACIÓN
ÁREA DE DESTILACIÓN PLANTA DE TORULAPlanta de Alimentos Balanceados para
animales
CASA DE BAGAZO
ÁREA DE GENERACIÓN
DE VAPOR
PLANTA ELÉCTRICA
DESHIDRATACIÓN ALMACENAMIENTO
Y DESPACHO DE ETANOL
PROCESO ACTUAL DE LA FABRICACIÓN
DE CAÑA DE AZUCAR
COSTOS DE LA
GENERACIÓN CON BIOMASA Tipo De
Generación
Costo de
Producción
(US$/MWh)
Eficiencia
( %)
Emisiones De Co2
(Kg-CO2/MWh)
Biomasa 39 - 133 30- 60 30
Eólica 55 - 273 40 10
Diesel 109-125 30 550
Solar (fotovoltaica) 218 - 617 25 - 35 100
Nuclear 62 -75 31 - 33 15
Hidroeléctrica 35 - 148 60 20
Gas Natural 70 - 109 45 400
BARRERAS PARA LA GENERACIÓN
ELÉCTRICA A TRAVÉS DE BIOMASA EN
VENEZUELA
El costo de los combustibles fósiles, que son muy baratos osubsidiados.
El marco jurídico vigente que no establece las normastécnicas, de operación y de seguridad para generaciónindependiente y para conectarse a la red.
El acceso a la inversión para el desarrollo de la tecnología.
El costo de producir la electricidad a partir de biomasa no escompensado con los precios actuales de la electricidad,puesto que las tarifas permanecen congeladas desde el2002.
CONCLUSIONES Y
RECOMENDACIONES
Se requiere de un planeamiento cuidadoso para asegurar laformulación de proyectos financieramente viables, evaluacióndel la cantidad de biomasa, suministro estable, métodos detransporte/ recolección, energía y calor, entre otras.
Dentro de un sistema integral de aprovechamiento de labiomasa, Venezuela cuenta con elevados recursos agrícolas,por lo que se debe considerar frente a otras alternativas deenergía, buscando así extender su área de aprovechamiento.
Los precios bajos de las energías convencionales sonbarreras para el desarrollo de las energías alternativas.
Se recomienda transmitir a la pequeña y mediana industria lainformación que les permita valorar debidamente el valoragregado que pueden reportar con el aprovechamiento energéticode los residuos. La falta de conocimiento provoca cálculosinadecuados de las inversiones iniciales y la tasa de retorno, porlo que no se tiene una idea adecuada de la rentabilidad de losproyectos de recuperación energética de los desechos.
Se recomienda programas enfocados al fortalecimiento de lastecnologías, ni incentivos para la generación de energía o lasustitución de combustibles fósiles.
CONCLUSIONES Y
RECOMENDACIONES
GRACIAS