Energía de la biomasa

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Master en Energías Renovables y Mercado Energético Energía de la Biomasa Fredi López Mendiburu EOI Madrid, 26 de Febrero de 2010

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Page 1: Energía de la biomasa

Master en Energías Renovables y Mercado Energético

Energía de la Biomasa

Fredi López Mendiburu

EOI Madrid, 26 de Febrero de 2010

Page 2: Energía de la biomasa

ÍndiceACCIONA Energía

1. La encrucijada energética2. ACCIONA. Pioneros en desarrollo y sostenibilidad3. Biomasa y Biocarburantes. Tipos y características4. Biomasa. Generación eléctrica5. Marco regulatorio6. Barreras y oportunidades7. Situación actual de la biomasa. Perspectivas8. Análisis de proyectos9. La experiencia de ACCIONA Energía en Biomasa10. Un caso práctico: La Planta de biomasa de Sangüesa11. Otras biomasas12. Otros proyectos13. Conclusiones14. Plataforma de Biomasa. BIOPLAT

Page 3: Energía de la biomasa

1. La encrucijada energética

Page 4: Energía de la biomasa

El mundo, ante una encrucijada energética

1. La encrucijada energética

Modelo insostenible Demanda creciente

ENERGÍA:Crisis u

oportunidad?

• 53% incremento demanda energía primaria

predicción 2030

• Países emergentes: 85% del incremento de demanda esperado

• Derecho universal de desarrollo

• 1.600 millones de personas sin acceso a electricidad

• 2.000 millones de personas sin acceso a energía comercial

• 80% basado en combustibles fósiles

• Reservas limitadas (pico de producción esperado en 10-20 años)• Concentrado en países inestables: inseguridad geoestratégica

• Volatilidad de precios

• Cambio climático

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5

14.000

12.000

10.000

8.000

6.000

4.000

18.000

16.000

2000 2010 202019800

2.000

1990 2030

Mtep

La demanda energética crecerá un 49% en 25 años y dependeráen más del 80% de fuentes fósiles, si no actuamos ya

Evolución de la demanda mundial de energía primaria (Escenario Referencia AIE)

6.595

17.014

11.429

+73%

+49%

2005

Petróleo

Carbón

Gas

Biomasa

Nuclear

Hidro

Otras renovables

Cuota (%)

2005 2030

0,6 2,1

2,2 2,4

6,3 5,3

10,0 9,8

20,6 21,6

25,3 28,8

35,0 30,0

Fuente: AIE, WEO 2008 (Escenario de Referencia) Mtep: millones de toneladas equivalentes de petróleo

X 2,6

Crecimiento anual (%)

7,2

1,9

0,9

1,4

1,8

2,0

1,0

1,6

1. Contexto energético

Page 6: Energía de la biomasa

La demanda energética se multiplicará por 2,7 en 50 años yseguirá dependiendo de los combustibles fósiles

Fuente: AIE, WEO, (escenario de referencia), 2002 y 2007. Mtep: millones de toneladas equivalentes de petróleo

11.429 Mtoe6.595 Mtoe

1980

+73% +55% 17.721 Mtoe

2,025,6

41,7

17,7

1,20,3

11,5

85,0%

Cuota en % por fuentes

10,02,2

25,3

35,0

20,6

6,3

0,6

80,9%

9,22,4

28.0

31,5

22,3

4,8

1,8

81,8%

2005 2030

Petróleo Gas Nuclear HidroeléctricaCarbón Biomasa Otras renovablesCombustibles fósiles

1. La encrucijada energética

Page 7: Energía de la biomasa

Reservas probadas a 2006Miles de millones de barriles

Asia Pacífico40,5

Nortea-mérica59,9

S. y Cent. America103,5

África117,2

Europa y Eurasia144,4

Oriente medio 742,7

El petróleo afronta un problema de localización de yacimientos…

Fuente: BP, 2007

1. La encrucijada energética

Page 8: Energía de la biomasa

1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2008

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

3.07.08

11-S attack

146.08

100

22.12.08

43.97

… y el precio revela su vulnerabilidad a los conflictos

Evolución del precio del crudo brent 1970-2006

Los países de la OPEPaumentan el controlsobre su producciónde petróleo.El precio del crudosube por la debilidaddel dólar

Comienzael embargode petróleode los paísesárabes.de octubre de1973 a marzode 1974

1. Contexto energético

Revolucióniraní. El Shaes destronado

Primera granguerra entreIrán e Irak

Irak invadeKuwait

Comienzo deLa OperaciónTormenta delDesierto

Disoluciónde la UniónSoviética

Final de laGuerra del Golfo Crisis asiática

SegundaGuerra del Golfo

Crisis de Yukos

Huracanes Katrina y Rita

Crisis de Irán

Guerra entre Israel y Hezbolá

Crisis de las hipotecas de alto riesgo de EE.UU.

Dólares por barril

Fuente: Analistas Financieros Internacionales y Administración de Información Energética de EE.UU., Middle East Economic Survey (MEES), Bloomberg y El País.

Page 9: Energía de la biomasa

Concentración de CO2 en la atmósfera en los últimos 400.000 años (en ppmv)

160

200180

220240

280260

300

400.000 350.000 300.000 250.000 200.000 150.000 100.000 50.000 0(1950)

-10

-6-8

-4-2

20

4

400.000 350.000 300.000 250.000 200.000 150.000 100.000 50.000 0(1950)

Evolución de la temperatura en los últimos 400.000 años (en ºC)

Con un crecimiento de emisiones que no sigue ciclos anteriores

1. Contexto energético

Page 10: Energía de la biomasa

…y conduce a una concentración de CO2 sin precedentes

160

240200

280320

400360

440480

560520

600640

720680

760

Concentración de CO2 en la atmósfera en losúltimos 400.000 años y previsiones a 2100ppmv

400.000 350.000 300.000 250.000 200.000 150.000 100.000 50.000 0

750

430

2100

2000

1. La encrucijada energética

Page 11: Energía de la biomasa

El modelo energético causa alteraciones ambientales…

Concentración de CO2 en la atmósfera en los últimos 400.000 años (ppm)

-10

-6-8

-4-2

20

4Evolución de la temperatura media en los últimos 400.000 años (ºC)

750 ppm

160

200180

220240

280260

300

400.000 350.000 300.000 250.000 200.000 150.000 100.000 50.000 0(1950)

2100

2000

430 ppm

ppm

ºC

+ ?ºC

1. Contexto energético

Page 12: Energía de la biomasa

Fuente: AIE, World Energy Outook, 2008 con datos del IPCC.

Concentraciónde CO2 eq.

a 2100

>855 ppm

>550 ppm

<450 ppm

Aumentotemp. media

s. XXI

6 ºC

3 ºC

2 ºC

(*) La energía es la principal fuente de emisiones de CO2 equivalente, con un 61% del total, que subirá hasta el 68% en 2030 (esc. Ref.)La generación eléctrica y el transporte causan más del 70% del incremento de emisiones previsto en el escenario de referencia

-15 Gt(-37%)

2000 2005 2010 2015 2020 20251990 20301995

20

25

30

35

40

4541 Gt

Escenario de referencia

AIE

Escenario 450 ppm

AIE

33 Gt

26 Gt

Emisiones energéticas de CO2 equivalente (*)

Gt

Escenario550 ppm

AIE

…que es preciso afrontar con urgencia para estabilizar el clima

1. Contexto energético

27 Gt

Page 13: Energía de la biomasa

2005 2010 2015 2020 2025 2030

41 GtEscenario

de referencia AIE

Escenario 450 ppm

AIE

33 Gt

26 Gt

Emisiones energéticas de CO2 equivalente y medios de reducción

20

30

35

40

45

Gt

Escenario550 ppm

AIE

9%14%23%

54%

NuclearCCSRenovables y biocombustiblesEficiencia energética

Fuente: AIE, World Energy Outook, 2008 con datos del IPCC.

25

La eficiencia y las energías renovables son las principales vías para frenar el cambio climático, según la AIE

1. Contexto energético

Page 14: Energía de la biomasa

Costará menos frenar el cambio climático que pagar sus efectos

La energía es responsable del 60% de las emisiones de CO2, que crecen de forma insostenible

Precio al carbonoI+D en tecnologías limpiasEficiencia energéticaSensibilización social

Frenar deforestaciónAcción internacional

concertada

ACTUACIONESOBJETIVOS

- 50% de la en. primaria no fósil en 2050

- Estabilizar CO2 en menos de 500 ppm en el s. XXI

EFECTOS

Menor calentamiento (<2º en s. XXI)

Oportunidades de negocio

Nuevos mercados

Nuevos desarrollos tecnológicos

Nuevos empleos

INVERSION

1% PIBmundial

- Concentración de CO2 e> 750 ppm antes de 2100 preindustrial: 280 hoy: 375

- Temperatura +5º en el siglo XXI

EFECTOS

Grave impacto en el hombre y el medio ambienteGrave depresión económicaPérdida superficie agrícola Tierras sumergidas Más fenómenos meteorológicos extremos

COSTE

20% PIBmundial

Desacoplar crecimiento y cambio climático

NO ACTUAR

ACTUAR

Fuente: Informe Stern, 2006

1. La encrucijada energética

Page 15: Energía de la biomasa

ABUNDANTES Potencial teórico = 18 veces consumo energético mundial

GESTIONABLESAlmacenables en forma de

“hidrógeno limpio”

MODULARESEscalables para su aplicación a

diferentes necesidades

DESCENTRALIZADASDisponibles en todo el planeta

COMPETITIVASEn claro proceso de reducción

de costes

LIMPIASMás respetuosas con el equilibrio

medioambiental

RENOVABLES

Las renovables son imprescindibles para un modelo sostenible

1. La encrucijada energética

Page 16: Energía de la biomasa

Fuente: AIE, World Energy Outook, 2008

1. Contexto energético

Deben incrementar sustancialmente su participación en el mix energético si queremos detener el calentamiento global

Las renovables deben duplicar su cuota en el sistema energético mundial en 25 años y la demanda crecer la mitad que en el escenario tendencial para estabilizar el clima (AIE)

Energía Primaria 2006 Energía Primaria 2030Escenario estabilización climática (450 ppm)

Demanda total: 11.730 Mtep Demanda total: 14.361 Mtep+0,8% anual

Petróleo34,3%

Carbón26%

Gas20,5%

Nuclear6,2%

Hidráulica2,2%

Biomasa10,1%

Otras0,6%

Totalrenovables12,9%

Petróleo30%

Carbón16,6%

Gas20,5%

Nuclear9,5%

Hidráulica3,8%

Biomasa14,8%

Otras4,8%

Total renovables23%

Page 17: Energía de la biomasa

Contexto energético:

En la actualidad, PROBLEMA ABASTECIMIENTO ENERGÉTICO EN UN CONTEXTO DE INESTABILIDAD MUNDIAL, que en Europa se caracteriza por:

• Carencia de recursos propios energéticos suficientes• 50% de la energía consumida en Europa depende del

suministro exterior, se prevé que en 15 -20 años:75%• Reticencia social creciente en torno al uso de la energía

nuclear y el uso de combustibles fósiles• Aumento del consumo energético de modo progresivo

NECESIDAD DE REPLANTEAMIENTO DE LA POLÍTICA ENERGÉTICA

1. La encrucijada energética

Page 18: Energía de la biomasa

2. ACCIONA. Pioneros en desarrollo y sostenibilidad

Page 19: Energía de la biomasa

Desarrollo y sostenibilidad, claves estratégicas

Un modelo de negocio basado en tres pilares

Sostenibilidad:Crecimiento económico

Equilibrio medioambientalProgreso social

Energía

Infraestructuras Agua

2. ACCIONA, pioneros en desarrollo y sostenibilidad

Page 20: Energía de la biomasa

Única con liderazgo en todas las renovables más viables

HidráulicaEólicaSolar

fotovoltaicaSolar

termoeléctrica BiodiéselBiomasa Bioetanol

ELECTRICIDAD BIOCOMBUSTIBLES

Solar térmica

CALOR

Datos a 30.06.2009. La compañía cuenta adicionalmente con 100 MW propios en cogeneración. No incluidos 133,7 MW procedentes de Endesa en escrow.

2. ACCIONA Energía, líder en renovables

Integración horizontal

Inte

grac

ión

ver

tica

l

Aerogeneradores

5.819 MW 910 MW 33 MW 48 MW 64 MW 1 MW 270.000 t. 26.000 t. Propiedad

1.472 MW 67 MW 1 MW 14 MW Terceros

Total renovables en propiedad: 6.875 MW

7.291 MW Total115 MW 65 MW 15 MW

Total instalado en renovables: 8.429 MW

910 MW 33 MW 270.000 t. 26.000 t.

Page 21: Energía de la biomasa

2. ACCIONA Energía, líder en renovables

Amplio catálogo de servicios

Desarrollo, evaluación del recurso, ingeniería, tramitación, construcción y venta de proyectos en renovables

Diseño, fabricación, ensamblajes y suministro de aerogeneradores

Proyectos en el campo de la biomasa incluyendo la logística del combustible

Producción y comercialización de energía

Operación, mantenimiento y gestión de proyectos en renovables durante toda su vida útil

Solicitudes para calificar proyectos como MDL, comercialización de créditos de carbono y procesos de verificación

Page 22: Energía de la biomasa

Sociedad y medio ambiente

• Altos niveles de aceptación social de las instalaciones El respeto al medio natural en nuestra implantación y el valor añadido local generado propician un respaldo social superior al 80%

• Metodología de implantación ambiental referenteen el sector.Utilización de accesos preexistentes, subestaciones en piedra,reutilización de tierras, reintegración del entorno, seguimiento…

• Programas de Educación Ambiental para escolaresMás de 105.000 participantes en 15 años de visitas ainstalaciones renovables guiadas por monitores especializados

• Valor añadido en el entorno de las instalacionesIngresos para localidades afectadas, recuperación del patrimonio arqueológico, iniciativas singulares, tejido industrial asociado…

2. ACCIONA, pioneros en desarrollo y sostenibilidad

Page 23: Energía de la biomasa

3. Biomasa y Biocarburantes

Tipos y características

Page 24: Energía de la biomasa

3.- Biomasa y Biocarburantes. Tipos y características

¿Qué significa biomasa?La Directiva 2003/30 (relativa al fomento del uso de biocarburantes en el transporte) y el RD

661/2007 (producción de energía eléctrica en régimen especial) definen biomasa como:

• La fracción biodegradable de los productos, desechos 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.

• No se considerarán biomasa o biogás, a los efectos del real decreto:– Combustibles fósiles, incluyendo la turba, y sus productos y subproductos.– Residuos de madera:

• a) Tratados químicamente durante procesos industriales de producción.

• b) Mezclados con productos químicos de origen inorgánico.• c) De otro tipo, si su uso térmico está prohibido por la legislación

– Cualquier tipo de biomasa o biogás contaminado con sustancias tóxicas o metales pesados.

– Papel y cartón– Textiles– Cadáveres animales o partes de los mismos, cuando la legislación prevea una

gestión de estos residuos diferente a la valorización energética.

Page 25: Energía de la biomasa

ACCIONA Energía, líder del modelo energético sostenible

Características de la Biomasa

Cada tonelada generada de biomasa captura en su crecimiento entre 0,9 y 1,6 toneladas de CO2 /año (dependiendo de la humedad de la biomasa)

Page 26: Energía de la biomasa

Tipos de biomasa. Clasificaciones― Natural― Residual

― Agrícola• Herbáceos: paja del cereal, zuro y cañote del maíz, tallo del

girasol• Leñosos: sarmiento de vid, olivos, frutales

― Forestal• Tratamientos silvícola de masa forestales• De cortas finales de explotaciones forestales• Leñas

― Industrial― Cultivos energéticos

3.- Biomasa y Biocarburantes. Tipos y características

Page 27: Energía de la biomasa

CCEE: cereal (paja y grano)

Page 28: Energía de la biomasa

Introducción

Tipos de biomasa. Clasificaciones― Primaria: es la materia orgánica formada directamente por los seres

fotosintéticos (algas, plantas verdes y demás seres autótrofos). Este grupo comprende toda la biomasa vegetal, incluidos los residuos agrícolas (paja o restos de podas) y forestales (leñas).

― Secundaria: es la producida por los seres heterótrofos que utilizan en su nutrición la biomasa primaria. Este tipo de biomasa implica una transformación biológica de la biomasa primaria para formar un nuevo tipo de biomasa de naturaleza distinta a la inicial. Un ejemplo sería la carne o las deyecciones debidas a los animales herbívoros.

― Fácil y difícil: composición y logística de abastecimiento

Tipos y características

Page 29: Energía de la biomasa

Herbácea: • Humedad baja y estable• Alto contenido en cenizas• Alto contenido en cloro y

álcalis

Paja de cereal Astilla de pinoHumedad (% b.h.) 12 % 40 %Cenizas (% b.s.) 6,66 3,05Volátiles (% b.s.) 76,1 75,6

Análisis elemental (% b.s.)

C 45,4 51,3H 6,1 4,69N 0,6 0,51S 0,08 0,15Cl 0,41 0,02

PCS (Kj/Kg b.s.) 14.670 10.200

Caracterización de la biomasa

Propiedades como combustible

Leñosa: • Humedad alta y variable• Bajo contenido en cenizas• Bajo contenido en cloro y

álcalis

Page 30: Energía de la biomasa

Características de la biomasa

Cultivos energéticos

Nuevos Necesario ponerlos a punto

Tradicionales Rentabilidad demostrable Fáciles de introducir Competencia con rentabilidad de cultivos alimentarios PAC: desaparición de ayudas a CCEE y de tierras de retirada

Page 31: Energía de la biomasa

1. HUMEDAD: afecta tanto a la cantidad (precio) y calidad de la materia prima, como al proceso 2.300 kcal/kg para vaporizarse

2. TAMAÑO Y FORMA: la biomasa presenta una gran diversidad de formas y tamaños (virutas o serrín en mm. hasta residuos agrícolas o forestales con varios cm.)

3. DENSIDAD: dependiendo de la tipología y presentación de la biomasa, la densidad real y aparente varia considerablemente.

4. COMPOSICIÓN QUÍMICA:― análisis elemental: C, H, N, S, O y cenizas. S, N y

cenizas de la biomasas vs. carbón. Tª: fusión cenizas, prbls combustión. Interesa contenido cenizas inferior 10% y punto de fusión elevado.

Características de la Biomasa

Page 32: Energía de la biomasa

Paja de cereales

Astilla de pino Hulla Lignito

negro Humedad (% b.h) 12 30 12 10 Cenizas (% b.s) 3,5 3 12 30 Volátiles (% b.s) 72 76 25 40

C 42 51 59 49 H 5 5 3,5 2 N 0,35 0,3 1 0,5 S <0,1 <0,1 0,8 10

Análisis elemental (% b.s)

Cl 0,25 0,008 0,08 0,03 Poder calorífico (PCS) (Mj/Kg b.s) 15 20 25 20

Tª fusión cenizas (ºC) 1.200 1.200 1.300 1.320

Page 33: Energía de la biomasa

ACCIONA Energía, líder del modelo energético sostenible

5. PODER CALORIFICO: El PC de un combustible es la cantidad de calor liberado en la combustión completa de 1 kg de combustible sólido o líquido o de 1 m3 de combustible gaseoso. Se expresa en megajulios (MJ/kg) o kilojulios por kg (kJ/kg).

Determinación: mediante la combustión con oxígeno en bomba calorimétrica.Depende: composición química y de la humedad. El poder de la biomasa aumenta con

el contenido en C e H, y disminuye con el de O2

Hay que diferenciar dos tipos de PC: • Poder calorífico superior (PCS) mide la cantidad total de calor que se

producirá mediante la combustión. Sin embargo, una parte de ese calor permanecerá en el calor latente de la evaporación del agua existente en el combustible durante la combustión.

• Poder calorífico inferior (PCI), excluye el calor latente, por lo que es la cantidad de calor disponible realmente en el proceso de combustión para captarlo y utilizarlo. Cuanto mayor sea el contenido de humedad de un combustible mayor será la diferencia entre el PCS y el PCI y menor será la energía total disponible.

Características de la Biomasa

Page 34: Energía de la biomasa

ACCIONA Energía, líder del modelo energético sostenible

Pino Pino Eucalipto Eucalipto Quercus Quercus Chopo Chopo Sarmiento Sarmiento Paja Paja

PCS PCI PCS PCI PCS PCI PCS PCI PCS PCI PCS PCI%H b.h. (kj/kg) (kj/kg) (kj/kg) (kj/kg) (kj/kg) (kj/kg) (kj/kg) (kj/kg) (kj/kg) (kj/kg) (kj/kg) (kj/kg)

0 20.500 19.178 19.000 17.678 19.700 18.378 19.400 18.078 19.146 17.824 18.330 17.00812 18.040 16.582 16.720 15.262 17.336 15.878 17.072 15.614 16.848 15.391 16.130 14.67320 20.090 18.745 18.620 17.275 19.306 17.961 19.012 17.667 18.763 17.418 17.963 16.618

25 15.375 13.771 14.250 12.646 14.775 13.171 14.550 12.946 14.360 12.755 13.748 12.14340 12.300 10.527 11.400 9.627 11.820 10.047 11.640 9.867 11.488 9.715 10.998 9.225

PODER CALORIFICO DE DIFERENTES BIOMASAS

Page 35: Energía de la biomasa

La biomasa se caracteriza por la HETEROGENEIDAD del recurso, de su aprovechamiento y de su uso

ACCIONA Energía, líder del modelo energético sostenible

2.- Características de la Biomasa

PRODUCTOS PRODUCTOS FINALESFINALES

oElectricidad

oCalor

oBiocarburantesoBioetanoloBiodieseloOtros

FUENTES FUENTES DE BIOMASADE BIOMASA

oResiduos forestalesoResiduos agrícolas

herbáceosLeñosos

oResiduos industriasde la maderaagroalimentarias

oRSUoCultivos energéticos

LeñososHerbáceosOleaginosos

SUMINISTROSUMINISTRO

o Recolección

o Manipulación

o Almacenamiento

o Pretratamiento

o Transporte

TECNOLOGÍAS DE TECNOLOGÍAS DE CONVERSIONCONVERSION

oBioquímica (fermentación)

oTermoquímicaCombustiónGasificaciónPirólisis

oQuímica (Transesterificación)(Síntesis química)

Page 36: Energía de la biomasa

ACCIONA Energía, líder del modelo energético sostenible

Fuente: Biomass: GreenEnergy for Europe – EC – DG Research ESS 2005

Page 37: Energía de la biomasa

4. Biomasa. Generación eléctrica

Page 38: Energía de la biomasa

ACCIONA Energía, líder del modelo energético sostenible

Evaluación de recursos

Caract. M.P.

Pretratamiento

Evacuación cenizas

Combustión o gasificación

Chimeneas

Análisis emisiones

Turbina o motogenerador Electricidad

Diagrama de etapas a tener en cuenta en la aplicación de la biomasa como combustible

Page 39: Energía de la biomasa

2. Generación de electricidad y reanudación del proceso1. Producción de vapor

Chimenea

Precalentador

Filtro de humos

Economizador

CALDERA

Vapor

Depósitos de cenizasContenedor de

cenizas de fondo

Paredescon agua circulante Depósitos de inquemados

Trituradora de pajaParrilla

Vapor

SobrecalentadorAgua

Calderín

Condensador

BombaAgua que se toma del canal para refrigeración

Canal

Vapor Agua que vuelve al canal

Transformador11/16kV Red

Canalización eléctrica subterránea

Turbina vapor

Subestación Sangüesa

Generador

4. Generación eléctrica. El proceso

ACCIONA Energía, líder del modelo energético sostenible

Page 40: Energía de la biomasa

Principales dificultades de desarrollo

Dificultades

Disponibilidad de biomasa: No es sencillo hacer buenos estudios de disponibilidad de biomasa Desfase entre el inicio del proyecto y el comienzo de consumo de

biomasa

Tramitaciones largas

Confluencia de la existencia de infraestructuras con las zonas productoras de biomasa.

Rentabilidad ajustada

Financiación externa muy complicada: Miedo a la garantía de suministro a largo plazo.

Page 41: Energía de la biomasa

Principales dificultades de desarrollo

Dificultades

La tecnología es cara y/no apta para diferentes tipos de biomasa

Paja de cereal Astilla de pinoHumedad (% b.h.) 12 % 40 %Cenizas (% b.s.) 6,66 3,05Volátiles (% b.s.) 76,1 75,6

Análisis elemental (% b.s.)

C 45,4 51,3H 6,1 4,69N 0,6 0,51S 0,08 0,15Cl 0,41 0,02

PCS (Kj/Kg b.s.) 14.670 10.200

Page 42: Energía de la biomasa

Retos de futuro

Retos tecnológicos

Mejora tecnológica:

Rango de combustibles

Aumento eficiencia

Disminución de costes

Page 43: Energía de la biomasa

Retos de futuro

Retos de suministro de biomasa

Mercado de biomasa seguro y estable.

Cultivos energéticos

Contratación de biomasa: Mercado energético ≠ Mercado tradicional Tamaño de astilla Impurezas Humedad PCI Precio Contratos a largo plazo. Sin especulación pero con estabilidad. Suministro distribuido a lo largo del año. Almacenamiento en

planta de corta capacidad

Trazabilidad de la biomasa

Page 44: Energía de la biomasa

5. Marco regulatorio

Page 45: Energía de la biomasa

5. Marco regulatorio

Real Decreto 661/2007: Criterios particulares biomasa (grupo b6,b7 y b8)

1. En términos generales, incrementos de la retribución, para permitir el cumplimiento de los objetivos

2. Retribución diferenciada según el tipo de recurso / Permitir instalaciones hibridas / establecimiento sistema de certificación.

3. Posibilitar la presencia de instalaciones pequeñas, favoreciendo la entrada de tecnologías emergentes como la gasificación.

4. Exigencia de una eficiencia energética mínima. Favorecer económicamente la cogeneración.

5. Posible prima cocombustión en centrales de régimen ordinario.

Page 46: Energía de la biomasa

• Cultivos Energéticos agrícolas: biomasa de origen agrícola, producida expresa y únicamente con fines energéticos, mediante las actividades de cultivo, cosecha y, en caso necesario, procesado de materias primas recolectadas. Según su origen se dividen en: herbáceos y leñosos.

• Cultivos Energéticos forestales: biomasa de origen forestal, procedente del aprovechamiento principal de masas forestales, originadas mediante actividades de cultivo, cosecha y en caso necesario, procesado de las materias primas recolectadas y cuyo destino final sea energético.

Retribución diferenciada según el tipo de recurso

La Biomasa en el RD 661/2007 Grupo b.6.1

Page 47: Energía de la biomasa

A.) Residuos de las actividades agrícolas: biomasa residual originada durante el cultivo y primera transformación de productos agrícolas, incluyendo la procedente de los procesos de eliminación de la cáscara cuando corresponda. Se incluyen los siguientes productos:

1. Residuos agrícolas herbáceos1.1 Del cultivo de cereales: pajas y otros1.2 De producciones hortícolas: residuos de cultivo de invernadero1.3 De cultivos para fines agroindustriales, tales como algodón o lino1.4 De cultivos de legumbres y semillas oleaginosas

2. Residuos agrícolas leñosos: procedentes de las podas de especies agrícolas leñosas (olivar viñedos, y frutales)

B.) Residuos de las actividades de jardinería: biomasa residual generada en la limpieza y mantenimiento de jardines.

La Biomasa en el RD 661/2007 Grupo b.6.2

Page 48: Energía de la biomasa

• Residuos de aprovechamientos forestales y otras operaciones selvícolas en las masas forestales y espacios verdes.

Biomasa residual producida durante la realización de cualquier tipo de tratamiento o aprovechamiento selvícola en masas forestales, incluidas cortezas, así como la generada en la limpieza y mantenimiento de los espacios verdes.

La Biomasa en el RD 661/2007 Grupo b.6.3

Page 49: Energía de la biomasa

Grupo b.7.1• Biogás de vertederos

Grupo b.7.2• Residuos biodegradables industriales• Lodos de depuradora de aguas residuales urbanas o industriales• Residuos sólidos urbanos• Residuos ganaderos• Residuos agrícolas• Otros a los cuales sea aplicable dicho procedimiento de digestión anaerobia

Grupo b.7.3• Estiércoles mediante combustión• Biocombustibles líquidos y subproductos derivados de su proceso productivo

La Biomasa en el RD 661/2007 Grupo b.7

Page 50: Energía de la biomasa

BIOMASA PROCEDENTE DE INSTALACIONES INDUSTRIALES DEL SECTOR AGRÍCOLA

1. Residuos de la producción de aceite de oliva y aceite de orujo de olivo.2. Residuos de la producción de aceitunas3. Residuos de la extracción de aceites de semillas4. Residuos de la industria vinícola y alcoholera5. Residuos de industrias conserveras6. Residuos de la industria de la cerveza y la malta7. Residuos de la industria de la producción de frutos secos8. Residuos de la industria de producción de arroz9. Residuos procedentes del procesado de algas10. Otros residuos agroindustriales

La Biomasa en el RD 661/2007 Grupo b.8.1

Page 51: Energía de la biomasa

Grupo b.8.2

BIOMASA PROCEDENTE DE INSTALACIONES INDUSTRIALES DEL SECTOR FORESTAL

1. Residuos de las industrias forestales de primera transformación2. Residuos de las industrias forestales de segunda transformación (mueble.

Puertas, carpintería).3. Otros residuos de industrias forestales.4. Residuos procedentes de la recuperación de materiales lignocelulósicos

(envases, palets, …)

Grupo b.8.3

Licores negros de la industria papelera

La Biomasa en el RD 661/2007

Page 52: Energía de la biomasa

Tarifas eléctricas. Incrementos de Retribución (P> 2Mw)

RD 436/2004Cent€/kWh

RD 661/2007Cent€/kWh

Grupo

Tarifa regulada

Prima Grupo Tarifa regulada

Prima

Cultivos energéticos

b.6. 6,893 3,064

b.6.1. 14,659 10,096Residuos agrícolas b.6.2. 10,754 6,191

Residuos forestales b.6.3. 11,829 7,267

R. Industrias Agrícolas

b.8. 6,127 2,298

b.8.1. 10,950 6,382

R. Industrias forestales b.8.2. 7,135 2,996

Licores negros b.8.3. 9,300 4,969

RD 661/2007 (OM ITC/3801/2008)

Cent€/kWhGrupo Tarifa

reguladaPrima

b.6.1. 15,6509 11,2588

b.6.2. 11,4817 7,0895

b.6.3. 12,6299 8,2383

b.8.1. 11,4817 7,0895

b.8.2. 6,9484 2,5562

b.8.3. 8,5413 3,9170

(*) Actualiza las retribuciones establecidas en el RD 661/2007 para fomentar la valorización de la biomasa

Page 53: Energía de la biomasa

GRUPO SUBGRUPO POTENCIATARIFA

REGULADA c€/kWh

Prima de referencia

c€/kWh

Límite superiorc€/kWh

Límite inferiorc€/kWh

b.6

b.6.1P<2 MW 16,9642 12,7888 17,7553 16,4528

2 MW <P 15,6509 11,2588 16,1111 15,2356

b.6.2P<2 MW 13,4216 9,2462 14,2107 12,9081

2 MW <P 11,4817 7,0895 11,9472 11,0813

b.6.3

P<2 MW 13,4216 9,2462 14,2107 12,9081

2 MW <P 12,6299 8,2383 13,0896 12,2141

Tarifas eléctricas

Page 54: Energía de la biomasa

GRUPO SUBGRUPO POTENCIATARIFA

REGULADA c€/kWh

Prima de referencia

c€/kWh

Límite superiorc€/kWh

Límite inferiorc€/kWh

b.7

b.7.1 8,5328 4,5132 9,5663 7,9434

b.7.2P<500 kW 13,9533 10,9098 16,3673 13,1857

500kW<P 10,3350 6,6475 11,7764 10,1962

b.7.3 5,7227 3,7723 8,8937 5,4451

Tarifas eléctricas

Page 55: Energía de la biomasa

GRUPO SUBGRUPO POTENCIATARIFA

REGULADA c€/kWh

Prima de referencia

c€/kWh

Límite superiorc€/kWh

Límite inferiorc€/kWh

b.8

b.8.1P<2 MW 13,4216 9,2462 14,2107 12,9081

2 MW <P 11,4817 7,0895 11,9472 11,0813

b.8.2P<2 MW 9,9080 5,7336 10,6980 9,3848

2 MW <P 6,9484 2,5562 7,4096 6,5341

b.8.3 P<2 MW 9,9080 5,9986 10,6980 9,3848

2 MW <P 8,5413 3,9170 9,6090 8,0075

Tarifas eléctricas

Page 56: Energía de la biomasa

6. Barreras y oportunidades

Page 57: Energía de la biomasa

VENTAJASEl aprovechamiento energético de la biomasa contribuye con:

• Beneficio Medioambiental– Utilización de energía renovable– Reducción de emisiones CO2. Cumplimiento de Kyoto.– Prevención incendios y plagas, descontaminación residuos.

• Beneficio Económico– Diversificación de las fuentes de energía energía local– Producción eléctrica estable y predecible con tarifa moderada respecto a otras

energías– Reducción de la dependencia energética de otros países– Alternativa sector agroforestal

• Beneficio Social– Incidencia favorable en zonas rurales– Generación de empleo

2.- Barreras y Oportunidades

DesarrolloRural

Page 58: Energía de la biomasa

2.- Barreras y Oportunidades

BARRERAS1. Disponibilidad de la materia prima/Suministro

Garantía de suministro difícil de conseguir Variable climatológica Otros usos Inventarios no fiables Proceso de recogida y tratamiento del

combustible no resuelto desde el punto de vista de planificación ni tecnología.

Inexistencia de mercado desarrollado Cultivos energéticos a medio-largo plazo

Page 59: Energía de la biomasa

2.- Barreras y Oportunidades

BARRERAS2. Técnicas: Ingeniería de Proceso

Complejidad de las instalaciones Tecnología en desarrollo con escasos

proveedores Poca experiencia en O&M Problemática de los combustibles (corrosión,

cenizas)

Page 60: Energía de la biomasa

Barreras y Oportunidades

BARRERAS3. Económicas

Elevado coste de inversión, mantenimiento y combustible

Mayor rentabilidad de plantas grandes, aunque requieren alta inversión y menor garantía de suministro

Insuficiente precio de la energía vendida Dificultad de financiación

Page 61: Energía de la biomasa

7. Situación actual de la Biomasa. Perspectivas

Page 62: Energía de la biomasa

PER 2005-2010: objetivos (MW)Objetivos (tep)

Generación distribuida

Desglose por tipo de recurso

Residuos forestales 60 462.000

Residuos agrícolas leñosos 100 670.000

Residuos agrícolas herbáceos 100 660.000

Residuos industriales forestales 100 670.000

Residuos industriales agrícolas 100 670.000

Cultivos energéticos 513 1.908.300

Total generación distribuida (MW) 973  

Co-combustión (MW)  

Total co-combustión (MW) 722  

Total generación eléctrica con biomasa (MW)  

TOTAL (MW) 1695  

Perspectivas Crecimiento Biomasa

Page 63: Energía de la biomasa

Objetivos PER

Tipo de biomasa Potencial (Tm) Necesidades según objetivos PER

Residuo forestal 3.924.082 Tm 430.000 Tm

Residuo agrícola leñoso 2.868.486 Tm 720.000 Tm

Residuos agrícolas herbáceos 22.474.372 Tm 600.000 Tm

Residuos industriales forestales y agrícolas 4.109.756 Tm 615.000 Tm

Cultivos energéticos 16.023.786 Tm 307.800 Ha

Page 64: Energía de la biomasa

Situación actual de la Biomasa en España

Objetivos de Desarrollo de Biomasa en España Plan de las EERR en España 2005-2010

Producción 2004 Objetivo 2010

Biomasa (ktep) generación térmica

3.538 4.445

Biomasa (generación eléctrica)

344 MW2.193 GWh/año

2.039 MW14.015 GWh/año

Page 65: Energía de la biomasa

TOTAL ESPAÑA 58 67 112 166 296 327

Fuente: CNE. MW.

Evolucion Biomasa MW Instalados

0

20

40

60

80

100

120

1998 1999 2000 2001 2002 2003

ANDALUCIAARAGONASTURIASCANTABRIACASTILLA LA MANCHACASTILLA LEONCATALUÑACOMUNIDAD VALENCIANAEXTREMADURAGALICIAMADRIDMURCIANAVARRAPAIS VASCO

Page 66: Energía de la biomasa

Desarrollo de la biomasa para producción de electricidad en España y expectativas de futuro (en MW) (*)

3.250

1999 2000 2001 2002 2010

* Datos tendenciales estudio APPA y elaboración propia** Datos en otoño 2002

168189 200

1.000

0

2.000

3.000

20111998

500

250

500 (Resultado tendencia actual)

2039(Objetivo Plan EE.RR)

3.098(Objetivo MáximoDoc.Planificación)

240280

Page 67: Energía de la biomasa

MW Instalados por Tecnología(Fuente: CNE)

0

500

1.000

1.500

2.000

2.500

3.000

3.500

4.000

4.500

5.000

1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002

Fotovoltaica Eólica

Hidráulica Biomasa primaria

Biomasa secundaria Biogas

Page 68: Energía de la biomasa

8. Análisis de proyectos

Page 69: Energía de la biomasa

Requisitos de una Planta de Biomasa

Disponibilidad de Biomasa

Emplazamiento bien ubicado respecto a las zonas productoras de biomasa Superficie + rendimiento ≠ disponibilidad real

Estudio de disponibilidad de biomasa.

Existencia de diferentes fuentes de biomasa. Alternativas de suministro

Existencia de tejido agrícola/forestal/empresarial susceptible de incorporarse al mercado de la biomasa.

Page 70: Energía de la biomasa

Requisitos de una Planta de Biomasa

Infraestructuras

Disponibilidad de suelo.

Buenas comunicaciones y accesos.

Agua para refrigeración.

Evacuación de la electricidad generada.

Posibles interferencias con vecinos: almacenamiento de biomasa y tráfico de camiones.

Page 71: Energía de la biomasa

Requisitos de una Planta de Biomasa

Aspectos tecno-económicos

La elección de la tecnología debe ser consecuente con la disponibilidad de biomasa.

La rentabilidad del proyecto debe guardar relación con el riesgo del mismo.

La tramitación del proyecto no debe alargarse en el tiempo.

Page 72: Energía de la biomasa

Estudios de viabilidad de suministro y logística

1.- Determinación del tamaño de la planta– Puede ser establecido a priori o como consecuencia del

estudio

2.- Elección preliminar del emplazamiento• Criterios empresariales• Criterios estratégicos: admn. • Detección de oportunidades• Posibilidad de elegir el emplazamiento como resultado del

estudio• Estudio de infraestructuras del emplazamiento:

― Evacuación red― Accesibilidad― Sistemas refrigeración

Page 73: Energía de la biomasa

Estudios de viabilidad de suministro y logística

3.- Evaluación biomasa potencial• Delimitación del ámbito de estudio• Elección de los tipos de biomasa a estudiar:

– Forestal/Agrícola/Industrial– Leñosa/herbácea– Tipos de cultivos

• Cálculo teórico:• Biomasa Forestal:

• Selección de unidades de monte y tratamientos ideales para cada unidad• Cortas anuales• Volumen anual de tratamientos silvícolas

• Biomasa agrícola:• Superficie de cultivos• Ratios de producción de residuo por cultivo, tipo de explotación y prácticas

culturales• Biomasa industrial:

• Número de explotaciones y volumen generado

Series temporales de 3/5 años

Page 74: Energía de la biomasa

Estudios de viabilidad de suministro y logística

3.- Evaluación biomasa potencial• Fuentes de datos generales:

• Modelo digital del terreno• Cartografía digital de términos municipales con infraestructuras

• Fuentes de datos específicos• Datos estadísticos agrícolas• Catastro vitivinícola• SIG Oleícola• Datos cartográficos de regadíos• Mapa forestal Español• Tercer inventario Forestal Español• Ortoimágenes digitales

Resultado: Distribución espacial de la producción teórica de cada tipo de biomasa

Page 75: Energía de la biomasa

Biomasa potencial

Page 76: Energía de la biomasa

Estudios de viabilidad de suministro y logística

4.- Evaluación biomasa disponible y contratableMetodología: Cálculo de la biomasa aprovechable utilizando filtros sobre la

biomasa potencial

1. Otros usos: Otras plantas de biomasa, sectores consumidores de biomasa.

2. Razones medioambientales3. Requisitos técnicos de manejo de la biomasa:

• Pendiente• Accesibilidad

Contratable

Disponible

Potencial

Factor de disponibilidad

Factor de contratación

Page 77: Energía de la biomasa

Estudios de viabilidad de suministro y logística

4.- Evaluación biomasa disponible y contratable4. Recursos utilizables económicamente:

• Evaluación de costes:• Adquisición de la biomasa• Trabajos de recogida• Almacenamiento• Transporte

– Biomasa forestal: Establecimiento de trabajos necesarios para la recogida en función de cada unidad de monte y tipo de tratamiento

– Biomasa agrícola:• Dispersión de la biomasa• Rendimientos de biomasa

Page 78: Energía de la biomasa

Estudios de viabilidad de suministro y logística

4.- Evaluación biomasa disponible y contratable5. Prácticas culturales de producción de la biomasa6. Facilidad de contratación de la biomasa:

• Propiedad de la biomasa• Existencia de recursos humanos y

materiales para los trabajos7. Variabilidad de la producción anual de biomasa.

Resultado: distribución espacial de la biomasa contratable junto con sus costes de suministro

Objetivo: Comparación de los costes con el valor umbral establecido.

Page 79: Energía de la biomasa

Estudios de viabilidad de suministro y logística

5.- Caracterización de la biomasa

• Caracterización de cada tipo de biomasa: PCI, humedad, cenizas, aptitud para la combustión

• El precio de compra será establecido en €/Termia para cada tipo de biomasa

Page 80: Energía de la biomasa

Estudios de viabilidad de suministro y logística

6.- Periodificación

• Determinación de las épocas de disponibilidad de cada tipo de biomasa.

• Necesario para el cálculo de los almacenamientos

• Condiciona el diseño de los equipos de recogida

Page 81: Energía de la biomasa

Estudios de viabilidad de suministro y logística

7.- Estrategia de contratación: GARANTIA DE SUMINISTRO

• Distinta para cada tipo de biomasa.• Pasos necesarios para disponer de la biomasa en

planta.• Contratación de la propiedad de la biomasa.• Contratación de los trabajos.• Posibilidad de crear empresas mixtas

Page 82: Energía de la biomasa

Estudios de viabilidad de suministro y logística

8.- Influencia de factores externos

• Localización de factores, si los hubiera, que condicionaran el suministro de biomasa a largo plazo: COMPETENCIA, NORMAS ADMINISTRATIVAS (PAC), VARIACIÓN PRECIOS…

Page 83: Energía de la biomasa

Estudios de viabilidad de suministro y logística

9.- Consecución de contratos

• La fase siguiente al estudio de viabilidad sería la consecución de contratos.

• Necesario tener en cuenta la fase de construcción de la planta y la conveniencia de tener un stock inicial

Page 84: Energía de la biomasa

9. La experiencia de ACCIONA en biomasa

Page 85: Energía de la biomasa

Biomasa

TRES PLANTAS OPERATIVAS (33 MW) Planta de Sangüesa (Navarra): 25 MW• Operativa desde 2002 • Transforma 160.000 t. de paja en 200 GWh/año• Producción equivalente a 60.000 hogares2 plantas de 4 MW en Soria y Cuenca

7 PROYECTOS EN CONSTRUCCIÓN Y DESARROLLOEn construcción:• Briviesca (Burgos) y Miajadas (Cáceres), ambas de 16 MWEn desarrollo:• Alcázar de San Juan (C. Real): 16 MW• Almazán (Soria): 16 MW• Valencia de Don Juan (León): 25 MW

• Mohorte (Cuenca): 16 MW• Utiel (Valencia): 10 MW

Page 86: Energía de la biomasa

Biocombustibles: plantas de biodiésel y bioetanol

BIODIÉSEL• 270.000 t. de capacidad productiva total• Planta en Puerto de Bilbao: 200.000 t. (al 80%)• Planta en Caparroso (Navarra): 70.000 t. (al 100%)• Materia prima: aceites vegetales de primer uso• Calidad homologada norma europea (EN-14214)

BIOETANOL• Planta de 26.000 t. en Alcázar de S. Juan (C. Real)• Materia prima: alcohol vínico• En propiedad al 50%

BIOGASOLINERA ACCIONA (Autovía del Camino)• Pionera en España, con B-30 y E-85• Preparada para futura distribución de hidrógeno

Page 87: Energía de la biomasa

10. Un caso práctico: La Planta de Biomasa de Sangüesa

Page 88: Energía de la biomasa

Planta de Biomasa de Sangüesa

ACCIONA Energía

• Ha sido pionera en la utilización energética de biomasa procedente de residuos agrícolas, con dificultad en la logística y suministro.

• Desde el año 1996, se comenzó a trabajar en el proyecto de desarrollo de la planta de Biomasa de Sangüesa.

• En el desarrollo del proyecto se ha creado una amplia red de suministro de biomasa, lo que ha permitido adquirir una valiosa experiencia en este campo y ampliando el conocimiento en biomasas alternativas

Page 89: Energía de la biomasa

Datos generales Planta de Sangüesa

• Emplazamiento: Sangüesa

• Potencia (MW): 25

• Materias primas: Paja de cereal o maíz (también residuos forestales)

• Combustible (Tm) : 160.000

• Inversión: 50 millones de euros

• Empleo: 26 directos (más de 100 sumando inducidos)

Planta de 25 MW de potencia

• Superficie (m2): 100.000

• Producción (GWh): 200 anuales

Page 90: Energía de la biomasa

Vista aérea de la planta de biomasa de Sangüesa

Page 91: Energía de la biomasa

ACCIONA Energía, líder del modelo energético sostenible

Page 92: Energía de la biomasa

Planta de biomasa de Sangüesa (Navarra)

• Se sitúa en una de las zonas de mayor producción cerealista del Norte de España

Page 93: Energía de la biomasa

Fases

B. Almacenamiento en planta y control de producto

C. Combustión de la paja y producción de electricidad

A. Recogida de la paja, empacado y transporte

D. Condensación del vapor por refrigeración

E. Producción de gases y depuración de los mismos

El proceso

F. Aprovechamiento de inquemados y cenizas

Page 94: Energía de la biomasa

La paja es conducida a la calderaYa en planta, se controla el peso y humedad del combustible, que

se almacena de forma automatizada

Recogida de la paja en el campo:•La planta consume 160.000 tm/año de residuos agrícolas.•Se establecen contratos a 10 años con particulares y cooperativas.•Materia prima de un radio medio de 100 km, y máximo de 200 km.

Acopio de la paja en puntos intermedios de almacenamiento

Transporte de la biomasa a planta

Page 95: Energía de la biomasa

• La paja es empacada en campo, en las medidas adecuadas al sistema de alimentación a calderas, de forma previa a su almacenamiento y transporte

El proceso

A. Recogida de la paja, empacado y transporte

Page 96: Energía de la biomasa

Empacado Maiz

Page 97: Energía de la biomasa

Rastrillo acoplado a empacadora. Empacado de paja de cereal

Page 98: Energía de la biomasa

Empacado de Brassica Carinata

Page 99: Energía de la biomasa

• Un significativo porcentaje de las pacas de paja se almacena en pajeras intermedias.

El proceso

A. Recogida de la paja, empacado y transporte

• Unas 300 pajeras se distribuyen convenientemente por las áreas de recogida y empacado.

Page 100: Energía de la biomasa
Page 101: Energía de la biomasa

• La paja se transporta a la planta a medida que es requerida en la caldera. Un almacén anexo a la sección de recepción hace de pulmón evitando distorsiones en la cadena de suministro

El proceso

A. Recogida de la paja, empacado y transporte

Page 102: Energía de la biomasa

• Tres puentes grúa ubicados en el almacén realizan el control de humedad y peso de la paja. Otros sistemas adicionales de control y/o inspección permiten analizar dimensiones y características físico-químicas de las pacas de paja.

El proceso

B. Almacenamiento en planta y control de producto

Page 103: Energía de la biomasa

• Las pacas llegan hasta la caldera a través de una cinta transportadora que regula, a su vez, la cantidad de paja suministrada a la misma por unidad de tiempo. La paja es desmenuzada antes de entrar a la parrilla de la caldera.

El proceso

B. Almacenamiento en planta y control de producto

Page 104: Energía de la biomasa

2. Generación de electricidad y reanudación del proceso1. Producción de vapor

Chimenea

Precalentador

Filtro de humos

Economizador

CALDERA

Vapor

Depósitos de cenizasContenedor de

cenizas de fondo

Paredescon agua circulante Depósitos de inquemados

Trituradora de pajaParrilla

Vapor

SobrecalentadorAgua

Calderín

Condensador

BombaAgua que se toma del canal para refrigeración

Canal

Vapor Agua que vuelve al canal

Transformador11/16kV Red

Canalización eléctrica subterránea

Turbina vapor

Subestación Sangüesa

Generador

El proceso

Page 105: Energía de la biomasa

• El calor resultante de la combustión de la paja es absorbido por radiación o convección en los diferentes circuitos de agua-vapor que componen la caldera: el economizador, el evaporador y el sobrecalentador.

• El vapor recalentado es conducido al grupo turbogenerador que produce electricidad con una eficiencia global superior al 30%.

El proceso

C. Combustión de la paja y producción de electricidad

Page 106: Energía de la biomasa

• El vapor turbinado es conducido a un condensador de vacío. Allí es enfriado por el agua captada en el canal. El agua condensada es reconducida al circuito agua-vapor de la caldera.

El proceso

D. Condensación del vapor por refrigeración

Page 107: Energía de la biomasa

• El agua utilizada en el circuito de refrigeración es retornada al canal si bien, en otras plantas, se emplean torres de refrigeración o aerocondensadores para esta misma función.

El proceso

D. Condensación del vapor por refrigeración (retorno del agua al canal)

Page 108: Energía de la biomasa

• Los gases de combustión son purificados en filtros de mangas, lo que permite niveles de emisión e inmisión inferiores a los contemplados por las normativas legales.

El proceso

E. Producción de gases y depuración de los mismos

• Son almacenados, tratados y aprovechados posteriormente por gestores de residuos autorizados por la administración.

F. Aprovechamiento de inquemados y cenizas

Page 109: Energía de la biomasa

Producción: 200 GWh/añoConsumo medio domestico España: 3.600 kWh

Equivalente consumo eléctrico: 56.000 hogares ≈ 5% consumo eléctrico Navarra

Page 110: Energía de la biomasa
Page 111: Energía de la biomasa
Page 112: Energía de la biomasa

Planta de Biomasa de Sangüesa

Primera planta de estas características y esa potencia en el sur de Europa

• Emplazamiento: Sangüesa (Navarra)• Potencia: 25 Mw• Producción: 200 GWh anuales• Inversión: 50 millones de euros

• Empleo: 25 directos (más de 100 sumando indirectos)

• Combustible: 160.000 Tm/año

• Materias primas: Paja de cereal (potencialmente residuos forestales)

• Puesta en marcha: 2002

Planta de biomasa en Sangüesa (Navarra)

Page 113: Energía de la biomasa

11. Otras biomasas

Page 114: Energía de la biomasa

Otras biomasas

• De forma paralela a la creación de la red de suministro de biomasa herbácea, ACCIONA ENERGÍA ha adquirido una amplia experiencia en el manejo de otras biomasas.

• Con el fin de disponer de fuentes alternativas de suministro para la Planta de Sangüesa y de adquirir experiencia de utilidad para otros proyectos en curso (construcción y/o promoción/ingeniería) ACCIONA ENERGÍA viene realizando desde 2002 diferentes ensayos de sistemas de recogida de varios tipos de biomasa.

Page 115: Energía de la biomasa

Biomasa agrícola herbácea

• Residuo agrícola herbáceo (paja de cereal, restos de otros cultivos, etc.). Hasta ahora ACCIONA Energía ha gestionado el abastecimiento de 1.000.000 Tm de paja de cereal a la planta de Sangüesa desde el año 2002.

Residuos agrícolas herbáceos

Page 116: Energía de la biomasa

Retos de futuro

Retos de suministro de biomasa

Mercado de biomasa seguro y estable.

Cultivos energéticos

Contratación de biomasa: Mercado energético ≠ Mercado tradicional Tamaño de astilla Impurezas Humedad PCI Precio Contratos a largo plazo. Sin especulación pero con estabilidad. Suministro distribuido a lo largo del año. Almacenamiento en

planta de corta capacidad

Trazabilidad de la biomasa

Page 117: Energía de la biomasa

Características de la biomasa agrícola

Cultivos energéticos

Nuevos Necesario ponerlos a punto

Tradicionales Rentabilidad demostrable Fáciles de introducir Competencia con rentabilidad de cultivos alimentarios PAC: desaparición de ayudas a CCEE y de tierras de retirada

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• Residuo agrícola leñoso (restos de podas, etc.). ACCIONA Energía ha realizado numerosas pruebas de maquinaria y logística y tiene 2 plantas de biomasa para su consumo en Soria (5.000 Tm) y Cuenca (10.000 Tm).• Ensayos: desde 2001 se han realizado pruebas de sistemas de recogida de este residuo• Experiencias: Planta de biomasa en curso en Alcázar de San Juan y Cuenca

Residuos leñosos

Otras biomasas

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Otras biomasas

Residuos Forestales

• Residuos forestales. ACCIONA Energía también ha realizado numerosos ensayos de maquinaria de recogida de biomasa forestal. Además, posee dos plantas que consumen biomasa forestal Soria (20.000 Tm/año) y Cuenca (10.000 Tm/año). • Ensayos: desde 2001 se han realizado pruebas de sistemas de recogida• Participación en proyectos de I+D: Biosouth• Experiencias: Planta de Biomasa de Almazán en curso.

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• Cultivos energéticos. ACCIONA Energía es una de las empresas con mayor experiencia en España en lo referente a CCEE. Ha sembrado desde el año 2001 más de 2.000 Ha, tanto en especies herbáceas como en leñosas, dentro de varios proyectos de I+D. Se ha investigado tanto en la selección de especies y variedades, como en las técnicas de cultivo, recolección y logística del cultivo. • Proyectos de I+D: Bioelectricity y PSE Cultivos• Cultivos ensayados: Brassica, Triticale, Avena, Centeno, Cardo, Sorgo, Chopo, Paulownia, Cártamo, Cáñamo, Miscanthus, Kenaf, …• Emplazamientos: Navarra, Andalucía, Castilla y León, Castilla la Mancha y Extremadura.

Otras biomasas

Cultivos energéticos

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Experiencia en biomasa Cultivos energéticos

Chopo. Cultivos leñosos de corta rotación

Sorgo. Ensayo de recogida con cosechadora de forraje

Triticale. Aprovechamiento integral de cereal

Sorgo. Segado y picado de sorgo forrajero

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12. Otros proyectos

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Proyectos en desarrollo

Desarrollo de nuevos proyectos

• ACCIONA Energía ha tomado la firme decisión de aprovechar la valiosa experiencia adquirida en el desarrollo de la Planta de Biomasa de Sangüesa para la consecución de nuevos proyectos.

• Esta experiencia facilitará la resolución del problema del suministro y logística de la biomasa “difícil” en los nuevos proyectos.

• ACCIONA Energía, ha participado y participa en todas y cada una de las fases del suministro de biomasa.

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Proyectos en Desarrollo

• En la actualidad, ACCIONA Energía dispone de una amplia cartera de proyectos en todo el territorio español. Los emplazamientos seleccionados son:

― Briviesca (Burgos). 100.000 Tm/año― Miajadas (Extremadura). 100.000 Tm/año― Alcázar de San Juan (Ciudad Real). 140.000 Tm/año― Utiel-Requena (Valencia). 80.000 Tm/año ― Almazán (Soria). 120.000 Tm/año― Valencia de Don Juan (León). 160.000 Tm/año― Mohorte (Cuenca). 100.000 Tm/año

• Consumirán 800.000 Tm/año de diferentes tipos de biomasa, forestal, agrícola leñosa y herbácea, y cultivos energéticos• En la actualidad, las gestiones para la garantía del suministro están muy avanzadas y en alguno de los casos ya están completamente terminadas.• El equipo de compras de la Planta de Sangüesa tiene años de experiencia exitosa y los jefes de compra de Briviesca, Alcázar de San Juan y Miajadas llevan meses trabajando en la creación de la red logística de sus Plantas y de las de Valencia de Don Juan, Almazán, Cuenca y Utiel-Requena.

Desarrollo de nuevos proyectos

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Proyectos en Desarrollo

Plantas ya operativas:- Sangüesa (Navarra)- Talosa (Soria)- Pinasa (Cuenca)

Plantas en construcción:- Briviesca (Burgos)

- Valencia de Don Juan (León)- Almazán (Soria)

- Mohorte (Cuenca)

- Alcázar de San Juan (Ciudad Real)

- Miajadas (Cáceres)

- Utiel (Valencia)

Plantas en desarrollo:

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13. Conclusiones

Una apuesta llena de sentido común

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• La planta de biomasa de Sangüesa es un buen ejemplo de cómo, con los recursos derivados de la agricultura, puede obtenerse:

una parte de la energía que nuestro país necesita con retornos para el agricultor y el medio rural

y efectos ambientales positivos

Un buen ejemplo para seguir avanzando

13. Conclusiones

• Pero es necesario seguir avanzando en la superación de barreras comerciales y tecnológicas para que nuestro país pase alcance los 1.695 MW previstos en el PER 2005-2010.

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Una herramienta para el desarrollo rural

• Aporta empleo y riqueza al medio rural. • Es una apuesta estable y con futuro.• Requiere actividades ya conocidas y dominadas.• Es necesaria una apuesta por la biomasa forestal y los

cultivos energéticos.

13. Conclusiones

Page 129: Energía de la biomasa

Una energía renovable a desarrollar

• Localizada y vinculada al territorio• Propia, reduciendo la dependencia del exterior• Producción estable ajena a las limitaciones de otras energías

renovables• Producción predecible, con lo que supone de calidad para el

sistema• Tarifa moderada respecto a otras energías

13. Conclusiones

Page 130: Energía de la biomasa

La biomasa es una apuesta de futuro

• El promotor necesita implicarse en tareas de suministro, que no son su especialidad.

• El continuo levantamiento de expectativas no favorece el desarrollo de proyectos.

• El futuro desarrollo no pasa sólo por una adecuada tarifa eléctrica, sino también por la aplicación de medidas que contribuyan a garantizar el suministro.

• Es fundamental el uso de varios combustibles.

13. Conclusiones

Page 131: Energía de la biomasa

Conclusiones

• A pesar del alto potencial de la biomasa, no se ha desarrollado.• Una de las principales barreras es la dificultad de obtener

garantía de suministro• A pesar de la realización de estudios de viabilidad, este tipo de

proyectos necesitarán de un componente de apuesta.• Los cultivos energéticos contribuirían a la garantía de

suministro en precio y en cantidad, pero no están a nivel comercial.

• El promotor necesita implicarse en tareas de suministro, que no son su especialidad.

• El continuo levantamiento de expectativas no favorece el desarrollo de proyectos.

• El futuro desarrollo no pasa sólo por una modificación de la tarifa eléctrica, sino también por la aplicación de medidas que contribuyan a garantizar el suministro.

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ACCIONA Energía, líder del modelo energético sostenible

CCEE: Brassica carinata

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14. Plataforma de la Biomasa

BIOPLAT

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BIOPLAT: PLATAFORMA TECNOLOGICA ESPAÑOLA DE LA BIOMASA

• La Plataforma Tecnológica Española de la Biomasa –BIOPLAT-es un grupo de excelencia y coordinación técnico-científica sectorial, compuesto por todos los actores claves relevantes del sector en España de forma que engloba la biomasa en su sentido más amplio: recursos, tecnologías de transformación, aplicaciones, sostenibilidad y marco regulatorio.

• Las actividades de la Plataforma Tecnológica de la Biomasa están subvencionadas por el Ministerio de Ciencia e Innovación dentro de su programa de apoyo a la creación e impulso de Redes Tecnológicas. Además, tambien cuenta con la colaboración del Centro para el Desarrollo Tecnológico Industrial (CDTI)

Page 135: Energía de la biomasa

• BIOPLAT tiene como objetivo proporcionar un marco en el que todos los sectores implicados en el desarrollo de la biomasa trabajen conjunta y coordinadamente para conseguir la implantación comercial total de la biomasa en España.

BIOPLAT: PLATAFORMA TECNOLOGICA ESPAÑOLA DE LA BIOMASA

• BIOPLAT tiene como objetivo principal la determinación de las condiciones necesarias, así como la identificación y el desarrollo de estrategias viables para la promoción y el desarrollo comercial sostenible de la biomasa en España. Para el cumplimiento de este objetivo se lleva a cabo el diseño de estrategias tecnológicas que establecen las directrices que impulsan el desarrollo sostenible de la biomasa como recurso energético, de acuerdo con los objetivos nacionales y de la UE.

• Definición de la Agenda Estratégica de Investigación: establecimiento de un programa de trabajo que revitalice el área de actuación, así como la generación de propuestas de un programa de trabajo que revitalice el área de actuación, así como la generación de propuestas estratégicas a medio y largo plazo que fomenten la I+D y la competitividad del sector, también va a proponer las líneas de actuación propias y de la administración.

• Proporcionar un marco en el que todos los sectores implicados en el desarrollo de la biomasa, liderados por la industria, trabajen conjunta y coordinadamente para conseguir que la implantación comercial de la biomasa en España.

• Analizar la situación actual de la biomasa en España en todos sus aspectos y detectar las necesidades de I+D+i.

• Recomendar la financiación en investigación en áreas relevantes para el sector de la biomasa.

• Planteamiento de estrategias y alternativas sostenibles, en particular de naturaleza tecnológica, para el desarrollo del mercado de la biomasa

• Promover la coordinación entre los diferentes sectores implicados (empresas, centros tecnológicos, universidades, organismos públicos de investigación, etc..)

• Difundir las posibilidades de la biomasa, así como los resultados de sus actividades y las recomendaciones de la plataforma.

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BIOPLAT: PLATAFORMA TECNOLOGICA ESPAÑOLA DE LA BIOMASA

• BIOPLAT cuenta con un Grupo Coordinador encargado de gestionar las actuaciones de la plataforma, y asegurar el cumplimiento de los objetivos de cada uno de los ocho grupos de trabajo, fomentando la relación y conexión entre los mismos y promoviendo la participación.

• Es una plataforma abierta que permite la inclusión de nuevos miembros en cualquier momento.

• Los miembros podrán formar parte de los grupos y subgrupos que sean de su interés y deberán escoger uno de los tres niveles establecidos para definir su implicación:

•Nivel 1, Participativo: gran interés en participar, tanto asistiendo a reuniones como ayudando a la elaboración de documentos.•Nivel 2, Consultivo: interés medio en participar, no asistiendo a reuniones, pero si colaborando en la elaboración de documentos.•Nivel 3, Informativo: bajo interés en participar, solamente estar informado.

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OTRAS PLATAFORMAS TECNOLOGICAS

• No se tiene conocimiento de la existencia de ninguna plataforma de biomasa en ningún otro país europeo.

• A nivel europeo está la Plataforma Tecnológica Europea de Biocarburantes ( www.biofuelstp.eu ) . El objetivo de esta plataforma es contribuir al desarrollo de la tecnología de los biocombustibles a un coste competitivo y el desarrollo de una industria líder en biocombustibles en Europa.

• Está supervisada por un Mirror Group, formado por representantes de los organismos públicos encargados de las políticas de I+D+i de cada Estado Miembro, y del cual BIOPLAT forma parte.

• La Plataforma Europea de Biocombustibles influye cada vez más en las políticas de investigación europeas y nacionales, interviniendo en la definición de prioridades del Programa Marco y del Programa CIP (Intelligent Energy Europe), y en los comentarios sobre la parte más técnica del Plan Tecnológico Europeo de Energía (SET Plan).

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Master en Energías Renovables y Mercado Energético.

Energía de la Biomasa y Biocarburantes.

Fredi López Mendiburu

EOI Madrid, 26 de Febrero de 2010