Qué es la Biomasa, sus funciones y ventajas

La biomasa es un combustible que se desarrolla a partir de materiales orgánicos, una fuente de energía renovable y sostenible utilizada para generar electricidad u otras formas de energía.

Biomasa – Qué es

La energía de la biomasa es una electricidad de carbono neutral que se genera a partir de residuos orgánicos renovables que de otra manera se descargarían en vertederos, se quemarían abiertamente o se dejarían como forraje para incendios forestales.

Cuando se quema, la energía en la biomasa se libera en forma de calor. Si tiene una chimenea, ya está participando en el uso de biomasa, ya que la madera que quema es un combustible de biomasa.

En las centrales eléctricas de biomasa, los desechos de madera u otros desechos se queman para producir vapor que hace funcionar una turbina para producir electricidad, o que proporciona calor a industrias y hogares.

Afortunadamente, las nuevas tecnologías, incluidos los controles de contaminación y la ingeniería de combustión, han avanzado hasta el punto de que las emisiones de la quema de biomasa en las instalaciones industriales son generalmente menores que las emisiones producidas cuando se utilizan combustibles fósiles (carbón, gas natural, petróleo). ReEnergy ha incluido estas tecnologías en nuestras instalaciones.

Biomasa – Características

La biomasa es una fuente renovable de combustible para producir energía porque:

  • Los residuos de residuos siempre existirán, en términos de desechos de madera, residuos de molinos y recursos forestales; y
  • Los bosques adecuadamente manejados siempre tendrán más árboles, y siempre tendremos cultivos y la materia biológica residual de esos cultivos.
  • Hay empresas integradas de energía renovable de combustible / biomasa de residuos. que recolectan, procesan y reciclan artículos para su uso como combustible, así como instalaciones de energía verde que generan energía a partir de esos residuos en sus instalaciones.

Biomasa – Tipos

Madera y productos agrícolas

La mayor parte de la biomasa que se utiliza hoy en día es la energía cultivada en el hogar. La madera (troncos, astillas, cortezas y aserrín) representa aproximadamente el 44 por ciento de la energía de biomasa. Pero cualquier materia orgánica puede producir energía de biomasa. Otras fuentes de biomasa pueden incluir productos de desecho agrícolas como las parcelas de fruta y las mazorcas de maíz.

La madera y los residuos de madera se utilizan para generar electricidad. Gran parte de la electricidad es utilizada por las industrias que producen los residuos; No es distribuido por las utilidades, es un proceso llamado cogeneración. Las fábricas de papel y aserraderos utilizan gran parte de sus productos de desecho para generar vapor y electricidad para su uso. Sin embargo, como usan tanta energía, necesitan comprar electricidad adicional de los servicios públicos.

Residuo sólido

La quema de basura convierte los desechos en una forma utilizable de energía. Una tonelada (2,000 libras) de basura contiene aproximadamente tanta energía térmica como 500 libras de carbón.

La basura no es toda biomasa. Quizás la mitad de su contenido energético proviene de los plásticos, que están hechos de petróleo y gas natural. Las plantas de energía que queman la basura para obtener energía se llaman plantas de desperdicio de energía. Estas plantas generan electricidad como lo hacen las plantas fritas con carbón, excepto que la basura combustible, no el carbón, es el combustible utilizado para encender sus calderas.

Relleno de gas y biogas

Las bacterias y los hongos no son comedores quisquillosos. Comen plantas y animales muertos, causando que se pudran o se descompongan. Un hongo en un tronco podrido está convirtiendo la celulosa en azúcares para alimentarse. Aunque este proceso se ralentiza en un vertedero, una sustancia llamada gas metano todavía se produce a medida que los residuos se desintegran. Las nuevas regulaciones requieren que los vertederos recojan gas metano por razones de seguridad y medioambientales.

LEA TAMBIÉN  ¿Qué es un Terremoto? ¿Cómo se origina?

El gas metano es incoloro e inodoro, pero no es inofensivo. El gas puede provocar incendios o explosiones si se filtra en las casas cercanas y se enciende. Los vertederos pueden recoger el gas metano, purificarlo y usarlo como combustible. El metano también se puede producir usando energía de desechos agrícolas y humanos.

Los digestores de biogás son recipientes herméticos o pozos revestidos con acero o ladrillos. Los desechos depositados en los contenedores se fermentan sin oxígeno para producir un gas rico en metano. Este gas puede usarse para producir electricidad, o para cocinar e iluminar.

Etanol

El etanol es un combustible alcohólico (alcohol etílico) que se obtiene al fermentar los azúcares y los almidones que se encuentran en las plantas y luego destilarlos. Cualquier material orgánico que contenga celulosa, almidón o azúcar puede convertirse en etanol. La mayoría del etanol producido en los Estados Unidos proviene del maíz. Las nuevas tecnologías están produciendo etanol a partir de celulosa en fibras leñosas de árboles, pastos y residuos de cultivos, siendo fundamental para distintas actividades.

Biodiesel

El biodiesel es un combustible fabricado al reaccionar químicamente el alcohol con aceites vegetales, grasas animales o grasas, como la grasa reciclada de un restaurante. Hoy en día, la mayor parte del biodiesel está hecho de aceite de soja.

El biodiesel se suele mezclar con diesel de petróleo en proporciones de dos por ciento (B2), cinco por ciento (B5) o 20 por ciento (B20). También se puede utilizar como biodiesel puro (puro) (B100). Los combustibles de biodiesel son compatibles y se pueden usar en motores diesel no modificados con la infraestructura de abastecimiento de combustible existente. Es uno de los combustibles de transporte de más rápido crecimiento en los EE. UU.

El biodiesel prácticamente no contiene azufre, por lo que puede reducir los niveles de azufre en el suministro de combustible diesel de la nación, incluso en comparación con los combustibles bajos en azufre de la actualidad.

Si bien la eliminación del azufre del diesel a base de petróleo produce una lubricación deficiente, el biodiesel es un lubricante superior y puede reducir la fricción del combustible diesel en mezclas de solo uno o dos por ciento. Esta es una característica importante porque la Agencia de Protección Ambiental ahora requiere que los niveles de azufre en el combustible diesel sean 97 por ciento más bajos que antes de 2006.

La biomasa también incluye materia vegetal o animal que se puede convertir en fibras u otros productos químicos industriales, incluidos los biocombustibles. La biomasa industrial se puede cultivar a partir de numerosos tipos de plantas, incluyendo cáñamo, maíz, álamo, sauce, sorgo, caña de azúcar, bambú y una variedad de especies de árboles, que van desde el eucalipto hasta la palma de aceite (palma de aceite).

Según la fuente de la biomasa, los biocombustibles se clasifican por lo general en dos categorías principales. Los biocombustibles de primera generación se derivan de fuentes como la caña de azúcar y el almidón de maíz.

Los azúcares presentes en esta biomasa se fermentan para producir bioetanol, un combustible de alcohol que se puede usar directamente en una celda de combustible para producir electricidad o servir como un aditivo para la gasolina. Sin embargo, la utilización de recursos basados ​​en alimentos para la producción de combustible solo agrava el problema de la escasez de alimentos.

Los biocombustibles de segunda generación, por otro lado, utilizan fuentes de biomasa no basadas en alimentos, como la agricultura y los residuos municipales. Estos biocombustibles consisten principalmente en biomasa lignocelulósica, que no es comestible y es un residuo de bajo valor para muchas industrias.

LEA TAMBIÉN  Qué es la contaminación, definición y ejemplos

La energía de las plantas es producida por cultivos que se cultivan específicamente para ser utilizados como combustibles que ofrecen una alta producción de biomasa por hectárea con una energía de bajo insumo. Algunos ejemplos de estas plantas son el trigo, que generalmente produce de 7,5 a 8 toneladas de grano por hectárea, y la paja, que generalmente produce de 3,5 a 5 toneladas por hectárea en el Reino Unido.

El grano se puede utilizar para combustibles líquidos para el transporte, mientras que la paja puede Ser quemado para producir calor o electricidad. La biomasa de la planta también puede degradarse de celulosa a glucosa a través de una serie de tratamientos químicos, y el azúcar resultante se puede usar como biocombustible de primera generación.

Los principales contribuyentes de la energía residual son los residuos sólidos municipales, los residuos de fabricación y el gas de vertedero. La energía derivada de la biomasa se proyecta como el mayor recurso renovable no hidroeléctrico de electricidad en los Estados Unidos entre 2000 y 2020.

La biomasa se puede convertir en otras formas de energía utilizables, como el gas metano o los combustibles de transporte, como el etanol y el biodiesel. La basura en descomposición, y los desechos agrícolas y humanos, todos liberan gas metano, también llamado gas de vertedero o biogás. Los cultivos como el maíz y la caña de azúcar se pueden fermentar para producir el etanol combustible para el transporte.

El biodiesel, otro combustible para el transporte, se puede producir a partir de productos alimenticios sobrantes como aceites vegetales y grasas animales. Varias compañías de biodiesel simplemente recolectan aceite de cocina usado para restaurantes y lo convierten en biodiesel. Además, la biomasa a líquidos (llamados “BTLs”) y el etanol celulósico todavía están bajo investigación.

Biomasa – Ejemplos y usos

Algunos ejemplos de materiales que componen los combustibles de biomasa son:

  • chatarra de madera;
  • escombros forestales
  • ciertos cultivos;
  • estiércol;
  • residuos.

La biomasa ofrece otros beneficios ambientales y para el consumidor significativos, que incluyen mejorar la salud de los bosques, proteger la calidad del aire y ofrecer la fuente de energía renovable más confiable.

  • Madera y desechos de procesamiento de madera: se queman para calentar edificios, producir calor de proceso en la industria y generar electricidad.
  • Cultivos agrícolas y materiales de desecho: se queman como combustible o se convierten en biocombustibles líquidos.
  • Alimentos, patio y desechos de madera en la basura: se queman para generar electricidad en las centrales eléctricas o se convierten en biogás en vertederos.
  • Estiércol animal y aguas residuales humanas: se convierten en biogás, que puede quemarse como combustible.

Biomasa: energía renovable de plantas y animales.

Fotosíntesis. En el proceso de la fotosíntesis, las plantas convierten la energía radiante del sol en energía química en forma de glucosa o azúcar. El agua más el dióxido de carbono más la luz solar produce glucosa más oxígeno.

Convertir biomasa en energía

La biomasa sólida, como la madera y la basura, puede quemarse directamente para producir calor. La biomasa también se puede convertir en un gas llamado biogás o en biocombustibles líquidos como el etanol y el biodiesel. Estos combustibles pueden ser quemados para obtener energía.

El biogás se forma cuando el papel, los restos de comida y los desechos del jardín se descomponen en los vertederos, y pueden producirse mediante el procesamiento de aguas residuales y estiércol en recipientes especiales llamados digestores.

El etanol se fabrica a partir de cultivos como el maíz y la caña de azúcar que se fermentan para producir etanol combustible para su uso en vehículos. El biodiesel se produce a partir de aceites vegetales y grasas animales y se puede utilizar en vehículos y como combustible para calefacción.

¿Cuánta biomasa se utiliza para combustible?

Los combustibles de biomasa dan el 5% del total de energía primaria en EEUU en 2017. De ese 5%, aproximadamente el 47% provino de biocombustibles (principalmente etanol), el 44% provino de madera y biomasa derivada de la madera, y el 10% provino de La biomasa en los residuos municipales. (La suma de los porcentajes es superior al 100% debido al redondeo independiente) Los investigadores están tratando de desarrollar formas de utilizar más biomasa para combustible.

LEA TAMBIÉN  ¿Qué son los camalotes y cuáles son sus características?

Biomasa – Cómo funciona

Para muchas personas, las formas más familiares de energía renovable son el viento y el sol. Pero la biomasa (material vegetal y desperdicio animal) es la fuente más antigua de energía renovable, utilizada desde que nuestros antepasados ​​aprendieron el secreto del fuego.

La biomasa es una fuente de energía renovable no solo porque la energía proviene del sol, sino también porque la biomasa puede volver a crecer en un período de tiempo relativamente corto en comparación con los cientos de millones de años que tardaron en formarse los combustibles fósiles. A través del proceso de fotosíntesis, la clorofila en las plantas captura la energía del sol al convertir el dióxido de carbono del aire y el agua de la tierra en carbohidratos, compuestos complejos compuestos de carbono, hidrógeno y oxígeno.

Cuando se queman estos carbohidratos, se convierten de nuevo en dióxido de carbono y agua y liberan la energía que capturan del sol.

Al igual que todas nuestras fuentes de energía, la energía biológica tiene riesgos ambientales que deben ser mitigados. Si no se administra y monitorea cuidadosamente, la biomasa para energía puede ser cosechada a tasas insostenibles, dañar los ecosistemas, producir contaminación atmosférica dañina, consumir grandes cantidades de agua y producir emisiones netas de calentamiento global.

La evaluación del papel potencial de la biopotencia como solución climática requiere un análisis de las emisiones de carbono de su ciclo de vida, que varían según el tipo de materia prima, la forma en que se desarrolla y se cosecha, la escala a la que se usa y la tecnología utilizada. convertir biomasa en electricidad. El ciclo de vida de las emisiones de carbono de la biopotencia también debe compararse con los combustibles fósiles que desplaza y con otras soluciones de cero y bajas emisiones de carbono con las que está compitiendo.

Biomasa – Ventajas

1) La biomasa utilizada como combustible reduce la necesidad de combustibles fósiles para la producción de calor, vapor y electricidad para uso residencial, industrial y agrícola.

2) La biomasa está siempre disponible y se puede producir como un recurso renovable.

3) El combustible de biomasa procedente de residuos agrícolas puede ser un producto secundario que agrega valor al cultivo agrícola.

4) Cultivo de biomasa Los cultivos producen oxígeno y consumen dióxido de carbono.

5) El uso de materiales de desecho reduce la eliminación de vertederos y crea más espacio para todo lo demás.

6) El dióxido de carbono que se libera cuando se quema el combustible de biomasa, es absorbido por las plantas.

7) Menos dinero gastado en petróleo extranjero.

Biomasa – Desventajas

1) Los residuos agrícolas no estarán disponibles si el cultivo básico ya no se cultiva.

2) Se necesita trabajo adicional en áreas como los métodos de cosecha.

3) La tierra utilizada para cultivos energéticos puede ser demandada para otros fines, como la faming, la conservación, la vivienda, el recurso o el uso agrícola.

4) Algunos proyectos de conversión de biomasa provienen de desechos animales y son relativamente pequeños y, por lo tanto, son limitados.

5) Se necesita investigación para reducir los costos de producción de combustibles basados ​​en biomasa.

6) Es en algunos casos una de las principales causas de contaminación.