EL PLANETA VERDE

Blog sobre cuestiones medioambientales para el CAP 2006/07 de la Universidad de León.

martes, noviembre 07, 2006

Biocombustibles y otras alternativas a la gasolina.

NECESIDAD DE FUENTES ALTERNATIVAS DE ENERGÍA.

Actualmente, la gran demanda energética por parte de la sociedad y de la industria se ha convertido en un gran problema. Esto se puede enfocar desde dos puntos de vista diferentes. Por un lado, existe una alta dependencia de la importación de energía de otros países. Por otro lado, es necesario buscar otros combustibles menos contaminantes que los combustibles fósiles usados tradicionalmente.

En España, el Plan de Energías Renovables plantea el objetivo de que las energías renovables alcancen el 12% del consumo global de energía en 2010. Dentro de ello, se fija la contribución de los biocarburantes o biocombustibles en un 7%.

BIOMASA Y BIOCOMBUSTIBLES.

Desde la antigüedad hasta la Revolución Industrial, el hombre ha utilizado la biomasa para cubrir sus necesidades de calor e iluminación. Es decir, aprovechaba los residuos agrícolas, forestales y domésticos y los utilizaba como combustible. La Revolución Industrial introdujo el carbón para realizar esa función. En cambio, en los países en desarrollo, muchas personas siguen dependiendo actualmente de la transformación directa de la biomasa en energía. Sin embargo, la tecnología actual permite otras aplicaciones de la biomasa.

En su acepción más amplia, la BIOMASA engloba toda la materia orgánica de origen vegetal o animal, incluyendo los materiales procedentes de su transformación natural o artificial. Por tanto, la energía de la biomasa se puede obtener de materiales como:

• Cultivos energéticos. Sobre todo se utilizan especies herbáceas, como el cardo (Cynara cardunculus), pero también especies leñosas, como el chopo o el eucalipto.
• Residuos de diferente tipo:
- Forestales. Proceden de podas, limpiezas y cortas, o el serrín de las empresas madereras.
- Agrícolas. Consisten en restos de podas de cultivos leñosos, paja de cereales, zuros de maíz, residuos de aceituna, cascarilla de arroz, cáscara de frutos secos, etc.
- Ganaderos. Por ejemplo, los purines de los cerdos.
- Lodos de depuración de aguas residuales.
- Emisiones de gas de vertederos controlados (biogás).
• Transformación química o biológica de ciertas especies vegetales o de los aceites domésticos usados para convertirlos en biocombustibles (metanol y etanol) y emplearlos como sustitutos o complementos del gasóleo y de la gasolina.

La energía de todos los tipos de biomasa proviene de la fotosíntesis vegetal. En ella se utiliza la energía del sol para transformar sustancias inorgánicas como CO2, agua y otros compuestos inorgánicos simples en sustancias orgánicas.

La gran variedad de materiales que componen la biomasa permite una gran variedad de aplicaciones según el tratamiento usado, por ejemplo: refino, fermentación, pirólisis, gasificación, esterificación, etc.

Los tratamientos más importantes son las siguientes:
1. Producción térmica. Se utiliza la biomasa como combustible en los hogares. Se aumenta la eficiencia quemando los llamados “pellets” (madera triturada y compactada). También puede alimentar calderas de calefacción o de usos industriales en secaderos, calderas, u hornos cerámicos.

2. Producción eléctrica. Se utilizan dos técnicas:
• Combustión. Se queman materiales leñosos, paja o cultivos energéticos en parrillas o por el sistema de lechos fluidos, según la materia prima. El proceso consiste en una combustión integrada en un ciclo de vapor. Se pueden obtener rendimientos de hasta el 30%, y potencias de generación eléctrica de hasta 50 MW. La electricidad obtenida puede utilizarse en aplicaciones concretas o volcarse a la red eléctrica.
• Gasificación. La fermentación de determinados materiales produce biogás. Se da por ejemplo con los residuos de vertederos. Se canaliza hasta una central térmica próxima, donde se transforma en energía eléctrica. También puede conectarse a la red general eléctrica.
3. Elaboración de biocombustibles. Éstos pueden ser de dos tipos:
• Biodiesel. Se utiliza como complemento o, en algunos casos, sustituto del gasoil. Se obtiene a partir del aceite de plantas oleaginosas (girasol, colza u otros) y de los aceites alimentarios usados. Estos aceites se esterifican con alcohol y se obtiene también glicerina.
• Bioalcoholes. Se obtienen a partir de materiales azucarados (tubérculos, caña de azúcar, granos de cereal, etc.). Se fermentan extrayéndose etanol. Éste se puede mezclar con gasolina (en forma de ETBE) o sustituto total de la gasolina. Los bioalcoholes también pueden ser empleados para generar electricidad.

Ventajas de la biomasa:
a) Medioambientales:
- Balance neutro en emisiones de CO2.
- No produce emisiones sulfuradas o nitrogenadas, ni apenas partículas sólidas.
- Convierte un residuo en un recurso.
b) Socioeconómicas:
- Disminuye la dependencia externa del abastecimiento de combustibles.
- Favorece el desarrollo del mundo rural y supone una oportunidad para el sector agrícola, ya que se siembra cultivos energéticos.
- Proporciona oportunidades de negocio a la industria española, favorece la investigación y el desarrollo tecnológicos, e incrementa la competitividad comercial de los productos.

Se pueden definir los BIOCOMBUSTIBLES o BIOCARBURANTES como aquellos combustibles líquidos obtenidos a partir de productos agrícolas o del procesamiento de productos agroindustriales o de residuos orgánicos, es decir, de la biomasa.
Actualmente, la gran mayoría de los vehículos utilizan como combustible la gasolina o el diesel. Ambos proceden del petróleo, que es un combustible fósil y, por tanto, no renovable, depende de las reservas existentes.

COMBUSTIBLES ALTERNATIVOS PARA VEHÍCULOS.

Los principales combustibles que se usan en los vehículos como opción alternativa a los combustibles fósiles son:
1. ETANOL. Es una base alcohólica producida por fermentación y destilación de almidón o de la celulosa previamente convertidos en azúcares simples. Se suele usar para aumentar el octanaje de las gasolinas y mejorar su calidad de emisión. Básicamente se comercializan dos tipos de mezclas de bioetanol y gasolina:
a) E10. Es una mezcla de 10% etanol y 90% gasolina. Se puede usar en cualquier vehículo sin modificar el motor.
b) E85. Es una mezcla de 85% etanol y 15% gasolina. Según la EPAct (Energy Policy Act of 1992) es considerado un combustible alternativo. Solo se puede usar en FFVs (Flexible Fuel Vehicles), es decir, vehículos de combustible flexible.
2. GAS NATURAL. En los vehículos de gas natural se producen emisiones significativamente menos perjudiciales. Se consiguen reducciones de CO del 90% y de partículas y NOx del 50% respecto a los motores diesel.
3. PROPANO. Es un subproducto del procesamiento del gas natural y del refinamiento del crudo. Produce menores emisiones que la gasolina.
4. HIDRÓGENO. Se usa en vehículos con pila de combustible. El hidrógeno y el oxígeno del aire reaccionan en una membrana de intercambio de protones produciendo energía y sin emisiones perjudiciales. También se suele usar mezclado con gas natural.
5. BIODIESEL. Se fabrica a partir de aceites vegetales, grasas animales o grasas recicladas de restaurantes. Es seguro, biodegradable y produce menos contaminantes atmosféricos como CO, hidrocarburos y tóxicos. En los motores convencionales se usa una mezcla de 20% biodiesel y 80% diesel convencional, llamada B20. Para usar biodiesel puro (B100) los motores requieren ciertas modificaciones.
6. METANOL. Ciertos vehículos utilizan una mezcla del 85% metanol y 15% gasolina llamada M85. No es muy común. También el metanol se suele usar para fabricar metil-tributil-éter (MTBE), que se mezcla con gasolina para aumentar el octanaje y crear un combustible más limpio. Su gran inconveniente es que contamina el agua subterránea.
7. COMBUSTIBLES DE LA SERIE P. Se trata de mezclas únicas de gas natural líquido (pentano plus), etanol y metil-tetrahidrofurano (MeTHF). Son limpios, incoloros y de 83-93 octanos. Pueden usarse solos o mezclados con gasolina.
8. ELECTRICIDAD. Se puede usar en vehículos de batería eléctrica y de pila de combustible. En los vehículos eléctricos, la electricidad se almacena en un dispositivo a modo de batería. Se tiene que enchufar a una fuente eléctrica para recargar.

3 Comments:

  • At noviembre 07, 2006 4:51 p. m., Blogger Raquel said…

    He estado leyendo tus artículos. El de los biocombustibles me ha gustado mucho. Tratas un tema de máxima actualidad de una manera sencilla y precisa. ¡Enhorabuena! Sigue así.

     
  • At noviembre 10, 2006 1:30 p. m., Anonymous Pirripipipi said…

    Oh, cuán interesante me parece tu artículo.

     
  • At febrero 27, 2008 8:27 p. m., Anonymous Anónimo said…

    me has ayudado ha hacer un trabajo de tecnologia, muchas gracias.

    por cierto: mucha información y muy resumida, me gusta

     

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