DEFINICIÓ

S'entén com biomassa total de la matèria viva existent en un moment determinat
a la terra. Des del punt de vista energètic, es considera biomassa la matèria orgànica
d'origen vegetal o animal, obtinguda de manera natural i procedent de les seves
transformacions artificials, de la qual se'n pot extreure energia útil.
Segons el seu origen, la biomassa es pot classificar en : residus agrícoles,
residus forestals, residus energètics i residus sòlids urbans o RSU.

Tipus segons procedència

-Biomassa d’origen agrícola, ramader o forestal : Inclou totes les restes pròpies d’aquests tres sectors primaris com llenya, branques, matolls, purins i altres efluvis agropecuaris, restes vegetals de conreus convencionals i residus de les indústries agrícoles o agroalimentàries.
-Biomassa procedent de cultius energètics: Fa referència a les restes de cultius realitzats amb l’únic objectiu d’obtenir-ne un rendiment energètic, ja sigui com a biomassa sòlida (conreus lignocel·lulósics), o de biocarburants o combustibles líquids ( conreus d’oleaginoses o cereals productors d’etanol).
-Biomassa d’origen associat a la gestió de residus: Inclou la fracció orgànica de residus sòlids urbans, els fangs d’estacions depuradores d’aigües residuals, i el reciclatge d’olis vegetals com a biocombustibles. Malauradament, els processos de recollida selectiva, reciclatge i compostatge encara no s’han estès prou en la nostra societat.

Processos previs de transformació

biomassa.JPG

Métodes ter​mioquímics

Es basen en la utilització de la calor com a font per a la transformació de la biomassa seca.
Hi ha tres tipus de processos depenent en la quantitat d'oxigen durant la transformació:
La combustió: És la occidecció completa de la biomassa per l'oxigen de l'aire, allibera aigua i gas carbònic, i pot servir per a la calefacció domèstica i per a la priducció de calor industrial.
La piròlisi: És la combustió incompleta de la biomassaen absència d'oxigen, a uns 500ºC, s'utilitza per a produir carbó vegetal.
Gasificació: Es sotmet a la biomassa a molt altes temperatures en presència de quantitats limitades d'oxigen, les necessàries per aconseguir així una combustió completa. Segons s'utilitzi aire o oxigen pur, s'obtenen dos productes diferents, en el primer cas s'obté gasogen o gas pobre, aquest gas es pot utilitzar per obtenir electricitat i vapor, en el segon cas, es opera en un gasifica amb oxigen i vapor d' aigua i el que s'obté és gas de síntesi. La importància del gas de síntesi és que pot ser transformat en combustible líquid.

Métodes físics

Estan destinats a preparar la biomassa per a l’ús directe com a combustibles o per a processos bioquímics o termoquímics posteriors. Els més importants són: l’homogeneïtzació o refinament i la densificació.
Homogeneïtzació o refinament: Co nsisteix en l’adequació de la biomassa a unes condicions de granulometria, humitat o composició per mitja de la trituració, l’estellat ge , l’assecatge.
Densificació: Consisteix en la millora de les propietats de la biomassa amb la fabricació de briquetes i pèl·lets per tal d’aconseguir-ne un pes específic més alt i millorar les seves possibilitats d’emmagatzematge i transport.

Métodes biológics

Aquests mètodes són els que utilitzen la fermentació. Dins d'aquest mètode hi ha dues classes, la fermentació alcohòlica i la fermentació metànica.
La fermenració alcohòlica: És una t`cnica utilitzada des de fa molt, en els sucres, que també pot utilitzar-se amb la cel·lulosa i el midó.
La fermentació metànica: És la digestió anaeròbia de la biomassa per bacteris. És idònia per a la transformació de la biomassa humida (més del 75% d'humitat relativa). En els fermentadors, o digestors, la cel lulosa és essencialment la substància que es degrada en un gas, que conté al voltant de 60% de metà i 40% de gas carbònic. El problema principal consisteix en la necessitat d'escalfar l'equip, per mantenir-lo a la temperatura òptima de 30-35 º C. No obstant això, l'ús de digestors és un camí prometedor cap a l'autonomia energètica de les explotacions agrícoles, per recuperació de les dejeccions i llits del bestiar. A més, és una tècnica de gran interès per als països en vies de desenvolupament.

Aplicacions


1. Obtenció d'electricitat i d'aigua calenta

Transformació de la biomassa en combustibles gasosos:
Mitjançant processos bioquímic o termoquímics, que generalment s'utilitzen per alimentar motors alternatius o turbines de gas que accionen el seu corresponent alternador. La majoria de aplicacions per a l'obtenció d'electricitat es realitza plantes de cogeneració, en els quals la biomassa és un subproducte del procés industrial.
-L'energia electrcica que s'obte només la poden utilitzar els perque no hi produeix suficient com per a una població.
-L'energia calenta que s'obte es pot utilitzar per els mateix i per a una població no molt gran mitjançant canonades que arriven fins a les cases.

Combustió de la biomassa en una caldera:Dins de les calderes de la biomassa , les més demandades són les calde
res de petlles. Hi ha també altres, que són polivalents i són anomenades per això policombustibles, per que són capaços de funcionar amb qualsevol combustible sòlid, sempre que el material no superi una mida màxima.


1.1Característiques:
La biomassa són compostos orgànics produïts en processos naturals. Aquests compostos es transporten a la
central de biomassa per a usar-los com a combustibles que es cremen per escalfar aigua. Es produeix vapor a alta pressió que mou una turbina i aquetsa mou el generador que produirà l'energia elèctrica.
D'aquest procès obtenim energia elèctrica i aigua calenta que pot ser utilitzada en els edificis propers.


Les caracterítiques de les central entan en l'imatge.

central-biomasa.png
biomasa.swf :Esta és un animació de la generació de l'electricitat en una central de biomassa . Aqui ens indica els difernts pasos que te que seguir els residus per a la transformació.

gasificacioncentral.gif
incineradora.swf : Esta és una animació de la generació d'electrcicitat en una central inceneradora de residus solids urbans. Aqui ens indica els diferents pasos que té que seguir l'electricitat en una central de residus solids urbans.

2.- Biogàs.

El biogàs ve a ser un gas combustible que es genera en dispositius específics o en mitjans naturals a partir de les diferents reaccions de biodegradació que pateix la matèria orgànica, mitjançant l'acció de microorganismes així com d'altres factors en absència d'aire.

Aquest gas resultant està format per diòxid de carboni (CO2), monòxid de carboni (CO), metà (CH4), i altres gasos encara que en quantitats menors que els anteriors.

Per a què serveix el biogàs?
La producció de biogàs per descomposició sense aire (descomposició anaeròbica) és una manera útil per tractar residus biodegradables, ja que produeix un combustible de valor, i genera un efluent que pot aplicar com a adob genèric o condicionador de sòl.

A més, aquest tipus de gas pot ser utilitzat igualment per produir energia elèctrica mitjançant turbines o plantes generadores de gas, així com estufes, assecadors, forns, calderes o altres sistemes de combustió a gas.

biogassssssssssssss.jpg
Planta biometanització


3. Biocombustibles

Són un conjunt de combustibles líquids, que s'obtenen a partir de diferents transformacions de la biomassa, destinats a substituir els combustibles d'origen fòssil. N'hi ha dos grups: els biodièsel i els bioalcohols.

3.1Biodièsel:

S'obté a partir d'olis vegetals de procedència diferent , ja siguin purs o usats, com els olis utilitzats per cuinar, amb o sense ús previ, mitjançant processos industrials de esterificació i transesterificació, i que s'aplica en la preparació de substituts totals o parcials del gasoil o gasoil obtingut del petroli.

3.2 Bioalcohols:

Els bioalcohols originats a partir de la biomassa só el metanol i l'etanol.
El metanol : s'obtenia per destil-lació de la fusta, però, actualment es produeix a partir de gas natural o de derivats del petroli. El metanol s'utilitza com a additiu per a les gasolines (METBE) i com a carburant per a motors d'altres prestacions (avions, i coptxes de competició). Tot i aixií, la producció de metanol a partir de biomassa està pràcticament en desús.
L'etanol: S'obté a partir de la fermentació aeròbica de materiald orgànics amb elevat contingut de sucres o midons. Les aplicacions de l'etanol en el camp dels biocombustibles són:
-Com a combustible, sol o barrejat amb altres carburants d'origen fòssil: barrejat amb gasoil per a motors dièsel profundament modificats, o barrejat amb gasolina per a motors de gasoloina, amb poques o sense cap modificació.
-Com a additiu (ETBE) per a gasolines sense plom. Aquesta gasolina es pot subminitrar amb un 10% d'ETBE sense problemes per als motors.

El valor energètic

Segons el procés utilitzat per l’aprofitament energètic de la biomassa, es poden distingir dos grans grups:
A) BIOMASSA SECA: Residus forestals, residus agrícoles i residus sòlids urbans.
Són tractats mitjançant processos fisicoquímics, que generalment requereixen altes temperatures i de vegades pressions també superiors a la normal.
Es distingeixen dos processos: la combustió directa i els tractaments termoquímics, que alhora es divideixen en la gasificació i la piròlisi.

B) BIOMASSA HUMIDA: Plantes i algues de conreus energètics, residus ramaders, aigües residuals urbanes o d’indústries orgàniques, i licors residuals. Són tractats mitjançant processos bioquímics, amb temperatures i pressions normals, i amb l’ajut de diferents microorganismes.
Es distingeixen dos processos: la fermentació i la digestió.

Eficàcia energètica

Ús eficient de l'energia.
És imprescindible reduir la dependència de la nostra economia del petroli i dels combustibles fòssils. És una tasca urgent, segons molts dels estudiosos de l'ambient, perquè l'amenaça del canvi climàtic global i altres problemes ambientals són molt serioses i perquè, a mig termini, no podem seguir basant la nostra forma de vida en una font d'energia no renovable que
es va esgotant. A més això ho hem de fer compatible, per un deure elemental de justícia, amb aconseguir l'accés a una vida més digna per a tots els habitants del món.

Per aconseguir aquests objectius són molt importants dues coses:
-D'una banda aprendre a obtenir energia, de forma econòmica i respectuosa amb l'ambient, de les fonts alternatives de les que hem parlat en pàgines anteriors.
-Però més important encara, és aprendre a usar eficientment l'energia. Utilitza eficientment l'energia significa no emprar-la en activitats innecessàries i aconseguir fer les tasques amb el mínim consum d'energia possible.
Desenvolupar tecnologies i sistemes de vida i treball que estalviïn energia és el més important per aconseguir un autèntic desenvolupament, que es pugui trucar sostenible. Per exemple, es pot estalviar energia en els automòbils, tant construint motors més eficients, que utilitzin menys quantitat de combustible per quilòmetre, com amb hàbits de conducció més racionals, com conduir a menys velocitat o sense acceleracions brusques.


Aventatges i Desventatges

Ventatges
-La biomassa és una font renovable d'energia i el seu ús no contribueix a l'escalfament global. De fet, produeix una reducció dels nivells atmosfèrics de diòxid de carboni, com actua com a recipient i el carbó del sòl pot augmentar.
-Els combustibles de biomassa tenen un contingut insignificant de sofre i per tant no contribueixen a les emissions de diòxid de sofre que causen la pluja àcida. -La combustió de la biomassa produeix generalment menys cendra que la combustió del carbó, i la cendra produïda es pot utilitzar com a complement del sòl en granges per reciclar compostos com ara fòsfor i potassi.

- La conversió de residus agrícoles, de la silvicultura, i la brossa sòlida municipal per a la producció energètica és un ús eficaç dels residus que al seu torn redueix significativament el problema de la disposició d'escombraries, particularment en àrees municipals.
-La biomassa és un recurs domèstic, que no està afectat per fluctuacions de preu a nivell mundial o per les incerteses produïdes per les fonts de combustibles importats. En països en vies de desenvolupament en particular, l'ús de biocombustibles líquids, com ara biodièsel i etanol, redueix les pressions econòmiques causades per la importació de productes de petroli.
-Els cultius per a energia perennes (les herbes i els arbres) tenen conseqüències per al medi ambient més baixes que els cultius agrícoles convencionals.

Desventatges
-A naturalesa, la biomassa té relativament baixa densitat d'energia i el seu transport augmenta els costos i redueix la producció energètica neta. La biomassa té una densitat a granel baixa (grans volums són necessaris en comparació amb els combustibles fòssils), el que fa el transport i la seva administració difícils i costosos. La clau per superar aquest inconvenient és a localitzar el procés de conversió d'energia prop d'una font concentrada de biomassa, com ara una serradora, un molí de sucre o un molí de polpa.
-La combustió incompleta de la llenya produeix partícules de matèria orgànica, el monòxid de carboni i altres gasos orgànics. Si s'utilitza la combustió d'alta temperatura, es produeixen els òxids del nitrogen.
En una escala domèstica més petita, l'impacte en la salut de la contaminació atmosfèrica dins d'edificis és un problema significatiu en els països en vies de desenvolupament, on la llenya es crema ineficaçment en focs oberts per cuinar i la calefacció d'ambients.
-Hi ha la possibilitat que l'ús extensiu de boscos naturals causi la tala d'arbres i escassetat localitzada de llenya, amb ramificacions ecològiques i socials serioses. Això està passant actualment al Nepal, parts de l'Índia, Amèrica del Sud ia l'Àfrica sub Sàhara. La conversió de boscos en terres agrícoles i àrees urbanes és una important causa de la tala d'arbres. A més, en molts països asiàtics gran part del combustible de la fusta usat amb propòsits d'energia provenen d'àrees indígenes boscoses.
-Hi ha un conflicte potencial per l'ús dels recursos de la terra i de l'aigua per a la producció d'energia de biomassa i altres aplicacions, com ara producció d'aliments i de fibres. No obstant això, l'ús de tècniques modernes de producció agrícola representa que hi ha prou terra disponible per a totes les aplicacions, fins i tot en regions densament poblades com Europa.
-Altres usos de la biomassa no són completament competitius en aquesta etapa. En la producció d'electricitat per exemple, hi ha forta competència de les noves plantes de gas natural, altament eficients. No obstant això, l'economia de la producció energètica de biomassa està millorant, i la preocupació cada vegada més gran per les emissions de gas d'hivernacle està fent a l'energia de biomassa més atractiva.
-La producció i el procés de la biomassa poden implicar un consum d'energia significativa, tals com a combustible per als vehicles i els fertilitzants agrícoles, donant per resultat un balanç energètic reduït per a l'ús de la biomassa. En el procés de la biomassa es necessiten reduir al mínim el consum de combustibles fòssils, i maximitzen la conversió d'escombraries i recuperació d'energia.
-Sovint hi ha restriccions polítiques i institucionals a l'ús de biomassa, com ara polítiques energètiques, impostos i subsidis que animen l'ús de combustibles fòssils. Els costos de l'energia no reflecteixen sovint els avantatges ambientals de la biomassa o d'altres recursos energètics renovables.

Impacte ambiental

L'interès mediambiental de la biomassa resideix en què, sempre que s'obtingui d'una manera renovable i sostenible, és a dir que el consum no vagi a més velocitat que la capacitat del bosc, la terra, etc. per regenerar, és l'única font d'energia que aporta un balanç de CO2 favorable, de manera que la matèria orgànica és capaç de retenir durant el seu creixement més CO2 del que s'allibera en la seva combustió.

La combustió suposa l'aparició de productes contaminants en major o menor grau, depenent de la naturalesa dels reactius i de les tecnologies utilitzades, amb l'alt risc que aquests productes siguin emesos al medi ambient. D'altra banda, cal tenir en compte que en els diferents processos de transformació de la biomassa en altres substàncies combustibles, també es produeixen substàncies contaminants que s'aboquen al medi ambient. Entre elles, destaquen les partícules, el diòxid i monòxid de carboni, els compostos de sofre, els òxids de nitrogen i els residus sòlids i líquids.

Les partícules que s'obtenen en un procés de combustió són les cendres volants. Actualment, existeixen sistemes i equips amb una tecnologia totalment desenvolupada i coneguda que operen amb uns rendiments molt alts i, per tant, s'aconsegueixen retenir percentatges molt elevats del total de partícules generades. Es tracta de filtres, ciclons i precipitadors electrostàtics, i el seu alt nivell de desenvolupament es deu al seu ús amb altres combustibles, especialment amb el carbó, i en la indústria química.


Localització geogràfica

Els factors que condicionen el consum de biomassa a Europa són:
• Factors geogràfics: a causa de les condicions climàtiques de la regió, les quals indicaran les necessitats de calor que requereixi cada zona, i les quals podran ser cobertes amb biomassa.
• Factors energètics: per la rendibilitat o no de la biomassa com a recurs energètic. Això dependrà dels preus i del mercat energètic en cada moment.
• Disponibilitat del recurs: aquest és el factor que cal estudiar en primer lloc per determinar l'accés i la temporalitat del recurs.


Ús mundial de la biomassa
Si comparem la producció de biomassa a nivell mundial amb altres tipus d'energia, veiem que aquesta les supera de forma espectacular.
biomasa_1.png
Centrant-nos ja a Europa, França, seguida de Suècia i Finlàndia, són els principals països productors d'energia primària a partir de la biomassa.

Producció d'energia primària amb biomassa a la Unió Europea


Dibujo1111111.JPG

Consum de biomassa a Espanya

Dentro de España, Andalucía es la comunidad autónoma con un mayor consumo de biomasa; siendo el ámbito doméstico es sector más importante y destacando el uso de la biomasa para la generación de energía térmica sobre la eléctrica.


Dibujo1.JPG