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COGENERACIÓN DE ENERGIA EN LA INDÚSTRIA MADERERA

Introdución

Los procesos de cogeneración de energía está despertando cada vez mas el interés de inversionistas y tratandose del sector maderero, esto esta ocurriendo debido a la posibilidad de utilización de los excedentes de biomasa en la producción de energía.Los residuos madereros (biomasa) representan un insumo energético valioso que puede ser utilizado de manera mas efectivo y racional, contabilizando mayores ganancias en el proceso productivo.

Cogeneración

Esquema da cogeração de energia.

La cogeneración es definida como un proceso que permite a obtención simultanea y secuenciada de energía térmica y eléctrica, a partir de una única fuente de energía (figura abajo). Es interesante esclarecer que su concepto es bastante antiguo y están bien difundido en algunos sectores industriales.

Matéria prima de cogeneración biomasaLa energía generada por la biomasa es también conocida como “energía verde” o “bioenergía” y su generación en Brasil no es novedad. Una nueva consciencia se refuerza en el sentido del máximo aprovechamiento de los recursos envueltos en los procesos industriales. A partir de esto, la cogeneración en las industrias madereras surge como alternativa, atribuyendo nuevo concepto la utilización de los “residuos”. En las industrias de conversión primaria y segundaria de la madera, el combustible utilizado para alimentar los sistemas de cogeneración es una mezcla de aserrín, viruta y corteza, residuos que hasta entonces eran mejoradoso vendidos a precios muy bajos

Datos del Combustíble

- Densidad aparente natural: 350 ~ 400 kg/m3

HUMEDAD 60,00 55,00 50,00 45,00 40,00 35,00 30,00 25,00 20,00 15,00 10,00 Base seca

C 20,34 22,88 25,43 27,97 30,51 33,05 35,60 38,14 40,68 43,22 45,77 50,85

H 2,34 2,63 2,92 3,22 3,51 3,80 4,09 4,39 4,68 4,97 5,26 5,85

O 16,65 18,73 20,81 22,89 24,97 27,05 29,13 31,21 33,29 35,37 37,46 41,62

N 0,10 0,11 0,12 0,14 0,15 0,16 0,17 0,19 0,20 0,21 0,22 0,25

S 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 0,03 0,03 0,03 0,03 0,03 0,04 0,04

CENIZA 0,56 0,63 0,70 0,77 0,84 0,91 0,98 1,05 1,12 1,19 1,26 1,40

H2O 60,00 55,00 50,00 45,00 40,00 35,00 30,00 25,00 20,00 15,00 10,00 0,00

TOTAL 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100

PCI (kcal/kg) 1463 1718 1974 2229 2484 2740 2995 3251 3506 3761 4017 4527

PCS (kcal/kg) 1933 2175 2416 2658 2900 3141 3383 3625 3866 4108 4349 4833

Cogeneración de energía termoeléctrica

Una gran importancia diferencial de las industrias termoeléctricas (de cogeneración) en relación las eléctricas es el factor de poder ser construidas donde exista una alta demanda por energía y la oferta no es compatible, proporcionando, de esta forma, la economía del costo de las líneas de transmisión. Además del pedido ambiental, también existen ganancias económicas.

Intereses de las indústrias porla cogeneración puede ser explicado de la

siguiente manera:- Disminución de los problemas ambientales recurrentes del gran volumen de residuos generados por el procesamiento de la madera;Suplemento de energía eléctrica propia, o sea, auto-suficiencia de energía eléctrica integral o parcial (durante los horarios de mayor demanda -picos);- Posibilidad de reducción de costos industriales;posibilidad de producción excedente de energía eléctrica, traduciéndose

en nueva receta para la industria, visión estratégica cuando las posibilidades de ganancia de futuros,

relacionados hacer venta de los créditos de carbono, una vez que el proceso de cogeneración evita la emisión de gases de efecto estufa.

Aplicación de la cogeneración en la industria madereraEn la industria de procesamiento de la madera, el proceso de cogeneración ocurre de la siguiente manera: en una caldera, a partir de la biomasa forestal, genera calor que calienta el agua, transformándola en vapor. Este vapor con alta presión es enviado a una turbina, que genera energía mecánica. Esta energía es transmitida a un generador y transformada en energía eléctrica.Después de la turbina, el vapor (aún caliente) es aprovechado en radiadores, transmitiendo energía térmica a algún sistema de secado de madera o donde sea necesario el calor (ej: calentamiento de equipos como prensas en la industria de chapas de compensado). (figura 03)El gran beneficio de la cogeneración es que el consumidor tendrá la economía del combustible que necesitaría para producir el calor del proceso. La eficiencia energética es, de esta forma, más elevada.En términos de comparación, una usina produciendo apenas electricidad posee eficiencia de cerca de 32%; por otro lado, una usina de cogeneración, usando la misma cantidad de combustible (biomasa) puede aproximarse a los 80% de eficiencia.

Ventajas de la cogeneración

El uso de la madera para generación de energía trae algunas ventajas, tomando como base la relación con combustibles ha base de petróleo: - Bajo costo de adquisición;- No emite dióxido de enxofre;- Menor agresión de las cenizas al medio ambiente;- Utilización de recurso natural y renovable;- Menor riesgo ambiental;- Menor corrosión de los equipos (Calderas, Hornos);- Emisiones no contribuyen para el efecto estufa (a cada MWh de energía consumida, oriunda de biomasa de madera, se evita la emisión de 43 Kg de dióxido de carbono para la atmosfera);- Reducción en el volumen de residuo del proceso industrial (aserrín, viruta, corteza).

Implantación del sistema de cogeneraciónEn la implantación de una usina de cogeneración debe ser previamente considerados y verificados os incentivos existentes y eventuales créditos relativos a los mecanismos de desarrollo limpio. Energía barata y abundante han sido el factor importante para levantar el crecimiento económico de los países, de esta forma, un aumento de la oferta de energía y diversificación de las fuentes de generación están llevando a Brasil a crear incentivos para la generación de energía de la biomasa.Es fundamental la verificación de las inversiones necesarias la implantación, como los costos de generación de electricidad, comparados con la tarifa vigente. Como en cualesquier investimento, se debe analizar opciones y desenvolver un proyecto optimizado.

Consideraciones finales

La cogeneración además de reforzar a la empresa, del punto de vista económico y financiero, agrega valor a un subproducto normalmente despreciado y estimula el desenvolvimiento sustentable de la industria maderera.De esta forma se trata de un proceso de generación de energía más eficiente del que simplemente la generación de energía eléctrica, pues a partir de la cogeneración se generan dos tipos de energía (eléctrica y térmica). En consecuencia inmediata de esta mayor eficiencia y generación descentralizada (a través de unidades menores y más flexibles), se tiene la menor emisión de contaminación, desde que sea utilizado el mismo combustible.La industria maderera representa un sistema de uso energético con significativo costo, por ende sus posibilidades de reducción son muchas y variadas. La cogeneración se presenta como una opción interesante, viable y promisoria para las industrias madereras.

Datos Estatísticos

- PCI de la Chips a 50% H2O = 1.974 kcal/kg

- 1 ton de vapor a 21 bar(g) / 310°C produce en

promedio 167,1 kW (Ejemplo 1);

-1 ton de Chips con 50% H2O produce en

promedio 425 kW (Ejemplo 2);

Exemplo 1

Exemplo 2

Exemplo 3

- PCI de Chips a 50% H2O = 1.974 kcal/kg;

- 10 ton de vapor a 10 bar(g) Saturado para

Proceso del cliente;

- Generación de 1500 kW de energia elétrica

para fabrica;

- Para Generar 1,500kW de energia y 10

ton/h a 10 bar(g) de proceso seria

necessário uma Caldera para generar de

17.268 kg/h de vapor con un consumo

aproximado de combustíble de 6.549 kg/h.

Continuación Ejemplo 3 - Grafico

Continuación Ejemplo 3 – Payback del Investimento

Valor del Investimento Aproximado

Equipo Valor - Aprox.

Caldera U$ 760.000,00

Turbina U$ 630.000,00

Generador U$ 85.000,00

Transporte U$ 100.000,00

Montajem U$ 250.000,00

Civil U$ 100.000,00

Outros U$ 50.000,00

Total U$ 1.975.000,00

Consumo de Energia 1500kW

Valor Pago Aproximado

Tiempo de Retorno

Directo

- No esta siendo descontado el costo del combustíble, tratando el mismo como

resíduo de valor agregado;