La definición de biomasa y la energía de la biomasa no se aplican en lo más mínimo a los organismos vivos. Para despejar cualquier duda, la Unión Europea ha emitido una definición específica del término, especificando fuentes alternativas de energía renovable. Según estas directrices, la biomasa es un componente biodegradable de productos, desechos y residuos de la producción agrícola, forestal y pesquera. La biomasa también incluye residuos domésticos e industriales biodegradables. La producción de calor y electricidad en Polonia ya no se basa en el carbón, por lo que las fuentes alternativas, incluida la producción de biomasa, están ganando cada vez más popularidad.
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Biomasa como fuente de energía renovable, es decir, energía a partir de biomasa
Energía solar almacenada en biomasa
En el proceso de fotosíntesis, los organismos vegetales acumulan energía solar en la biomasa, que se transmite a los animales en la cadena alimentaria. La energía de la biomasa se puede utilizar convirtiéndola en otras formas. La quema de biomasa o sus productos de descomposición genera calor, que a su vez se puede convertir en electricidad.
Ejemplos típicos de biomasa con fines de tecnología energética son:
- Plantas cultivadas con fines energéticos: colza, maíz, sauce canasta, miscanthus, sakhalin knotweed, mijo y otros.
- Residuos y subproductos de explotaciones agrícolas, forestales y pesqueras.
- Sobras y desechos del procesamiento industrial de la madera.
- Madera vieja y usada del sector forestal, privado o industrial.
- Algas y plantas obtenidas durante el cuidado de cuerpos de agua.
- Residuos biológicos de hogares y plantas industriales.
Los combustibles fósiles como el gas natural, el petróleo crudo o la turba no son recursos biológicos. Aunque fueron creados a partir de biomasa muerta, su desarrollo tomó mucho tiempo.
División de biomasa en diferentes grupos.
Para distinguir mejor entre las diferentes materias primas, la biomasa se puede clasificar según varios criterios. Por tanto, es posible dividir la materia prima en biomasa seca y fresca en función del contenido de agua. En el segundo caso, son plantas frescas con un alto contenido de humedad. Otro criterio es el origen de la biomasa. Puede ser biomasa vegetal o animal o derivado de microorganismos y hongos.
La biomasa de diversos orígenes se utiliza para producir biocombustibles sólidos, líquidos y gaseosos. Los combustibles sólidos se pueden fabricar a partir de cualquier tipo de masa vegetal, utilizando tanto cultivos energéticos como residuos de madera. Los combustibles gaseosos se producen por fermentación de biomasa o pirólisis de madera. Los bioaceites y bioalcoholes se producen a partir de diversas materias primas utilizando diversas tecnologías. Los tipos de biomasa más comunes son:
1. Madera y desperdicios de madera - la madera, que alguna vez fue el recurso energético básico, sigue desempeñando hoy un papel importante en la construcción, el mobiliario y otros sectores de la economía. Suele tener la forma:
- aserrín: un subproducto del corte de madera en los aserraderos, representa aproximadamente el 10% de la materia prima;
- virutas: desechos derivados del torneado, el fresado y otras formas de procesamiento de la madera;
- astillas de madera: madera triturada de pequeño tamaño obtenida durante los cortes de mantenimiento (limpieza tardía) y de las tapas y otros residuos en los claros y aclareos de las clases de mayor edad;
- corteza: un desecho energéticamente valioso, parcialmente procesado durante el procesamiento de la madera en aserrín;
- briquetas - aserrín prensado, astillas o virutas de madera sin la adición de agentes aglutinantes;
- pellet - aserrín y virutas gránulos prensados a alta presión sin la adición de sustancias aglutinantes.
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2. Plantas de crecimiento rápido - los cultivos energéticos se pueden utilizar para la producción de briquetas y pellets, se cultivan en suelos de baja productividad o degradados, sin crear competencia para la agricultura.
3. Residuos y productos agrícolas - los excedentes y los residuos agrícolas se pueden utilizar con fines energéticos.
- paja - para fines energéticos, se utiliza el excedente de paja de todo tipo de cereales, así como la paja de colza, girasol y frijol que no son útiles en la agricultura.
- heno - plantas herbáceas secas, especialmente con muchos tallos leñosos (bajo valor agrícola).
4. Residuos agrícolas - estiércol líquido, el estiércol se utiliza para producir biogás.
5. Residuos de plantas de procesamiento agrícola-alimentos: producción de biogás a partir de residuos de, entre otros, de fábricas de azúcar, cervecerías, mataderos, plantas de producción de piensos, plantas de procesamiento de pescado, etc., permite la eliminación simultánea de residuos. O tal vez también te interese este artículo sobre calderas de biomasa?
De los residuos orgánicos a la energía de la biomasa térmica y eléctrica
Biomasa: fuentes de energía renovables
El almacenamiento de la energía solar de las plantas en sus tejidos permite recuperarla de diversas formas. Por un lado, la biomasa se puede quemar en plantas de calefacción y centrales eléctricas, y la energía térmica obtenida se puede convertir en calor en los apartamentos o electricidad en la red. Por otro lado, existen tecnologías para procesar masa orgánica en biocombustible para impulsar motores de combustión interna.
El almacenamiento de la electricidad generada por la radiación solar o eólica es un problema grave. También es difícil predecir y planificar con precisión la energía de una planta de energía que depende de los caprichos de la naturaleza: las lluvias prolongadas reducen la eficiencia de los paneles fotovoltaicos y el viento débil inmoviliza los parques eólicos. Esto no se aplica a la producción de energía a partir de biomasa, que cuando se acumula en cantidades adecuadas asegura una producción suave y estable.
El aceite vegetal y el bioetanol sustituyen al diésel y la gasolina tradicionales. Las materias primas para su producción son biomasa de plantas energéticas y cereales. El biogás producido a partir de biomasa puede ser un sustituto en vehículos con motores de gas.
Rentabilidad del uso de biomasa con fines energéticos
La biomasa es potencialmente la mayor fuente de energía. En una hectárea de tierra agrícola, es posible recolectar aproximadamente 10 toneladas de biomasa, cuyo valor energético supera el equivalente a 10 toneladas de carbón. A diferencia de la hulla y otros combustibles fósiles, la biomasa no emite una gran cantidad de compuestos de azufre.
En Polonia, la paja de desecho, los lodos de depuradora y los residuos de madera desempeñan un papel importante en la biomasa utilizada con fines energéticos. El principal subproducto de la actividad agrícola es la paja. Parte de la paja se utiliza para forrajes y camas, y también como fertilizante orgánico. El resto se convierte en briquetas y pellets.
La limitación de la energía basada en el uso de biomasa en nuestro país es la dificultad de su disponibilidad. Para poder utilizar los residuos y la biomasa agrícola, es necesario prepararlos y procesarlos adecuadamente. Automatizar el proceso de combustión requiere procesar la materia prima en el granulado apropiado. Sin embargo, la rentabilidad de la compra de materia prima-biomasa y su transformación en calor y electricidad por parte de los productores polacos depende de una política adecuada a todos los niveles: local, nacional e internacional.
Ventajas y desventajas del uso de energía de biomasa
Una gran ventaja de la biomasa son sus diversas posibilidades de aplicación: electricidad, energía térmica, calentamiento de agua sanitaria y también como biocombustible. El uso de la energía de la biomasa depende de las necesidades reales y, por lo tanto, impulsa la demanda. Se trata de fuentes de energía renovable que garantizan una disponibilidad constante con un uso sostenible. Además, las materias primas biológicas crecen con relativa rapidez, por lo que su producción en el mundo puede alcanzar un nivel elevado. Cultivar y cosechar plantas de crecimiento rápido tiene un efecto positivo en el balance de dióxido de carbono. Las plantas se unen y menos de este gas se libera a la atmósfera.
La electricidad generada en Polonia a partir de biomasa puede contribuir a un grupo energético. El clúster energético es una solución que apoya la independencia energética de áreas del país definidas territorialmente. La desventaja de las materias primas biológicas es su producción en un área limitada del mundo. En determinadas condiciones, puede competir con la producción de alimentos.
