Uso de biomasa como alternativa energética en centrales térmicas
¿Es posible considerar la biomasa como una fuente de energía alternativa de interés para reemplazar combustibles fósiles de mayor impacto ambiental? ¿Cómo impactan los avances tecnológicos en la competitividad de la energía de biomasa? ¿Se puede considerar esta estrategia para abastecer las centrales térmicas existentes, regiones con déficit de abastecimiento y con disponibilidad de biomasa, o industrias privadas? En este Lab mostramos elementos para explorar el gran potencial de esta fuente de energía alternativa.
TRES MODELOS DE NEGOCIO
1) La utilización de biomasa como combustible alternativo para las plantas térmicas de generación de energía existentes, con la ventaja que se deriva de poder utilizarse con precios competitivos respecto de las fuentes alternativas y además con una disminución del impacto vinculado con la emisión de gases invernadero, tales como C02 y sus efectos negativos para el cambio climático.
2) La posibilidad de construir planta de generación de energía en base a biomasa para abastecer total o parcialmente el consumo de energía de grandes empresas o conjuntos de empresas, siendo que muchas veces se puede a su vez utilizar los residuos orgánicos -de la misma actividad productiva de las empresas generando así el doble beneficio de la energía y de la disminución de riesgos o impactos ambientales vinculados con los residuos.
3) El desarrollo de plantas de generación de energía de biomasa en regiones alejadas de las principales líneas de transmisión de energía, situación que se presenta en muchas ocasiones en regiones de países extensos y con poca densidad de población, como es el caso de Argentina y muchas otras zonas de América Latina. Para la Argentina esta es una fuente de generación de energía especialmente atractiva frente al escenario de déficit de oferta de electricidad estructural que enfrenta la economía, situación que se volverá aún más relevante frente a escenarios de crecimiento económico en los próximos años.
CULTIVOS PARA ENERGÍA VERSUS CULTIVOS PARA ALIMENTOS
Diferentes usos han sido explorados para la plantación de biomasa conocida también como “Energy Crops” (EC), tomando relevancia en los últimos años como posible alternativa para ser un reemplazo natural de los combustibles fósiles en la generación de energía.
Esta tendencia se vio fortalecida por condiciones de agotamiento de combustibles fósiles, grandes precios de petróleo y calentamiento global como consecuencia de la acumulación de gases de invernadero. Sin embargo, ha traído grandes contradicciones el planteo ético que se presenta al verse a los EC como una competencia por el territorio de cultivo con granos dedicados a la comida, ya que el hambre mundial es el padecimiento más grande de la humanidad.
El bajo costo operativo durante la cosecha y de mantenimiento del suelo, altos rindes por hectárea y el potencial aumento de la demanda, como consecuencia de atracciones políticas, hacen que los EC y sus posibles escenarios sean un tema de desarrollo en BerecoLabs.
Analizamos cuál debería ser el precio y el rinde de la biomasa para que el retorno por hectárea de un campo localizado en las grandes zonas productoras de Argentina sea más atractivo que el cultivo de granos tradicionales como maíz, soja y trigo.
ENERGÍA DE BIOMASA EN ARGENTINA
Frente a un contexto donde la discusión sobre el cambio climático se encuentra presente y el déficit energético resulta un factor pujante y decisivo en el desarrollo de un país y en el bienestar de sus habientes, este Lab busca explorar la posibilidad de combinar las fortalezas del sector agroindustrial de Argentina (en la posición 47/125 según el Índice de Performance Energética) para brindar una solución a dos problemáticas: la mitigación de los gases de efecto invernadero y el abastecimiento energético.
Aún más, dicho desarrollo se ve potenciado por un marco de iniciativas y políticas públicas como PROBIOMASA - Proyecto para la promoción de la energía derivada de biomasa -, o la sanción de la Ley 26190 que establece el Régimen de fomento nacional para el uso de fuentes renovables de energía destinada a la producción de energía eléctrica, incluyendo beneficios para la inversión y remuneración adicional en su mercado. En relación a lo anterior se exploran las ventajas, en términos de reducción de CO2 e incremento de la rentabilidad del precio de energía, de un modelo basado en el aprovechamiento de la biomasa como un combustible para la generación de energía eléctrica.
En la Figura 1 se muestra el esquema con principales aspectos a ser estudiados para conocer la viabilidad económica de un proyecto de ésta índole. Estos son:
- El desarrollo de una plantación destinada a proveer biomasa (Cultivo).
- El transporte de la producción.
- Las adaptaciones que deban realizarse en la central para la recepción, manipulación, acondicionamiento y combustión de la biomasa.
Figura 1. Esquema ilustrativo de los aspectos a considerar para definir la factibilidad del proyecto.
La utilización de biomasa posee tres alcances definidos que se establecieron previamente. En primer lugar, su utilización para generar energía eléctrica a partir de residuos y su reciclaje, por ejemplo, la utilización de los desechos de las cañas de azúcar para abastecer a los ingenios. En segundo lugar, un modelo en el cual se explotan áreas agrícolamente relegadas pero que resultan propicias para el cultivo de pasturas, como el switchgrass, con el fin de sustituir parte de los combustibles fósiles la matriz energética de centrales térmicas que abastecen a clusters de empresas. Por último, existe la posibilidad de generar energía que luego será volcada a una red satélite para abastecer a regiones que se encuentren aisladas.
UNA PROPUESTA PARA LA ZONA LITORAL DEL PARANÁ
Analizando en detalle el segundo modelo mencionado anteriormente, para el caso del litoral argentino, en el delta del Paraná, donde existen tierras que actualmente no son explotadas, resultaría factible explotar switchgrass sin que este modelo productivo resulte en una competencia para la producción agrícola destinada a alimentos. Este cultivo, conocido como pasto varilla, es perenne, de bajo mantenimiento y permite obtener un rendimiento promedio de 15 tn secas por año por hectárea cosechada, lo que equivalente a 6 tn de fuel oil o 238 MMbtu de gas natural.
Figura 2. Proceso de producción de biogás con cogeneración.
Una de las tecnologías más incipientes para la transformación de la biomasa en energía es la gasificación (se obtiene un gas de bajo poder calorífico pero con buenas características de combustión). Éste proceso es altamente eficiente, con un rendimiento entre el 65% y el 85%. Aún más, el uso de biomasa permite reducir las emisiones de CO2 ya que el contenido de carbono liberado a la atmósfera durante su combustión fue previamente adquirido de la misma durante el desarrollo del cultivo, es decir que no se queman reservas sino carbono que ya se encuentra en dicho ciclo, motivo por el cual el balance resulta ser nulo en término de emisiones.
Figura 3. Huella de carbono o emisiones equivalentes de CO2 para el modelo de biogás como sustitución de combustibles fósiles.
Figura 4. Competitividad económica del modelo biogás en términos de unidad de energía.
Además de ser una forma de energía limpia como se muestra en la Figura 4, resulta ser competitiva en términos de costo de energía, incluso en relación a combustibles baratos como el gas natural.
Como conclusión, podemos establecer que además de resultar beneficioso en parámetros ambientales y económicos, éste tipo de proyectos resulta positivo en su impacto social. Esto se debe a que es un modelo basado en la integración regional, mediante la utilización de infraestructura fluvial del delta, que realiza una puesta en valor de los terrenos que se encuentran desaprovechados y que, aún más, mejoraría la calidad de vida de los habitantes de la zona, permitiendo su acceso a la energía, a un ambiente saludable, con incentivo al desarrollo de tecnologías y consecuente generación de puestos de trabajo. En Bereco Labs estamos estudiando esta y otras opciones, que se muestran de gran interés para la utilización inteligente de la biomasa como fuentes de energía alternativa.