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¿Cómo se distribuye la energía de biomasa?

marzo 18, 2022
¿Cómo se distribuye la energía de biomasa?

Bioenergía

El análisis de la eficiencia energética para diferentes escenarios de utilización de la biomasa ayudaría a tomar decisiones más informadas para el desarrollo de futuros sistemas de transporte basados en la biomasa. Entre los diversos biocombustibles producidos a partir de la biomasa se encuentran el etanol celulósico, el butanol, los ésteres etílicos de ácidos grasos, el metano, el hidrógeno, el metanol, el dimetiléter, el diésel Fischer-Tropsch y la bioelectricidad; los respectivos sistemas de propulsión incluyen los vehículos con motor de combustión interna (ICE), los vehículos eléctricos híbridos basados en ICE de gasolina o diésel, los vehículos de pila de combustible de hidrógeno, los vehículos de pila de combustible de azúcar (SFCV) y los vehículos eléctricos de batería (BEV).

Hemos llevado a cabo un análisis simple, sencillo y transparente de la biomasa a la rueda (BTW) que incluye tres elementos de conversión distintos: la conversión de la biomasa en combustible, el transporte y la distribución del combustible y los respectivos sistemas de propulsión. La eficiencia del BTW es una relación entre la energía cinética de las ruedas de un automóvil y la energía química de la biomasa suministrada justo antes de entrar en las biorrefinerías. Se analizaron hasta 13 escenarios y se compararon con un caso base: etanol de maíz/ICE. Este análisis sugiere que el BEV, cuya electricidad se genera a partir de pilas de combustible estacionarias, y el SFCV, basado en un vehículo de pila de combustible de hidrógeno con un bioreformador de azúcar a hidrógeno a bordo, tendrían las mayores eficiencias de BTW, casi cuatro veces más que el etanol-ICE.

Generador de biomasa

La electricidad se genera en las centrales eléctricas y se desplaza a través de un complejo sistema, a veces llamado red, de subestaciones eléctricas, transformadores y líneas eléctricas que conectan a productores y consumidores de electricidad. La mayoría de las redes locales están interconectadas por motivos de fiabilidad y comerciales, formando redes más grandes y fiables que mejoran la coordinación y planificación del suministro eléctrico.

En Estados Unidos, toda la red eléctrica está formada por cientos de miles de kilómetros de líneas de alta tensión y millones de kilómetros de líneas de baja tensión con transformadores de distribución que conectan miles de centrales eléctricas con cientos de millones de clientes de electricidad en todo el país.

El origen de la electricidad que compran los consumidores varía. Algunas empresas eléctricas generan toda la electricidad que venden utilizando únicamente las centrales eléctricas que poseen. Otras empresas compran la electricidad directamente a otras empresas de servicios públicos, a comercializadores de energía y a productores de energía independientes o a un mercado mayorista organizado por una organización regional de fiabilidad de la transmisión.

Eficiencia de las centrales eléctricas de biomasa

Los sistemas de generación de energía a partir de biomasa distribuida pueden variar en tamaño desde menos de 1 MW hasta 50 MW, dependiendo de la cantidad de combustible de biomasa oportunista, residual o de desecho disponible. A menudo, las restricciones de los vertederos o los costes más elevados estimulan el interés por los sistemas energéticos de biomasa más pequeños. Estos combustibles y materias primas de biomasa de oportunidad pueden incluir subproductos forestales, traviesas de ferrocarril usadas, residuos animales de alta humedad o efluentes líquidos generados en destilerías de etanol y plantas de procesamiento de alimentos. Al utilizar estos materiales de desecho, no sólo se puede generar energía de forma sostenible, sino que se reduce la cantidad de material que necesita ser tratado o procesado antes de su vertido, reduciendo así los costes para los productores.

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La gasificación es una opción para convertir la biomasa en energía de forma bien contenida, utilizando el gas de síntesis resultante en calderas o en un generador con motor de combustión interna. La experiencia del Centro de Investigación de Energía y Medio Ambiente en esta tecnología se remonta a seis décadas en la industria del carbón y al menos a una década con respecto a la gasificación de biomasa a escala distribuida. Desde el punto de vista de la investigación, la gasificación es una buena opción para la conversión de biomasa en energía y la recuperación de subproductos de valor añadido. Mediante la integración de una tecnología de recuperación de biomasa en energía con fuentes de fabricación o de residuos, se puede conseguir una sostenibilidad tanto económica como medioambiental.

Bioenergía y biocombustible

La biomasa es materia orgánica 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.

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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.

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