En un mundo que busca alternativas a los combustibles tradicionales, la biomasa ha emergido como una fuente clave de energía renovable. Los seres vivos generamos material orgánico a diario, pero ¿y si pudiera aprovecharse para producir energía y esta, además, fuera renovable? El cambio climático, como uno de los mayores desafíos globales, ha llevado a priorizar soluciones energéticas que reduzcan las emisiones de carbono, posicionando a la biomasa como una opción viable. El escenario económico actual, favorable para la explotación de plantas de biomasa, también juega un papel crucial, al igual que las trabas burocráticas que enfrentan otras energías renovables, lo que ha permitido a la biomasa ganar terreno en su implementación.
¿Qué es la Bioenergía?
La bioenergía es un tipo de energía renovable que se obtiene a partir de materiales orgánicos de origen vegetal o animal, conocidos como biomasa. Se trata de todo material orgánico procedente de plantas y animales. Esta biomasa puede estar constituida por residuos agrícolas, forestales, excrementos animales, residuos urbanos orgánicos e incluso cultivos específicos destinados a la producción energética. La manera en que se usa o utiliza de forma energética es esencial para conocer qué es la biomasa y el potencial que tiene como fuente sostenible frente a los combustibles fósiles. Lo más importante de la bioenergía es que proviene de recursos que se regeneran de manera natural, lo que la distingue de los combustibles fósiles como el petróleo, el gas o el carbón.La biomasa se erige como uno de los pilares de la economía circular gracias al aprovechamiento de lo que antaño se consideraban meros desperdicios, que ahora se pueden utilizar como recursos energéticos renovables. La economía circular es uno de nuestros pilares estratégicos para agilizar la transición energética y alcanzar el objetivo de convertirnos en una empresa con cero emisiones netas en 2050.
Tipos de Biomasa
La biomasa es una fuente de energía renovable que se clasifica en tres tipos principales según su origen y características:
- Biomasa Natural: Aquella que se genera en los ecosistemas naturales sin intervención del ser humano.
- Biomasa Residual: Aquella que procede de los residuos generados por actividades agrícolas o ganaderas. Se trata de los residuos orgánicos producidos a partir de la actividad del hombre. Por ejemplo, los residuos sólidos urbanos (RSU) o los que proceden de las actividades agrícolas, ganaderas o industriales.
- Biomasa Producida: Aquella que se produce a partir de actividades del ser humano, como las industrias agrícola, ganadera, maderera o agroalimentaria.
Además, la biomasa se puede clasificar según su contenido de humedad en:
- Biomasa seca
- Biomasa húmeda
Formas de Utilización Energética de la Biomasa
La biomasa se puede utilizar de diversas formas para generar energía:
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- Uso Térmico: Produce calor y agua caliente para uso sanitario, pero también, aunque de forma menos común, es posible revertir el proceso para producir frío. Estos artefactos se emplean para producir calor a partir de la combustión de residuos agrícolas y forestales. Las calderas de biomasa se utilizan principalmente para general calor para climatizar viviendas, mediante el uso de radiadores, suelo radiante o el aire.
- Uso Eléctrico: La biomasa se quema en una caldera. La combustión calienta el agua que circula a través de las tuberías situadas en las paredes de la caldera y se convierte en vapor. Este mueve una turbina conectada a un generador que produce la electricidad.
Derivados de la Bioenergía
En este artículo vamos a conocer los 3 grandes derivados de la bioenergía; la biomasa, los biocombustibles y el biogás.
Biomasa: Entendemos como biomasa el recurso energético procedente de residuos que pueden ser agrícolas, alimentarios, forestales o de la industria ganadera. La biomasa procedente de la madera, en forma de pellets, leña o serrín, sigue siendo una de las fuentes más empleadas y tiene un papel protagonista en sociedades aún no desarrolladas a nivel tecnológico, dada la facilidad para tratar con esta materia y usarla para producir calor y electricidad. El material más utilizado en la producción de bioenergía es la madera, ya sea en forma de pellets, astillas, briquetas, serrín o leña; gracias a la combustión de estos materiales orgánicos, podemos obtener calor, combustibles y electricidad.
Biocombustibles: A partir de la biomasa se pueden obtener biocombustibles que, como su propio nombre indica, sustituyen a los combustibles tradicionales por características y propiedades, pero habiendo sido generados a partir de materia orgánica. El sector que más se aprovecha de estos combustibles “verdes” o sintéticos es el del transporte, tanto marítimo como de aviación. Este último ha sido protagonista de la firma de numerosos convenios entre empresas energéticas y aerolíneas para comenzar pruebas de vuelos que empleen estos biocombustibles. De igual modo que con la biomasa tradicional, a partir de residuos agrícolas y/o ganaderos se producen los combustibles sintéticos, que pueden clasificarse como de primera o segunda generación. Los de primera generación son aquellos que se han generado a través de residuos agrícolas o cultivos, como el aceite, por ejemplo. Por otro lado, los de segunda generación proceden de residuos de industrias, de la actividad humana e incluso de plantas acuáticas como las algas. Tanto unos como otros, los biocombustibles han llegado al sector energético para sustituir, de manera progresiva, el uso de combustibles refinados y derivados del petróleo y del gas natural. De este modo, el sector transporte puede descarbonizarse sin ver reducida su actividad.
- Biocombustibles de segunda generación: Proceden de los residuos de los cultivos, las industrias alimentarias, los residuos urbanos y los obtenidos a partir de cultivos agroforestales no destinados a la alimentación. También pueden extraerse de plantas acuáticas y algas cuyo contenido en aceite es superior al 50%.
Biogás: El biogás se obtiene a partir de los residuos ganaderos y agroindustriales, los lodos de estaciones depuradoras de aguas residuales urbanas (EDAR) y la de descomposición de los residuos sólidos urbanos (RSU). Se trata de un gas compuesto, principalmente, por metano (CH4) y dióxido de carbono (CO2). Dependiendo de la composición de la materia orgánica que lo produce, la proporción de CH4 y CO2 es diferente entre distintos tipos de biogás. De él también se obtiene biometano, un gas renovable que puede emplearse en distintos sectores económicos, especialmente en la movilidad, así como en la generación de energía. El proceso de obtención de biogás se origina en los digestores, equipos donde la ausencia de oxígeno descompone la materia orgánica creando la composición de metano y dióxido de carbono. El biogás es el único recurso renovable capaz de emplearse para cualquiera de las grandes aplicaciones energéticas; la electricidad, el calor o como carburante.
¿Cómo se Produce la Bioenergía?
El proceso de producción de bioenergía depende del tipo de biomasa utilizada y del resultado energético que se desea obtener -calor, electricidad o biocombustible-. La biomasa contiene energía química almacenada que originalmente provenía del sol. A través de la fotosíntesis, las plantas convierten la luz solar, el CO₂, y el agua en materia orgánica. Cuando usamos esa biomasa como combustible, estamos liberando la energía del sol que las plantas almacenaron. Hay algunas formas clave en que ocurre esta conversión:
Combustión Directa: Es la forma más tradicional y simple. La biomasa se quema en una caldera. La combustión calienta el agua que circula a través de las tuberías situadas en las paredes de la caldera y se convierte en vapor. Este mueve una turbina conectada a un generador que produce la electricidad. Consiste en quemar biomasa sólida -como madera o residuos agrícolas- para generar calor. Este calor puede calentar directamente edificios o generar vapor para hacer girar turbinas para obtener electricidad. Se utiliza en calderas de biomasa, centrales eléctricas y sistemas combinados de calor y energía (CHP) que suministran tanto calor como electricidad.
Gasificación: La conversión termoquímica implica calentar la biomasa en ambientes con bajo contenido de oxígeno para producir combustibles.
Pirólisis: La pirólisis crea bio-aceite, gas de síntesis y carbón vegetal, mientras que la gasificación produce gas de síntesis (monóxido de carbono e hidrógeno), que puede generar electricidad o convertirse en combustibles líquidos como el diésel renovable utilizando el proceso de Fischer-Tropsch). Estos métodos permiten productos energéticos más flexibles que la quema directa.
Fermentación: A partir de materiales ricos en azúcares o almidones -como maíz o caña de azúcar-, se produce bioetanol mediante procesos fermentativos. La conversión bioquímica utiliza microbios para descomponer la materia orgánica. En la digestión anaeróbica, las bacterias producen biogás (principalmente metano) a partir de materiales como estiércol o residuos de alimentos. La fermentación convierte los azúcares de las plantas en etanol. Ambos procesos crean combustibles renovables que pueden reemplazar las fuentes fósiles.
En todos los métodos, el objetivo es el mismo: liberar energía de la biomasa para generar electricidad, calor o combustible. Las plantas de biomasa modernas a menudo se parecen a las plantas de carbón, pero utilizan insumos renovables en lugar de combustibles fósiles.
Ventajas de la Bioenergía
La energía de la biomasa ofrece múltiples beneficios. Desde su capacidad para reducir las emisiones de carbono hasta el aprovechamiento de residuos orgánicos, esta alternativa energética contribuye al cuidado del medioambiente y fomenta el desarrollo de la sociedad. La biomasa a menudo surge como una solución de energía limpia prometedora. La energía de biomasa es una de las formas de energía más antiguas utilizadas por la humanidad (piensa en quemar madera para calentarte), pero también es una solución moderna de tecnología limpia. Para los innovadores de tecnología limpia y los profesionales de la industria de la construcción, comprender la biomasa abre oportunidades para reutilizar recursos, reducir emisiones y tal vez incluso ahorrar costos al convertir los residuos en energía.
Renovable y Sostenible: Es una fuente de energía inagotable, contamina muy poco el medio ambiente y apenas afecta a la capa de ozono. Es una fuente de energía renovable, ya que la energía con la que cuenta procede del Sol y del ciclo de vida, por lo que prácticamente es inagotable porque la biomasa se produce constantemente como consecuencia de las actividades vegetales y animales. Las plantas vuelven a crecer y los residuos se producen constantemente. Si se gestiona adecuadamente, puede ser una fuente de energía neutra en carbono. El nuevo crecimiento de las plantas absorbe el CO₂ liberado al quemar biomasa más antigua.
Reducción de Residuos: Utiliza residuos agrícolas, restos de madera y basura orgánica para producir energía. Reduce el uso de vertederos y las emisiones de metano de la descomposición de residuos. Convierte los residuos en energía: eliminación más limpia y generación de energía en uno. El uso de residuos procedentes de otras actividades, que es lo que llamamos biomasa residual, están contribuyendo al reciclaje y reducción de residuos. La valorización de corrientes de subproductos o residuos de industrias permite cerrar ciclos productivos, favoreciendo la bioeconomía circular, minimizando a su vez los impactos medioambientales negativos y permitiendo un uso mucho más eficiente de los recursos. Por ejemplo, las cenizas se aprovechan como fertilizantes agrícolas.
Seguridad Energética y Empleos Locales: La biomasa a menudo se obtiene localmente (astillas de madera, residuos de cultivos, estiércol). Menos dependencia de combustibles importados. Apoya las economías rurales y crea empleos en la agricultura, la silvicultura y la gestión de residuos. Contribuye con un aumento económico en zonas rurales, así como la generación de nuevos puestos de trabajo. En los pueblos ayuda a mantener la población, ya que crea puestos de trabajo, generando todo tipo de actividades.
Energía Fiable y Almacenable: A diferencia de la energía solar y la eólica, la biomasa puede proporcionar energía constante y bajo demanda. Los combustibles como los pellets o el biogás se pueden almacenar y usar cuando sea necesario. Ideal para la industria, la construcción y como respaldo para las energías renovables intermitentes.
Menor Huella de Carbono (Potencialmente): La biomasa recicla el carbono reciente de la atmósfera. Cuando se obtiene de manera sostenible, puede reducir las emisiones de gases de efecto invernadero. Con BECCS (Bioenergía con Captura y Almacenamiento de Carbono), incluso puede volverse negativa en carbono. Su contaminación en comparación con la quema de combustibles fósiles es menor, por lo que su uso disminuye las emisiones de CO2 teniendo menor impacto en la capa de ozono.
Uso Versátil: Puede producir electricidad, calor, combustibles líquidos (como el biodiésel) y bioquímicos. Útil para alimentar equipos, calentar edificios o fabricar materiales a partir de plantas. Además de la capacidad de generar una energía renovable de manera continua, De Gregorio menciona la capacidad de satisfacer distintos tipos de necesidades energéticas para múltiples sectores, “muchos de ellos de complicada descarbonización”. Se refiere por ejemplo al transporte pesado o el aéreo.
Precio económico: Si se compara con el petróleo o el carbón, se puede considerar a la biomasa como la más económica.
Menor dependencia de los combustibles fósiles: Los expertos lo tienen claro: la biomasa ayuda a reducir la dependencia de los combustibles fósiles, siendo la mayoría de ellos caros de extraer (como el carbón) y más contaminantes.
Poco contaminante: Es una fuente que apenas contamina el medio ambiente, por lo que ayuda a mejorar la calidad del aire y a reducir los efectos del cambio climático. No genera a penas emisiones de partículas sólidas, no contaminantes como nitrogenados o sulfurados.
Fuente de energía renovable y muy abundante: En todo el mundo existe una gran cantidad de madera, residuos o basura orgánica.
Ofrece una nueva oportunidad al sector agrícola: ya que los cultivos energéticos sustituyen a aquellos cultivos que han sido abandonados o que ya no se pueden seguir usando para su actividad inicial, evitándose así la erosión y la degradación del suelo. Existe una gran variedad de tipos de biomasa.
Limpieza de montes.
Desventajas y Desafíos de la Bioenergía
Si bien la biomasa ofrece muchos beneficios como fuente de energía renovable, no está exenta de inconvenientes. Desde preocupaciones ambientales hasta desafíos económicos y logísticos, es importante comprender las limitaciones que conlleva el uso de material orgánico para obtener energía. Es renovable, pero solo si renovamos los recursos. Es más limpia que el carbón, pero no está libre de emisiones. Y es potencialmente baja en carbono, pero no automáticamente, se necesitan buenas prácticas y políticas para hacer de la biomasa una parte verdaderamente sostenible de la mezcla energética.
Mayor coste de producción y menor rendimiento: Tiene un mayor coste de producción y un menor rendimiento que la energía lograda por la quema de los combustibles fósiles. Rendimiento muy elevado. Algunas empresas todavía tienen dudas sobre esta fuente de energía, puesto que temen por el rendimiento de la biomasa.
Poca densidad energética: La biomasa tiene, en general, poca densidad energética. Ocupa mucho espacio para el almacenamiento comparado con la cantidad de energía que puede producir, comparado con otros recursos como el carbón, por ejemplo.
Elevados costes de instalación: Las instalaciones de biomasa tienen un elevado CAPEX (costes de instalación), eso hace que en comparación con proyectos de otra tecnología puedan perder interés de inversionistas.
Emisiones contaminantes: Pese a ser considerada una fuente renovable, su uso (en el caso de la quema de biogás, por ejemplo), no está exento de emisiones contaminantes. Es cierto que para aprovechar este tipo de energía renovable de la biomasa que procede de los cultivos energéticos, se debe realizar una combustión, con la consecuencia de que se produzcan emisiones de CO2 hacia la atmósfera y esto podría verse como una desventaja. Sin embargo, en los cultivos energéticos durante el crecimiento de las plantas que se encuentran en ellos, estas captan CO2, así compensándose las emisiones derivados de la combustión. La biomasa no se puede considerar una fuente de energía completamente limpia y sostenible, ya que emite gases a la atmósfera. Podría no resultar ventajosa en términos medioambientales si no se obtiene de manera sostenible y si el área de aprovisionamiento está tan alejada de la instalación que las emisiones derivadas del transporte de la biomasa descompensen el balance de sostenibilidad del proceso de valorización.
Generación de cenizas: Si se apuesta por la biomasa, cabe destacar que la quema de los residuos genera cenizas, algo que incrementa los costes operacionales.
Necesidad de zona de almacenamiento: El espacio que ocupa la biomasa es elevado. No solo por el volumen de la caldera, sino también por los residuos que se deben utilizar para generar energía.
Mantenimiento específico:
Contenido de humedad: A veces, la biomasa presenta contenido de humedad, siendo necesario su secado para poder quemarla.
La Bioenergía en España
En España, el uso de biomasa aún es una asignatura pendiente. “A pesar de ser el tercer país europeo en recursos absolutos de biomasa, nos encontramos a la cola de Europa en consumo de biomasa per cápita, tanto en generación térmica como eléctrica”, comenta De Gregorio. España cuenta con unos recursos biomásicos muy abundantes: “Somos el primer productor mundial de aceite de oliva, el primer productor de ganado porcino de Europa, el mayor viñedo de Europa y uno de los principales exportadores de hortofrutícolas”. Aun así, a la experta no le cabe duda de que la biomasa tiene futuro en el país. “Esta década va a ser determinante para el despegue del sector en España. Necesitamos contribuir de forma decidida y desde todos los ámbitos a grandes retos de la sociedad actual”. Se refiere por ejemplo al reto del cambio climático y al demográfico. También a avanzar en la economía circular y sustituir el carbono “fósil”, no solo de energías y combustibles, sino también de materiales y de compuestos químicos. La biomasa está cada vez más extendida en España, aunque todavía no ha alcanzado una cuota de mercado importante.
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