¿Qué es la Biomasa?

· Desde 2002, ningún residuo combustible clasificado.

· Desde 2005, sin residuos orgánicos.

La biomasa es un combustible derivado de materia orgánica, como residuos agrícolas y vegetales (p. ej., paja de trigo, cáscara de arroz, bagazo de caña de azúcar), madera y residuos forestales (p. ej., astillas de madera, serrín, pellets de madera) y residuos municipales.

Los residuos agrícolas y forestales, también conocidos como materia prima de biomasa, se utilizan habitualmente para generar bioenergía. La bioenergía es un término utilizado para describir la energía derivada de materiales biológicos y orgánicos, como los residuos forestales o agrícolas.

¿Cómo se convierte la biomasa en energía?

La torrefacción es el método más común para convertir la biomasa en energía, pero existen otros métodos como la pirólisis y la gasificación.

Torrefacción

La Torrefacción, también conocida como Conversión Térmica, es el proceso de deshidratación y estabilización de la materia prima de biomasa antes de quemarla para generar energía. La Torrefacción consiste en aplicar calor a la biomasa húmeda/hidratada a temperaturas que oscilan entre 200°C y 300°C, haciendo que pierda su capacidad de absorber humedad y transformándola en una sustancia seca y oscurecida que se comprime para formar Briquetas.

Las briquetas son un tipo de combustible de madera fabricado a partir de material combustible comprimido.

Las briquetas se convierten en energía mediante combustión directa, en la que el vapor producido durante el proceso de combustión acciona una turbina, que impulsa un generador para producir electricidad. Las briquetas pueden almacenarse fácilmente en ambientes húmedos, lo que las convierte en fuentes de energía populares y convenientes.

El bagazo de caña de azúcar es un ejemplo de residuo agrícola que puede convertirse en energía mediante la torrefacción. Una vez que la caña de azúcar se lleva al molino, se somete al proceso de trituración para extraer el azúcar. Una vez extraído el azúcar de la caña, el residuo que queda se denomina bagazo y se quema para alimentar el ingenio. 

Aunque la torrefacción es el proceso más utilizado, la pirólisis y la gasificación también son opciones viables para convertir la biomasa en energía.

Pirólisis

La pirólisis es el proceso de calentamiento de la materia orgánica a 400° C – 500° C en ausencia de oxígeno libre. La pirólisis de biomasa genera combustibles como carbón vegetal, bioaceite, gasóleo renovable, metano e hidrógeno.

Gasificación

La gasificación consiste en calentar la materia prima de la biomasa a unos 800º C – 900º C con una cantidad controlada de oxígeno, lo que provoca la descomposición de las moléculas y la producción de gas de síntesis. El gas de síntesis también puede transformarse en biocombustibles para el transporte y fertilizantes, y puede quemarse o utilizarse en pilas de combustible si se trata para separar el hidrógeno del gas.

Biomasa forestal

La silvicultura es un sector clave en la producción de biomasa que proporciona valiosas fuentes de energía a la UE. En regiones con abundante materia prima, como Alemania, Suecia y Letonia, está creciendo el uso de biomasa forestal como combustible para la generación de energía eléctrica.

Alemania es el mayor importador de residuos peligrosos de madera y sirve de sumidero para los residuos peligrosos de madera de Europa. Según la Agencia Internacional de la Energía (AIE), la falta de capacidad para tratar los residuos de madera, unida a la constante necesidad de materia prima, puede repercutir en el comercio de residuos peligrosos de madera. Por ejemplo, los Países Bajos carecen de legislación y capacidad para tratar los residuos de madera peligrosos, por lo que se exportan principalmente a Alemania para su eliminación (AIE, 2018).

Hay muchas naciones en las que es más caro eliminar los residuos que comerciar con ellos; en los Países Bajos, Alemania y Suecia, existe un impuesto sobre el vertido de residuos. Este impuesto de vertido también incluye la eliminación de residuos de madera peligrosos (madera tratada químicamente) y no peligrosos. En ocasiones, dependiendo de los residuos que se eliminen, el vertido está totalmente prohibido. Estas limitaciones financieras, según la AIE, obligan a trasladar los residuos de madera peligrosos a través de las fronteras.

Tasa de vertido de la UE

Suecia

Impuesto sobre vertidos en euros/tonelada: 540 SEK/t = 51 euros/t

Plan del impuesto sobre vertidos: Ajustado anualmente

Restricciones al vertido aplicadas:

  • Desde 2002, ningún residuo combustible clasificado.
  • Desde 2005, sin residuos orgánicos.

Países Bajos

Tasa de vertido en euros/tonelada: 33.15 euros/t

Plan de tasas de vertido: Ajustado anualmente

Reino Unido

Tasa de vertido en €/Tonelada: Tipos del 1 de abril de 2022 al 31 de marzo de 2023:

  • 98.60 £/t (tipo normal)
  • 3.15 £/t (tipo inferior)

Plan de fiscalización de los vertederos: Los tipos se ajustan anualmente en función de la inflación y no pueden bajar de 80 £/t hasta 2020.

Fuente: Confederación Europea de Plantas de Transformación de Residuos en Energía

Las astillas de madera están disponibles en varios grados. La astilla reciclada de grado A es favorable porque tiene un valor calorífico más alto que la astilla virgen y es menos cara por tonelada.

Clases de madera

Según la AIE, la legislación y las políticas, que varían de un país de la UE a otro, son el principal motor de la utilización de residuos de madera peligrosos y no peligrosos. La ayuda proporcionada por la legislación y las políticas de un país puede allanar el camino para mejorar la capacidad de gestión de los residuos de madera peligrosos y no peligrosos.

Además, debido a la adopción de una amplia legislación sobre gestión de residuos en 1990, Alemania es uno de los principales importadores de residuos de madera, importando las calidades A, B y C. Suecia es el segundo importador neto de residuos de madera, importando tanto residuos de madera peligrosos como no peligrosos.

A continuación encontrará más información sobre las calidades de la madera:

Fuente: Asociación de Recicladores de Madera

Según Perpetual Energy Ltd. (una empresa energética que desarrolla sistemas de calor y electricidad renovables), el contenido de humedad de las astillas de madera es fundamental. Si el contenido de humedad es demasiado alto, una caldera puede apagarse o proporcionar un valor calorífico de combustión bajo por tonelada de madera. Además, si la temperatura es demasiado baja y la astilla está demasiado seca, se quemará demasiado rápido. Por lo tanto, uno de los factores más importantes que influyen en el funcionamiento de una caldera de biomasa es el suministro constante de astillas de madera de alta calidad con el contenido de humedad adecuado. 

Fuente: The Engineering Toolbox; Brookings

Fuente: Our World in Data

Energía calorífica

En el contexto de la bioenergía, la energía producida a partir de materias primas de biomasa se mide utilizando el valor energético calorífico (KJ/Kg). El calor de combustión, también conocido como valor energético calorífico, es una unidad de medida estándar para el contenido total de energía producido en forma de calor cuando una sustancia se quema completamente con aire/oxígeno.

El valor calorífico neto es significativo porque representa la energía práctica restante tras quemar la biomasa. 

Fuente: Gemco Energy

La energía calorífica producida por los pellets y las astillas de madera varía en función del tipo de madera y es un indicador de su calidad. 

Fuente: Forest Research

Sostenibilidad

La energía de la biomasa, al igual que la eólica y la solar, es una fuente de energía renovable ampliamente disponible que puede ayudar a reducir nuestra dependencia de los combustibles fósiles y nuestra huella de carbono. Sin embargo, si las materias primas de la biomasa no se renuevan tan pronto como se consumen, pueden convertirse en no renovables. Por ejemplo, la tala de árboles para utilizarlos como materia prima de biomasa puede provocar la deforestación si no se sustituyen los árboles. 

Además, existe un error generalizado sobre la viabilidad a largo plazo del uso de biomasa para generar calor y electricidad. Se suele suponer que, como los árboles y las plantas eliminan dióxido de carbono de la atmósfera durante la fotosíntesis, quemarlos para obtener energía debería compensarlo. Sin embargo, no es tan sencillo porque las plantas y los árboles necesitan tiempo para volver a crecer y recuperarse. Si los árboles y las plantas se queman más rápido de lo que se replantan, la energía de la biomasa deja de ser sostenible.

La mayoría de los países comparten esta preocupación por la sostenibilidad y han aplicado o están aplicando leyes y políticas para garantizar que la materia prima de la biomasa se produzca de forma sostenible. Por ejemplo, el Reino Unido, así como la mayoría de los países de la UE, exigen pruebas del cumplimiento de la certificación de sostenibilidad (así como conocimientos de auditoría).

Según el tipo de biomasa, existen varias certificaciones; para la biomasa forestal, está la:

– Iniciativa Forestal Sostenible

– Consejo de Administración Forestal

– Programa para el Reconocimiento de la Certificación Forestal

La biomasa agrícola es una fuente de energía relativamente nueva en comparación con la biomasa forestal o leñosa, por lo que existen menos normativas o certificaciones. No obstante, a medida que la biomasa agrícola se expanda y se convierta en una fuente importante de energía renovable, existirán certificaciones y normativas que regulen el abastecimiento sostenible de residuos agrícolas y los flujos comerciales.