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La biomasa constituye una fuente energética de gran interés, siendo en la actualidad el recurso renovable más utilizado en el planeta, sobre todo en sus formas tradicionales. Ello debe dar paso al desarrollo de técnicas avanzadas que permitan producir energía con elevadas prestaciones, altas eficiencias, bajas emisiones y a un coste competitivo. Algunas de estas tecnologías se encuentran ya en plena fase comercial y otras aún en desarrollo, abarcando una gran variedad de materiasprimas y de procesos que pueden usarse con fines energéticos muy diversos. El texto aporta una visión comprensiva de los métodos de conversión de la biomasa de acuerdo a los materiales empleados, las transformaciones necesarias y los productos energéticos obtenidos: procesos termoquímicos y por vía húmeda, a partir de biomasa primaria, cultivos y residuos, para producir biocombustibles y servicios energéticos de calor, electricidad y trabajo mecánico. Los autores son académicos, investigadores o profesionales expertos en cada uno de los capítulos, donde se analizan con detalle los componentes tecnológicos clave de los procesos,junto a otros aspectos relevantes: económicos, ambientales e institucionales. Por todo ello, la obra constituye una aportación de indudable interés en idioma español para introducirse, actualizarse oespecializarse en un campo tan prometedor como es la biomasa energética, sus tecnologías, productos y aplicaciones.
A Definiciones y generalidades. 1 Compuestos orgánicos producidos por la Naturaleza.- 1.1 Producción directa de biomasa.- 1.2 Producción indirecta de biomasa.- 1.3 El carbono fósil.- 1.4 Productos intermedios. 2 Definiciones reglamentarias de la biomasa.- 2.1 Reglamentación de la Unión Europea.- 2.2 Reglamentación francesa.- 2.3 Precisiones de las Naciones Unidas.- 2.4 Legislación y normativa española. 3 Definiciones normativas de la biomasa. 4 Algunas consideraciones energéticas sobre la biomasa como fuente de energía.- Principio de las unidades de producción de biocarburante.- 4.2 La eficiencia energética hidrocarbonada. B Fuentes de biomasa. 5 Cultivos dedicados a la producción de energía.- 5.1 Cultivos agrícolas.- 5.2 Madera y bosques.- 5.3 Plantas acuáticas y algas.- 5.4 Plantas invasoras. 6 Biomasa de residuos agroforestales.- 6.1 Agricultura.- 6.2 Bosques. 7. Biomasa de residuos diversos.- 7.1 Residuos fermentables de origen doméstico.- 7.2 Lodos de depuradora (EDAR).- 7.3 Licores negros.- 7.4 Residuos de industrias agroalimentarias.- 7.5 Residuos verdes.- 7.6 Residuos de calles y mercados.- 7.7 Residuos de envases y embalajes de madera.- 7.8 Madera de construcción y de demolición.- 7.9 Residuos de las industrias de transformación de la madera. C Métodos de transformación de la biomasa en energías. 8. La combustión.- 8.1 Calderas y hogares.- 8.2 Motores y turbinas. 9. Gasificación.- 9.1 Principio.- 9.2 Empleo de la gasificación en tratamiento de la biomasa.- 9.3 Tecnologías de gasificación. 10. Pirólisis.- 10.1 Principio.- 10.2 Uso de la pirólisis en tratamiento de la biomasa.- 10.3 Tecnologías de pirólisis. 11. Torrefacción.- 11.1 Principio.- 11.2 Procedimiento de realización.- 11.3 Costes. 12. Metanización.- 12.1 Metanización y compostaje.- 12.2 Principio de la metanización.- 12.3 Reactores de metanización. 13 Fermentación alcohólica.- 13.1 Principio.- 13.2 Producción industrial de etanol en función de las plantas. 14. Biogás de los vertederos. 15. La síntesis Fischer-Tropsch.- 15.1 Antecedentes sobre el proceso.- 15.2 Uso del proceso. 16 La síntesis de metanol.- 16.1 Síntesis química actual.- 16.2 Producción derivada de la biomasa. 17 Transesterificación.- 17.1 Proceso.- 17.2 Aplicación industrial. 18 Producción de gas natural de síntesis. 19 Producción de biohidrógeno.- 19.1 Reformado.- 19.2 Síntesis enzimáticas. D Biocombustibles y biocarburantes. 20. Biocombustibles sólidos.- 20.1 Leña.- 20.2 Plaquetas forestales.- 20.3 Granulados o pellets.- 20.4 Granos cosechados.- 20.5 Cortezas.- 20.6 Aserrín y astillas.- 20.7 Biocombustibles sólidos.- 20.8 Carbón de madera.- 20.9 Paja. 21. Biocombustibles sólidos en propulsión de vehículos.- 21.1 Gas de los bosques.- 21.2 Gasauto. 22. Biocombustibles gaseosos.- 22.1 Biogás.- 22.2 Biohidrógeno.- 22.3 Bio-SNG. 23. Biocarburantes y biocombustibles líquidos.- 23.1 Etanol y ETBE.- 23.2 Metanol y MTBE.- 23.3 Butanol.- 23.4. Aceites.- 23.5 Ésteres metílicos de ácidos grasos (EMAG) o ésteres metílicos de aceites vegetales (EMAV) o Diéster.- 23.6 Dimetiléter o DME.- 23.7 Pirolizados o aceites brutos de pirólisis.- 23.8 Licores negros. 24. Rendimiento comparado de los biocarburantes. E Situación de la biomasa como fuente de energía: la biomasa- energía. 25. Una reglamentación favorable.- 25.1 Producción de calor.- 25.2 Generación de electricidad.- 25.3 Producción de biocarburantes.- 25.4 Ayudas a la agricultura.- 25.5 Amortizaciones.- 25.6 Eliminación de los residuos procedentes del uso de la biomasa.- 25.7 Aspectos sanitarios de la utilización de la biomasa animal. 26. Impacto de la biomasa energía sobre la biomasa no energía.- 26.1 Biomasa y consumo de agua.- 26.2 Biomasa y producción alimentaria.- 26.3 Biomasa y materiales.- 26.4 Retorno al suelo de la materia orgánica.- 26.5 Cuidados de cultivo. 27. Aspectos negativos de la biomasa-energía.- 27.1 Reducción de la producción de gases con efecto invernadero, contestada.- 27.2 Reducción de la superficie forestal.- 27.3 Efecto de las prácticas agrícolas o forestales intensivas.- 7.4 Traslados de larga distancia de la biomasa. 28 Aspectos positivos de la biomasa-energía.- 28.1 Una nueva energía renovable disponible.- 28.2 Un combustible poco peligroso.- 28.3 Una mejora de la situación de los agricultores.- 28.4 Menor consumo de otras fuentes de energía.- 28.5 Reducción de la producción de gases con efecto invernadero.- 28.6 Un medio de tratamiento de la contaminación.
Este volumen profundiza en el concepto de energía renovable y en la idea de si cualquier energía es buena con independencia del coste económico asociado a la generación de cada MW (megavatio).
El presente manual tiene como objetivo facilitar al lector la comprensión de los diferentes tipos de biomasas existentes y tecnologías aplicables, todo ello enfocado a la producción de energía por medio de fuentes renovables. Se debe tener en cuenta que, en el ámbito de la Comunidad Europea y en lo que se refiere al suministro conjunto de calor y de energía eléctrica, la biomasa supera en la actualidad a la suma global de todo el resto de las energías renovables. A través de los diferentes capítulos del manual, el lector puede adquirir el conocimiento y las competencias necesarias que le permitirán comprender el papel esencial de la biomasa en la transición energética y en el cumplimiento de los planes y legislaciones nacionales y europeas referidas a la descarbonización y cambio climático. La obra tiene como objetivo explicar de manera clara y sen-cilla las diferentes tecnologías, equipos y procesos que se utilizan para la generación de energía con biomasa. Todo ello con la intención de poder dirigirse tanto a un lector especializado como para aquel que quiere iniciarse en un tema de gran presente y futuro como es la biomasa.
El cambio climático está generando información de forma permanente. Este volumen reúne las propuestas de un puñado de científicos y expertos para conocer, entender y, desde este concepto, plantear soluciones y alternativas.
Biomasa y bioenergía. Combustibles residuales. Valorización de residuos. Combustibles líquidos a partir de biomasa. Los biogases. La eficiencia de las transformaciones energéticas en la biomasa. Las microalgas y los carburantes del futuro. Biotecnología y sistemas avanzados de ahorro de energía. Noción de biorrefinería.
• Entender el concepto de “biomasa” en el contexto energético, su alcance, así como su impacto en términos energéticos, medioambientales y socioeconómicos. • Identificar los principales recursos de origen biomásico existentes: origen, proceso generador, usos actuales y/o destinos principales, costes de generación y/o eliminación, etc. • Estudiar los principales procesos de conversión a los que pueden ser sometidos: físicos, biológicos y químicos (bioquímicos y termoquímicos). • Conocer los productos, intermedios y finales obtenidos (sólidos, líquidos y gaseosos), así como las aplicaciones de los mismos (generación eléctrica, usos finales térmicos, producción de biocarburantes para el transporte, generación de frío, trigeneración, …) • Analizar el marco normativo que afecta a la generación de energía con biomasa: usos térmicos, generación eléctrica y producción de biocarburantes para el transporte. • Profundizar en aspectos económicos asociados al aprovechamiento de la biomasa, estudiando la viabilidad de las diferentes aplicaciones, así como diferentes modelos de negocio asociados, como por ejemplo las llamadas Empresas de Servicios Energéticos, ESEs. • Visualizar ejemplos de proyectos e instalaciones reales que permitan al alumno hacer una idea lo más completa y precisa posible de la biomasa como recurso energético renovable. UD1.Introducción a la biomasa como recurso energético 1. Introducción 2. Definiciones de biomasa y principales características 3. Clasificación 4. Principales características de la biomasa residual 5. Orígenes y principales destinos y aplicaciones 6. Ventajas e inconvenientes de su utilización 7. Costes asociados 8. Potencial existente UD2.Principales tecnologías de conversión de la biomasa 1.Físicos 1.1.Fragmentación mecánica 1.2.Secado 1.2.1.Natural 12.2.Forzado 1.3.Densificado 1.3.1.Empacado 1.3.2.Peletizado y briquetado 1.3.3.Torrefacción 2.Químicos: 2.1.Termoquímicos: 2.1.1.Combustión 2.1.2.Gasificación 2.1.3.Pirólisis 2.2.Biológicos: 2.2.1.Digestión anaeróbica 2.2.2.Compostaje 2.3.Bioquímicos: 2.3.1.Fermentación alcohólica: producción de bioetanol 2.3.2.Transesterificación: producción de biodiésel 2.4.Desgasificación de vertederos UD3.Tipología de proyectos de aprovechamiento de biomasa residual 1. Introducción 2. Producción de biocombustibles sólidos (CCF) 3. Plantas de producción de pellets 4. Tratamiento de hueso de aceituna de almazara 5. Instalación de sistemas de calefacción con biomasa. Empresas de Servicios Energéticos (ESEs) 5.1. Servicios energéticos 5.2.Ámbito industrial 5.3. Redes de calor o districtheating 6. Plantas de generación de energía eléctrica mediante combustión 7. Plantas de generación de energía eléctrica mediante gasificación 8. Producción de carbón vegetal mediante pirólisis UD4.Aspectos normativos, medioambientales y socioeconómicos asociados a la generación de energía con biomasa 1.Legislación aplicable. 2.Aspectos ambientales. 3.Impacto socioeconómico. 4.Reducciones de CO2. UD5.Energía hidráulica y centrales hidroeléctricas 1. Introducción 2. Antecedentes históricos 3. La energía hidroeléctrica en el mundo 3.1. Recursos y potencial hidroeléctrico en España. 4. Definiciones y clasificaciones de las centrales hidroeléctricas. 4.1. Definición de central hidroeléctrica 4.2. Clasificaciones de las centrales hidroeléctricas. 4.3. Configuraciones de las centrales hidroeléctricas. UD6.El recurso hídrico y su potencial 1. Introducción 2. Registro de datos hidrológicos 3. Métodos de medida del caudal 3.1. Método de medida del área transversal y de la velocidad media 3.2. Medida del caudal mediante el uso de un aliviadero 4. Presión del agua o salto 4.1. Pérdidas de carga 5. Potencia instalada y energía generada UD7.Analisis de viabilidad financiera de una minicentral hidroeléctrica 1. Metodología de trabajo 2. Inversión Inicial 2.1. Obra civil 3. Equipamiento Electromecánico 3.1. Protecciones, regulación y control 3.2. Conexión a la red eléctrica 3.3. Coste de la línea eléctrica 3.4. Costes unitarios 4. Análisis de rentabilidad 4.1. Ingresos 4.2. Gastos 5. Ratios a tener en cuenta en el análisis de rentabilidad de una instalación minihidráulica 6. Evaluación de la viabilidad económica de un proyecto de minihidráulica 7. Métodos de evaluación de la viabilidad económica
El presente manual tiene como objetivo facilitar al lector la comprensión de los diferentes tipos de biomasas existentes y tecnologías aplicables, todo ello enfocado a la producción de energía por medio de fuentes renovables. Se debe tener en cuenta que, en el ámbito de la Comunidad Europea y en lo que se refiere al suministro conjunto de calor y de energía eléctrica, la biomasa supera en la actualidad a la suma global de todo el resto de las energías renovables. A través de los diferentes capítulos del manual, el lector puede adquirir el conocimiento y las competencias necesarias que le permitirán comprender el papel esencial de la biomasa en la transición energética y en el cumplimiento de los planes y legislaciones nacionales y europeas referidas a la descarbonización y cambio climático. La obra tiene como objetivo explicar de manera clara y sen-cilla las diferentes tecnologías, equipos y procesos que se utilizan para la generación de energía con biomasa. Todo ello con la intención de poder dirigirse tanto a un lector especializado como para aquel que quiere iniciarse en un tema de gran presente y futuro como es la biomasa.
Based on analysis of the evidence for climate change and the vulnerability of poor people, develops a framework for action and examines the link between consumer and political choices in the North, and impacts in the South on the most vulnerable people on the planet.