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y ENERGÍA

Pamplona, 30 - 31

mayo de 2006

CONTRIBUCIÓN DE LA AGRICULTURA A LA PRODUCCIÓN Y US O SOSTENIBLE DE LA ENERGÍA

AGRICULTURA

USO DE CALDERAS DE BIOMASA EN INVERNADEROS

Energía de la Biomasa

Javier [email protected]

EIE/05/201/SI2.420210

Introducción

Las calderas modernas alimentadas con biomasa son

absolutamente diferentes del tronco de leña ardiendo en una

chimenea o estufa.

Los biocombustibles modernos son pellets, astillas de madera o

residuos agroindustriales (cáscara de almendra, orujo de uva, hueso

de aceituna, pepita de uva, etc…).

Mientras el uso de la leña es común en todo el mundo, el uso de

pellets, astillas u otros biocombustibles en calderas automáticas, que

alcanzan los mejores niveles establecidos actualmente de

rendimiento, emisiones y confort, es una nueva opción todavía en

gran parte desconocida.

Aspectos prácticos importantes

Aspectos importantes desde el punto de vista del consumidor

� ¿En que aplicaciones puedo usar la biomasa?

� ¿Qué biomasas puedo comprar?

� ¿A quien puedo comprarlas?

� ¿A que precio puedo comprarlas?

� ¿Qué biomasa puedo utilizar en mi caldera?

� ¿Qué más necesito a parte de la caldera?

� ¿Cómo funcionan las calderas? ¿Qué tipos hay? ¿Qué ventajas / limitaciones tienen cada tipo?

� ¿Quién me pude suministrar la caldera?

� ¿Cuál es el coste de la caldera?.

� ¿En que casos es rentable?

� ¿Qué coste va atener la energía en comparación con los combustibles fósiles?

� ¿Dónde pongo la caldera? ¿Cuánto ocupa?

� ¿Cómo debe estar diseñado el sistema completo?

� ¿Qué mantenimiento necesita mi caldera?

� ¿Cómo me suministran la biomasa?

Usos térmicos de la biomasa

¿En que aplicaciones puedo usar la biomasa?

La biomasa se pude utilizar en múltiples aplicaciones de generación de calor. Las limitaciones técnicas son menores y la mayor parte de las veces salvables, por lo que en la mayor parte de los casos la viabilidad de la aplicación de biomasa viene determinada por los parámetros que determinan los costes de cada caso.

El factor clave para la viabilidad económica es el número de horas de demanda de calor anuales y la relación entre la demanda media y la demanda máxima.

� Posibles usos térmicos de la biomasa en el sector agricola-ganadero:

� Secaderos� Invernaderos� Calefacción de granjas� Otros casos con alta demanda térmica anual

Ejemplos aplicaciones reales

Deshidratado de alfalfa

� Tipo secadero: rotativo-contacto directo con los humos

� Albacete

� Potencia 8.500.000 kcal/h

� Combustible: orujillo

Fuente: AFAU


Bodega

� Calefacción

� Valladolid

� Potencia 200 kW

� Combustible: � Sarmientos

� Cáscara de piña

� Orujo uva

Fuente: Abasol Norte


Secado del algodón

� Caldera aceite térmico

� Combustible: residuos del desmontado del algodón

� Dos Hermanas (Sevilla)� Potencia 2.000.000 kcal/h

� Coria del Río (Sevilla)� Potencia 5.000.000 kcal/h

Fuente: ERATIC


Secado de maíz: Cooperativas agrícolas

� Tarazona (Zaragoza)� Gallur (Zaragoza)� Alagón (Zaragoza)� Pedrola (Zaragoza)� Sariñena (Huesca)� Montesusín (Huesca)

� Tipo secaderos: secadero vertical-aire caliente

� Combustible: cáscara de almendra, zuro de maíz, orujillo

Fuente: Atlas de biomasa de Aragón


Extractoras de aceite:� Combustible orujillo

� Baeza (Jaen)� 10.000.000 kcal/h� Secadero orujo

• Secadero rotativo- contacto directo con los humos calientes

� La Puebla de Hijar(Teruel)� Caldera vapor: 12 bar/12 t/h

• 5 MWt• Parrilla fija • Acuotubular

� Secadero orujo graso• Secadero rotativo- aire caliente

• Reducción de humedad: 55%� 10%

Fuente: ERATIC y Atlas de biomasa de Aragón


Destilería:

� Cariñena (Zaragoza)

� Combustible: orujo de uva

� Producción de vapor: 7 bar; 3 t/h� Acoutubular

� Parrilla fija

� Secadero orujo de uva� Secadero rotativo- aire caliente

� Reducción de humedad: 55%� 7%

Fuente: Atlas de biomasa de Aragón

Biomasa comercializada como combustible

¿Qué biomasas puedo comprar?:

� Variación de unas zonas a otras. Costes de transporte y demanda local limitan la distribución.

� Algunas biomasas no son adecuadas para pequeñas aplicaciones de generación de calor y no cumplen los requisitos de las calderas pequeñas y medianas (que en estos rangos de potencias se fabrican en serie).

� Algunos ejemplos:

Orujo de uva seco Hueso de aceituna Cascara de almendra

Astillas de madera Pellet de madera Serrín


¿A quien puedo comprarlas?:

� Aunque la disponibilidad de biomasa es abundante, todavía el numero de suministradores es limitado. Nuevas empresas están entrando en el mercado y el número aumenta rápidamente.

� La aparición de los pellets, con alta densidad energética que permite transportarlos grandes distancias, ha mejorado considerablemente la situación; además, el número de los productores de pellets está creciendo rápidamente.

� En cualquier caso, debe asegurarse el suministro a largo plazo de los biocombustibles, con una calidad acorde con los requisitos de la caldera y a un precio estable, antes de la instalación de un sistema de calefacción con biomasa. Este es el primer paso que debe dar el usuario de biomasa.

� Algunos distribuidores suministran solo “grandes cantidades” (un camión;) lo cual no es adecuado para pequeñas calderas (< ~100 kWt). Los pellets se suministran a granel o también al por menor en sacos de 15-50 kg por lo que son el combustible mas adecuado para pequeños consumidores.


¿A quien puedo comprarlas?:

� Algunos ejemplos de suministradores son los siguientes:

diferentes tiposLas Gabias (Granada) Tel.: 958 58 03 77 CARSAN Biocombustibles, S.L.

diferentes tiposMadrid Tel: 91 413 93 29Combustibles Cabello, SL

diferentes tiposLa Cartuja (Zaragoza) Tel: 976 493 612Bioebro

diferentes tiposValencia Tel: 626 271 805Jose Silva Rodriguez

diferentes tiposPozuelo de Alarcón (Madrid) Tel. 91 715 25 87FACTOR VERDE

diferentes tiposMadrid Tel: 91 701 87 00Compañía General de Carbones, CGC

Pellets de maderaBrion Tel: 981 192 228RESIFOR

Pellets de maderaVigo Tel: 986 262 185ECOFOREST

Pellets de maderaMajadahonda Tel: 91 638 25 96CARYSE

Pellets de maderaVillafranca (Navarra) Tel. 948 84 51 16EMPASA

Tipo de biomasasContactoSuministrador

Precios de la biomasa

¿A que precio puedo comprarlas?� Variaciones importantes por regiones y de un año a a otro.� El precio es muy competitivo con los combustibles fósiles� Existen diferencias significativas de unos combustibles de biomasa a otros en función de las calidades (densidad, poder calorífico, humedad y contenido en cenizas)..

Datos mayo 2006

Fuentes:

CGC,

José Silva,

EMPASA,

SERVIPLAT,

Boletín Estadístico Hidrocarburos,

Oil Bulleting

0

10

20

30

40

50

60

70

Precio combustible

(€/MWh)

Gasoil Fuel Gasnatural

Cascaraalmendra

Hueso deAceituna

Orujos deUva

Astilla Serrín PeletsMadera

Combustible

Especificaciones de la biomasa como combustible

¿Qué biomasa puedo utilizar en mi caldera?

� No todas las biomasas son combustibles iguales y las calderas están diseñadas para un combustible con unas especificaciones determinadas.

� Normalmente las calderas de pequeña potencia admiten un combustible estandarizado según una norma (como por ejemplo los pellets o astillas secas (<30%) y cribadas).

� Por otro lado las calderas de gran potencia se diseñan a medida de un combustible determinado y admiten una variación limitada en las características de éste.

� Es esencial para el adecuado funcionamiento del sistema de calefacción con biomasa que la calidad del combustible se corresponda con los requerimientos de la caldera. Los parámetros más importantes en el combustible son los siguientes:

� Granulometría

� Densidad

� Poder calorífico

� Humedad

� Contenido en cenizas

� Contenido en cloro

� Temperatura fusión cenizas


� Comparados con las astillas de madera (~ 12 €/MWh), los pellets (~30 €/MWh) tienen una densidad energética mayor y necesitan menos volumen de almacenamiento pero, no obstante, su precio es más alto. Por otro lado para calderas de pequeño tamaño (<~100 kW) preparadas para el uso de astillas requieren un combustible de alta calidad (<30% de humedad; 3-16 mm) lo que no siempre se cumple en le caso de las astillas en el mercado.

� Otros recursos son los residuos agrícolas y agroalimentarios que están ampliamente extendidos en nuestro país como el hueso de aceituna (~23 €/MWh), cáscara de almendra (~13 €/MWh), orujo de uva (~11 €/MWh), etc.

� En los casos en que la disponibilidad de espacio para el almacenamiento es pequeña dos aspectos críticos son la densidad y el poder calorífico del combustible. En ese caso los combustibles mas adecuados son los pellets de madera y el hueso de aceituna que tiene mayor PCI y densidad.



� Ejemplos de características de algunas biomasas son las siguientes:

400>3.700~ 0~ 60-70~ 1- 3~ 9-15Cáscara de almendra

700> 4.000< 0,05> 60< 1< 12Pélets de Madera

3501.600-3.300< 0,05> 65< 120-55Serrín (Húmedo)

2501.600-3.300< 0,05> 651-220-55Astilla de Madera

680> 3.800< 0,1> 65< 112-23Hueso de Aceituna

275-300> 3.800< 0,3> 58<4< 12Orujos de Uva Secos

Densidad Media (Kg/m 3)

PCI (Kcal/Kg)

AzufreVolátilesCenizasHumedad

% en base húmeda

TIPO BIOMASA

400>3.700~ 0~ 60-70~ 1- 3~ 9-15Cáscara de almendra

700> 4.000< 0,05> 60< 1< 12Pélets de Madera

3501.600-3.300< 0,05> 65< 120-55Serrín (Húmedo)

2501.600-3.300< 0,05> 651-220-55Astilla de Madera

680> 3.800< 0,1> 65< 112-23Hueso de Aceituna

275-300> 3.800< 0,3> 58<4< 12Orujos de Uva Secos

Densidad Media (Kg/m 3)

PCI (Kcal/Kg)

AzufreVolátilesCenizasHumedad

% en base húmeda

TIPO BIOMASA



� Los fabricantes extranjeros de calderas suelen hacer referencia a las normas de sus respectivos países de origen. Las normas existentes para pellets y astillas limitan (ÖNORM M1735, SS 187120, DIN 51731, CEN/TS 14961) el contenido en humedad y cenizas. estableciendo diferentes calidades:

<65%<55%<40%<30%<20%EuropaCEN/TS 14961

<50%<40%<35%<30%<20%AustriaÖnorm M7133

5ª4ª3ª cat.2ª cat.1ª categoría

Humedad astillas

PaísNorma

-------------<20%<15%<10%EuropaCEN/TS 14961

--------------------<12%AlemaniaDIN 51731

------------------<12%<10%SueciaSS 18 71 20

-------------------------<12%AustriaÖnorm M7135


Humedad pellets

PaísNorma



� Para calderas compactas de pequeño tamaño (<~100 kWt): contenido en humedad < 30% y el contenido en cenizas < 1,5%. En este casolas astillas deben tener una granulometría de 3 - 15 mm (G30; ÖnormM7133)

<10%<6%<3%<1,5%<0.7%EuropaCEN/TS 14961

<5%---------<1%AustriaÖnorm M71333


Cenizas astillasPaísNorma

>6%<6%<3%<1,5%<0.7%EuropaCEN/TS 14961

--------------------<1,5%AlemaniaDIN 51731

----------> 1,5%<1,5%<0.7%SueciaSS 18 71 20

----------< 6%---------<0,5%AustriaÖnorm M7135


Cenizas pelletPaísNorma


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