Energía de la biomasa

La energía de la biomasa es la contenida en la materia orgánica, y ha sido utilizada por el hombre desde los orígenes de la civilización con fines energéticos, así, usaba leña para iluminar su hogar, calentarse y cocinar. Posteriormente fue sustituida por el carbón, al inicio de la Revolución Industrial, y finalmente por el resto de combustibles fósiles como fuente de energía primaria.

Actualmente, la energía de la biomasa se usa para multitud de aplicaciones ya sea directamente como materia prima en estado sólido, o bien por medio de los fluidos resultantes de su tratamiento, ya sean líquidos o gaseosos. En un amplio espectro de instalaciones que abarca desde usos domésticos (por ejemplo, las calderas que en los hogares producen agua caliente y calefacción) hasta usos industriales (por ejemplo, las centrales de ciclo combinado), y en sectores tan dispares como el transporte o la ganadería.

Su principal ventaja frente a otras renovables, es la de suponer una reserva de energía de la que se puede disponer cuando sea necesario, lo que permite así su uso discontinuo.

Aunque para su aprovechamiento la biomasa debe entrar en combustión y consecuentemente emitir CO2 a la atmósfera, se produce en ciclo cerrado y con balance neutro. Esto quiere decir que las mismas especies vegetales que producen el dióxido de carbono al entrar en combustión, son las que posteriormente lo captan para producir nuevos tejidos y todo ello en un plazo muy corto por lo que no da lugar a que ese gas de efecto invernadero se acumule en la atmósfera, al contrario de lo que ocurre si se emplean combustibles fósiles, los cuales además generan otros gases perjudiciales para el medio (NOx, CO, COVs…).

Es ahora el momento de estudiar las principales fuentes de producción de esta energía, así, se conocen fundamentalmente cuatro categorías:

1. Cultivos energéticos: se trata de explotaciones agrícolas donde se cultivan especies especialmente recomendadas para su empleo como combustible, ya sean de porte leñoso (eucaliptos, acacias, chopos, sauces…) o no (cardos, sorgo, colza…). Su cometido es así la producción de energía y en muchos lugares está desplazando a los cultivos tradicionales destinados a alimentación.

2. Residuos agrícolas, forestales y de jardinería: son los resultantes de la retirada del forraje en las explotaciones agrícolas, la poda de árboles y arbustos en jardinería, la gestión del combustible en las masas forestales, etc. La ventaja aquí es doble, se está obteniendo un combustible para su uso energético a la vez que se están evitando riesgos (incendios), reduciendo la producción de residuos o eliminando problemas derivados de su gestión, con lo cual el beneficio es ambiental y económico.

3. Residuos ganaderos: el aprovechamiento energético de estos desechos de origen animal puede asegurar la pervivencia de la actividad agraria, como en el caso anterior, al hacer que el proceso de producción sea económica y ambientalmente sostenible.

4. Residuos orgánicos: es una categoría tipo “cajón de sastre” que incluye los residuos domésticos, los lodos de depuradora, etc. La posibilidad de utilizar estos desechos como fuente energética estarán sujetos a lo que dicte la legislación vigente sobre residuos en cada país.

Una vez mencionadas las fuentes de producción de biomasa más importantes, véanse a continuación los diferentes métodos existentes para laconversión de la biomasa en energía útil:

1. Métodos termoquímicos: En ellos se usa el calor como fuente de transformación de la biomasa, y se utilizan para aprovechar energéticamente la biomasa seca (forraje, paja, madera, etc.). Según el caso puede distinguirse entre:

a. Combustión: es la reacción química que se produce entre el oxígeno y el comburente (material oxidable), por medio de la cual se libera energía. En esta reacción se genera agua y gas carbónico, y se manifiesta por medio de una incandescencia o llama. Se usa generalmente para producir calor que se emplea en fines domésticos o industriales (climatización, fundición, etc.).

b. Pirólisis: se trata de una combustión incompleta de la biomasa en ausencia de oxigeno, se produce a unos 500º C y se utiliza tradicionalmente para producir carbón vegetal. Como consecuencia de la pirólisis se libera a la atmósfera un gas pobre, mezcla de monóxido de carbono (CO), dióxido de carbono (CO2), hidrógeno (H2) e hidrocarburos ligeros; que puede usarse para producir electricidad, en automoción, etc.

c. Gasificación: puede obtenerse una gasificación total mediante una oxidación parcial de los productos no gaseosos de la pirólisis, pero la pirólisis flash es una variante que se caracteriza por elevar la temperatura a 1000º C en menos de un segundo, y tiene la ventaja de asegurar una gasificación casi total de la biomasa.

Los gasógenos son aquellas instalaciones dónde se realizan la pirólisis y la gasificación de la biomasa. Así, ese gas puede utilizarse directamente o también servir de base para la síntesis de un combustible destacado, el metanol, que puede emplearse en motores de gasolina.

2. Métodos biológicos: en esto se obtiene un producto energéticamente aprovechable, a partir de reacciones en las que intervienen de manera necesaria ciertos microorganismos. Los tipos principales son:

a. Fermentación alcohólica: es una técnica que permite obtener alcohol (etanol) a partir de los azúcares (celulosa, almidón…) por medio de esta reacción biológica que se produce en ausencia de oxígeno. Pero la destilación, que permite obtener alcohol etílico prácticamente sin agua, es una operación muy costosa energéticamente hablando, y de ella se hablará más detalladamente en el apartado de dicado a biocombustibles.

b. Fermentación metánica: se trata de una secuencia reactiva en la que produce metano durante la descomposición anaeróbica de ciertos materiales orgánicos. En una primera fase, las bacterias acidófilas producen ácido acético, después las bacterias metanogénicas utilizan este ácido y el dióxido de carbono para generar metano. Permite así transformar biomasa húmeda, incluso con más del 75% de humedad relativa. 

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