Energía Biomasa

La biomasa es una energía renovable de alta eficiencia energética. Se puede considerar biomasa toda materia orgánica originada en un proceso biológico, espontáneo o provocado. Por tanto, la energía biomasa es toda materia orgánica originada en un proceso biológico y utilizable como fuente de energía.

El origen de la energía de la biomasa puede ser tanto vegetal o animal y, a su vez, puede haber sido obtenida de manera natural o mediante transformaciones artificiales que se realizan en las centrales de biomasa.

Tal y como se comenta en el punto anterior, la biomasa puede tener diferentes orígenes: origen residual, origen natural, biomasa producida.

Así pues, toda biomasa que no haya sido producida será una biomasa no densificada. Por ejemplo: huesos de aceitunas, astillas, entre otros.

Aunque el material más utilizado es la madera, ya sea en forma de pellets, serrín, astillas o restos, la materia prima de la biomasa está presente en residuos forestales (limpieza de montes), residuos agrícolas (podas de los cultivos), residuos agroalimentarios (subproductos y residuos de procesos de la industria alimentaria y ganadera) y, aunque parezca extraño, en la basura que generamos en las ciudades.

Los pélets de biomasa son un biocombustible estandarizado a nivel internacional.

Se conforman como pequeños cilindros procedentes de virutas molturadas y secas y la compactación de serrines, provenientes de serrerías, de otras industrias, o se producen a partir de astillas y otras biomasas de diversos orígenes, como los agropélets.

En el proceso de peletización no se utilizan productos químicos sino simplemente presión y vapor, aunque es posible encontrar también un porcentaje reducido de aditivos biológicos.

Es importante que el suministrador de pélets indique explícitamente el origen y tipo de biomasa del que están compuestos (puesto existen otros tipos de pélets no aptos para las calderas de biomasa).

Para su uso en la climatización de viviendas y grandes edificios, se recomienda el uso de pélets de madera natural.

Por lo general, un pélet de madera bueno presenta:

• Menos de un 10% de humedad.
• Durabilidad mecánica mayor del 97,5% (Ver proyecto de norma PNE-CEN/TS 15210-1 EX).
• El contenido de finos no pasa del 1% ó 2%.
• Las cenizas y el azufre se sitúan en torno al 0,7% y 0,05%, respectivamente.
• Los aditivos no deben representar más de un 2% en peso en base seca.
• Únicamente son válidos, como compactadores, productos de la biomasa agrícola y forestal que no han sido tratados químicamente.

Una central de biomasa es una instalación industrial diseñada para generar energía eléctrica a partir de recursos biológicos.

Así pues, podemos decir que las centrales de biomasa utilizan fuentes renovables y limpias para la producción de energía eléctrica.

Por otro lado no hemos de olvidar que la biomasa es la única fuente de energía que aporta un balance de CO2 favorable, siempre y cuando la obtención de la biomasa se realice de una forma sostenible y renovable. Y, podemos decir que esto ocurre cuando el consumo del recurso se hace más lentamente que la capacidad de la Tierra para regenerarse.

Los usos de la biomasa son variados y para un gran número de aplicaciones. Estas aplicaciones pueden estar dentro del ámbito doméstico como en al ámbito industrial. A continuación un desglose de los usos más destacados de la energía biomasa:

• Térmica
• Climatización de viviendas
• Distribución de calor a través de distintas canalizaciones
• Generación de calor con fines industriales
• Electricidad
• Distribución de la electricidad hacia la red eléctrica
• Autoconsumo eléctrico
• Distribución de electricidad a zonas rurales y aisladas
• Uso como combustible en centrales eléctricas

Las calderas de biomasa pueden dotar a los edificios de calefacción, o de calefacción y agua caliente sanitaria, y su fiabilidad es equiparable a los sistemas habituales de gas o gasóleo.

La caldera de biomasa es una alternativa limpia a las calderas que consumen combustibles fósiles puesto que utiliza fuentes de energía naturales de fácil regeneración. Entre ellos podemos destacar pellets de madera, huesos de aceituna, residuos forestales, cáscaras de frutos secos, etc.

Las calderas de biomasa pueden ofrecer calefacción o calefacción + ACS (agua caliente sanitaria).

Las calderas de biomasa pueden clasificarse atendiendo al tipo de combustible que admiten y a la clase de tecnología que utilizan.

Según el tipo de combustible, existen tres tipos de calderas de biomasa:

• Calderas específicas de pélets: Suelen ser pequeñas (hasta 40 kW) y altamente eficientes. La razón de ser son su bajo coste, pequeño tamaño y un elevado rendimiento.
• Calderas de biomasa: Su potencia va desde 25 kW a cientos de kW. No admiten varios combustibles simultáneamente,
• Calderas mixtas o multicombustible:Son de potencia media (alrededor de 200 kW) o alta y admiten varios tipos de combustible, como por ejemplo pélets y astillas.

La clasificación en función de su tecnología, las calderas se dividen en cuatro grupos:

• Calderas convencionales adaptadas para biomasa: acostumbran a ser antiguas calderas de carbón adaptadas para poder ser utilizadas con biomasa y su eficiencia es reducida (75-85%). Al no estar diseñadas específicamente para biomasa no disponen de sistemas específicos de mantenimiento y limpieza.
• Calderas estándar de biomasa: las calderas de biomasa diseñadas específicamente para un biocombustible determinado (pélets, astillas, leña,...). Este tipo de calderas alcanzan rendimientos de hasta un 92% y suelen ser automáticas en su sistema de alimentación del combustible y limpieza del intercambiador de calor y de extracción de las cenizas.
• Calderas mixtas: este tipo de calderas de biomasa permiten el uso alternativo de dos combustibles y requieren de un almacenamiento y un sistema de alimentación de la caldera para cada combustible, por lo que el coste de inversión es superior.

El funcionamiento de una caldera de biomasa es muy similar al de cualquier otra tipología de caldera: el calor generado durante la combustión se transmite a un intercambiador de calor mediante un circuito de agua caliente.

Una instalación de energía de biomasa está formada por los siguientes elementos:

• Caldera: una caldera de biomasa es un equipo mecánico compacto e independiente.
• Cámara de combustión: que se alimenta de biocombustible y aire. En su interior se realiza la combustión generando energía térmica.
• Intercambiador: dónde se realiza la transferencia de calor al circuito de agua caliente de la vivienda ( ACS ).
• Silo: dónde se almacena el combustible de biomasa.
• Sistema de limpieza: evita la deposición de cenizas y mantiene la eficiencia del sistema.
• Chimenea: para la salida de humos de la cámara de combustión.
• Sistema hidráulico: encargado de conducir el agua desde el punto donde adquiere el calor hasta su destino.
• Unidad de control: permite regular y optimizar el funcionamiento de la caldera de biomasa.

El mantenimiento de las instalaciones con calderas de biomasa se debe de realizar por medio de una Empresa Autorizada de acuerdo con lo establecido en el RITE y registrada en el Organismo Competente de la Comunidad Autónoma donde se encuentre la instalación.

Aunque todos conocemos las estufas de pellets como una caldera de biomasa, en realidad éste es únicamente un tipo de caldera de biomasa para vivienda o vivienda unifamiliar y uso doméstico.

Así pues de calderas de biomasa podemos encontrar calderas domésticas y calderas industriales.

Mejores calderas de biomasa del mercado

De acuerdo con el RITE, a las calderas de biomasa utilizadas para la producción de calor deben ofrecer un rendimiento mínimo instantáneo del 75%.

Cualquiera de las calderas de biomasa disponibles en el mercado supera el 75% de rendimiento de acuerdo a las especificaciones de los fabricantes, pero es importante verificar el rendimiento si se trata de calderas convencionales de carbón o gasóleo adaptadas para su uso con biomasa, aunque normalmente superan el rendimiento del 75% sin dificultad.

En lo que se refiere a las calderas de biomasa domésticas, los criterios para elegir la mejor caldera de biomasa o pellets podemos resumirlos, principalmente, en los siguientes:

1. Tipo y calidad de combustible con el que se la va a alimentar para conocer las tecnologías (tipos de calderas) disponibles para esa biomasa.
2. Elección de sistemas de alto rendimiento (> 90%) y bajas emisiones.
3. Para una mayor comodidad, son preferibles las calderas de biomasa con un elevado nivel de automatización, reduciendo al mínimo los trabajos de mantenimiento. Las calderas de biomasa con altos niveles de automatización acostumbran a ser más eficientes, aunque su coste es mayor.
4. Son recomendable las calderas de biomasa con sistemas modulantes que permiten una variación continua de la potencia para adecuarla a la demanda existente en cada momento.
5. Del mismo modo, importante valorar que la caldera de biomasa incluya sistemas de telecontrol de los parámetros de la caldera por el mantenedor.
6. Otro factor muy a tener en cuenta es la disponibilidad de un distribuidor y de una empresa instaladora autorizada.
7. El coste del sistema y las ayudas públicas existentes.

Las estufas de biomasa sin salidas de humos, a nivel doméstico, ofrecen grandes y numerosas ventajas. La ventaja principal es que, al no necesitar de una chimenea, podemos ubicarla en cualquier lugar del hogar y son movibles.

Pero, antes de decidirnos a su instalación, hay que tener en cuenta lo siguiente, ya que, por lo general, no vas a poder instalarla ( la normativa en España, tal y como figura en la normativa RITE, no permite la instalación de estufas de pellets o cualquier equipo que cree una combustión sin salida de humos).

La generación eléctrica mediante biomasa está suscitando cada vez mayor interés.

¿Cómo generar energía eléctrica a partir de biomasa?

Tecnicamnete se trata de un proceso sencillo. Para ello la madera (combustible) se emplea para calentar unos conductos llenos de agua convirtiendose en vapos y aumentando la temperatura que hará mover una turbina conectada a un generador eléctrico. La energía cinética de la turbina se transforma en electricidad mediante el generador.

La generación de electricidad y calor por biomasa es una realidad que ya se da en centrales eléctricas europeas que sustituyen el carbón o el gas por la biomasa para obtener energía a través de cogeneración, como por ejemplo: Studtrusp y Avedore en Dinamarca; Drax y Tilburi en Reino Unido; o Alholmens Kraft en Finlandia.

A nivel doméstico, aunque ya existen empresas que están desarrollando y empezando a comercializar, aún esta en una fase muy inicial. Hay que tener en cuenta el tamaño de la caldera de biomasa y el gran deposito de almacenamiento necesario.

Tanto la aerotermia como la biomasa (reconocidas como fuente energética renovable por la Directiva Europea 2009/28/CE) son dos sistemas de climatización basadas en energías limpias y de gran eficiencia energética. Dentro de las energías limpias renovables, la aerotermia y la biomasa son las que destacan por encima del resto debido a sus características, su rendimiento y su eficacia.

Aunque existen grandes diferencias entre ellas, tanto en relación a aspectos de puesta en marcha como de funcionamiento.

En lo que se refiere al mantenimiento, la aerotermia necesita un menor mantenimiento y es más limpio por lo que resulta una apuesta muy rentable mucho más limpio que en el caso de la biomasa.

Tanto la calefacción y el agua caliente sanitaria procedentes de la biomasa se obtienen de la quema de todos estos componentes en calderas especiales, por lo que es necesario un almacenamiento ya que el suministro de materia orgánica debe ser continuo para su correcto funcionamiento.

En lo que se refiere a eficiencia energética, las diferencias entre la aerotermia y la biomasa también existen claras diferencias situando por encima a la aerotermia gracias a su tecnología que utiliza una energía totalmente limpia y gratuita (entre un 70-80%) que es el aire (el resto residual se realiza con electricidad).

La combinación de una caldera de biomasa con un sistema de energía solar térmica es una opción particularmente atractiva que puede suministrar todas las necesidades de calefacción y agua caliente sanitaria de una instalación (como lo puede hacer la aerotermia).

Como sabemos, la energía solar no es constante, por lo que es necesario disponer de un sistema auxiliar de apoyo. Es aquí donde entra la caldera de biomasa.

La sustitución de las calderas convencionales por calderas de biomasa como sistema de apoyo tiene ventajas ecológicas ya que permite reducir la emisión de gases contaminantes, así como la reducción de los costes de climatización y ACS de un edificio o vivienda unifamiliar.

En la epoca estival, la instalación solar puede proporcionar el 100% de la energía demandada y la instalación de biomasa puede permanecer parada, reduciendo sus costes de mantenimiento, sus emisiones y las pérdidas de energía.

En cambio, durante el invierno, el sistema de biomasa se emplea para proporcionar la energía que no puede obtenerse del sol.

En España estas aplicaciones mixtas deben cumplir los siguientes requisitos:

• Consumir prioritariamente la energía solar evitando las pérdidas por acumulación.
• No utilizar un mismo acumulador para la energía solar con la energía auxiliar (biomasa).
• No mezclar nunca el agua caliente sanitaria con el agua para calefacción.