Centrales termicas de biomasa
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Planta de energía de biomasa
La biomasa es un material orgánico renovable que proviene de plantas y animales. La biomasa fue la mayor fuente de consumo energético anual de Estados Unidos hasta mediados del siglo XIX. La biomasa sigue siendo un combustible importante en muchos países, especialmente para cocinar y calentar en los países en desarrollo. El uso de combustibles de biomasa para el transporte y la generación de electricidad está aumentando en muchos países desarrollados como medio para evitar las emisiones de dióxido de carbono derivadas del uso de combustibles fósiles. En 2020, la biomasa proporcionó casi 5 cuatrillones de unidades térmicas británicas (Btu) y alrededor del 5% del uso total de energía primaria en Estados Unidos.
La biomasa contiene energía química almacenada procedente del sol. Las plantas producen biomasa mediante la fotosíntesis. La biomasa puede quemarse directamente para obtener calor o convertirse en combustibles líquidos y gaseosos renovables mediante diversos procesos.
La combustión directa es el método más común para convertir la biomasa en energía útil. Toda la biomasa puede quemarse directamente para calentar edificios y agua, para el calor de procesos industriales y para generar electricidad en turbinas de vapor.
Ministerio de energía
Los sistemas de energía de biomasa producen electricidad a partir de la energía química contenida en la materia orgánica. Hay muchos tipos de biomasa adecuados para la producción de energía, como los residuos de madera, los residuos agrícolas, los residuos animales y los cultivos energéticos. El objetivo de la modelización de los recursos de biomasa es cuantificar la disponibilidad, el precio y las propiedades físicas de la materia prima.
Hay tres factores que distinguen la modelización del recurso biomasa de la de los demás recursos renovables. En primer lugar, la cantidad de biomasa disponible depende en gran medida de la acción humana, ya que la materia prima debe ser cosechada, transportada y, en el caso de los cultivos energéticos dedicados, incluso sembrada. Así, aunque la cantidad bruta de biomasa depende de factores naturales como la estación de crecimiento y las lluvias, la intermitencia e imprevisibilidad que caracterizan a los demás recursos renovables no se aplican al recurso de la biomasa. En segundo lugar, la materia prima de la biomasa suele almacenarse fácilmente, lo que reduce aún más la intermitencia y aumenta la flexibilidad. En tercer lugar, la materia prima suele convertirse en un combustible líquido o gaseoso, que puede almacenarse y transportarse. Como consecuencia de estos factores, la modelización de los recursos de biomasa no suele centrarse en la disponibilidad, sino en las propiedades de la materia prima (como el contenido de humedad) y en los costes de suministrarla en una forma utilizable. McKendry ha proporcionado una visión completa de los recursos de biomasa.
Co-combustión de biomasa en centrales de carbón
La biomasa se utiliza para la calefacción de instalaciones, la generación de energía eléctrica y la cogeneración de calor y electricidad. El término biomasa engloba una gran variedad de materiales, como la madera de diversas fuentes, los residuos agrícolas y los desechos animales y humanos.
La biomasa puede convertirse en energía eléctrica mediante varios métodos. El más común es la combustión directa de materiales de biomasa, como los residuos agrícolas o los materiales leñosos. Otras opciones son la gasificación, la pirólisis y la digestión anaeróbica. La gasificación produce un gas de síntesis con un contenido energético utilizable al calentar la biomasa con menos oxígeno del necesario para una combustión completa. La pirólisis produce bioaceite al calentar rápidamente la biomasa en ausencia de oxígeno. La digestión anaeróbica produce un gas natural renovable cuando la materia orgánica es descompuesta por bacterias en ausencia de oxígeno.
Los distintos métodos funcionan aposta con diferentes tipos de biomasa. Normalmente, la biomasa leñosa, como las astillas, los pellets y el serrín, se quema o se gasifica para generar electricidad. Los residuos de rastrojo de maíz y paja de trigo se empacan para su combustión o se convierten en gas mediante un digestor anaeróbico. Los residuos muy húmedos, como los animales y los humanos, se convierten en un gas de contenido energético medio en un digestor anaeróbico. Además, la mayoría de los demás tipos de biomasa pueden convertirse en bioaceite mediante pirólisis, que puede utilizarse en calderas y hornos.
Energía de la biomasa
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En Europa se están llevando a cabo varios planes para que los países utilicen las centrales eléctricas de carbón existentes para generar electricidad sin carbón como materia prima. Con el aumento de los precios del carbón, algunas grandes empresas de servicios públicos están repotenciando con biomasa sostenible.
La Unión Europea (UE) se está preparando para generar el 20% de su electricidad en 2020 utilizando únicamente fuentes renovables. Por ello, el cambio de combustible del carbón a la biomasa o el gas natural está permitiendo que algunas centrales eléctricas de la UE sigan abiertas y generen energía de forma rentable a pesar de los límites de emisiones cada vez más estrictos. Otra de las principales presiones que impulsan el cambio de combustible es el mercado europeo del carbono, que mueve 38.000 millones de dólares al año. Ahora, una década después de que se promulgara esta política, por fin está surtiendo efecto en la generación regional, ya que más centrales se decantan por la biomasa. Según las normas de la UE, la biomasa se considera neutra en cuanto a emisiones de carbono, y un número cada vez mayor de grandes quemadores de carbón la consideran una opción viable.
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