observatoriobiomasa.es es un sitio web desarrollado por la Asociación Española de Valorización Energética de Biomasa – AVEBIOM - con el fin de facilitar el acceso a datos y estimaciones sobre el sector de la biomasa. Con la finalidad de agrupar información sobre el uso eficiente de la biomasa térmica en España y mostrarla de manera sencilla e intuitiva. La información emplea varias fuentes, publicaciones oficiales y trabajos entre las que podemos mencionar el Observatorio Nacional de Calderas Biomasa y el Indice de Precios de Biocombustibles, ambos elaborados por personal técnico de la asociación, cientos de empresas y entidades colaboradoras que aportan información trimestralmente. Este sitio web se centra en analizar el uso térmico de los biocombustibles sólidos en calderas y estufas con un alto grado de automatización y unos niveles de emisiones menores que equipos de climatización convencionales.
La biomasa en una fuente de energía renovable que no emite CO2 a la atmósfera (el CO2 emitido en la combustión se compensa con el fijado por los árboles mediante la fotosíntesis)
Es el conjunto de la materia orgánica, de origen vegetal o animal, y los materiales que proceden de su transformación natural o artificial. Su origen principal es forestal o agropecuario.
La Norma Europea EN 14588 define la biomasa como "todo material de origen biológico excluyendo aquellos que han sido englobados en formaciones geológicas sufiendo un poceso de mineralización".
La Directiva 2009/28/CE relativa al fomento del uso de la energía procedente de fuentes renovables, define la biomasa como “la fracción biodegradable de los productos, desechos y residuos de origen biológico procedentes de actividades agrarias (incluidas las sustancias de origen vegetal y de origen animal), de la silvicultura y de las industrias conexas, incluidas la pesca y la acuicultura, así como la fracción biodegradable de los residuos industriales y municipales”.
Es decir, la biomasa es un concepto muy amplio que incluye principalmente los restos procedentes de las actividades forestales, agrícolas y ganaderas, los subproductos de las industrias agroalimentarias y de transformación de la madera, y la fracción orgánica de los residuos domésticos e industriales.
A partir de biomasa podemos obtener tres tipos de combustibles: biocombustibles sólidos, biogás y biocarburantes.
El uso energético de la biomasa es lo que consideramos bioenergía, y puede ser para generación térmica, eléctrica y transporte.
Los principales biocombustibles sólidos obtenidos a partir de la biomasa son pellets, astillas de madera y hueso de aceituna. También son biocombustibles otros menos abundantes como las cáscaras de frutos secos, o menos homogéneos y tecnificados como la leña pero igual de importantes.
Las ventajas e inconvenientes que encontramos para los diferentes tipos de biocombustibles son los siguientes:
Las principales ventajas son:
Su desventaja frente a otros biocombustibles, como las astillas de madera o las cáscaras de frutos secos, es que el precio es más elevado
Además de poseer un elevado poder calorífico, otra ventaja destacable es que tienen un precio menor que el pellet.
Y la desventaja, además de tener una cosecha estacional, es que su contenido en cenizas, aunque aceptable, es superior al del pellet, por tanto requiere más mantenimiento.
Su principal ventaja es el atractivo emocional.
Comparando la leña con el resto de biocombustibles los inconvenientes son:
*La comercialización de biocombustibles sólidos está garantizada en el mercado tanto español como europeo. La amplia la oferta de fabricantes y distribuidores ha generado en los últimos años la proliferación de puntos de venta y abastecimiento, lo que quiere decir que hay suministro en cualquier municipio del territorio español.
Las calderas de biomasa funcionan igual que cualquier otra caldera: las calderas de biomasa queman el biocombustible generando una llama que entra en la caldera. El calor generado durante esta combustión es transmitido al circuito de agua en el intercambiador incorporado en la caldera, con lo que se obtiene agua caliente para el sistema de calefacción o ACS (agua caliente sanitaria). En la mayoría de los casos se puede instalar un acumulador, que almacenará el calor para suministrarlo de forma instantánea.
Las calderas de biomasa necesitan un contenedor o silo para el almacenaje del biocombustible situado próximo a la caldera. Desde este silo, un alimentador de tornillo sinfín o de succión conducirá el biocombustible a la caldera, donde se realiza la combustión. La combustión de los biocombustibles produce ceniza, que se recoge automáticamente en un cenicero que debe vaciarse varias veces al año.
Las calderas de biomasa pueden clasificarse atendiendo al tipo de combustible que admiten y a la clase de tecnología que utilizan.
Según tipos de combustible, diferenciamos dos:
De acuerdo a su tecnología, las calderas se dividen en cuatro grupos:
*Las instalaciones de calderas cuya potencia sume más de 70kw deben tener en cuenta las consideraciones para una sala de calderas del RITE (Reglamento de Instalaciones Térmicas en los Edificios) y para instalaciones de menos de 70 kW se debe considerar las indicaciones del fabricante e instalador. Por otro lado, recordar que la instalación de calderas de biomasa de tipo atmosférico, es decir, en las que el hogar o cámara de combustión se encuentra a presión ambiente, que son la mayoría, está permitida en base al propio RITE y al Real Decreto 1027/2007.
Los sistemas basados en redes de calor, de distrito, de distribución de calor o frío, o como se denominan en inglés district heating, son los más eficientes.
Estos sistemas producen energía térmica en unas instalaciones centralizadas, y la distribuyen hasta los usuarios mediante un conjunto de tuberías preaisladas, generalmente subterráneas, a través de un fluido que puede ser vapor, agua caliente y/o agua fría. Los usuarios pueden ser residentes, edificios de empresas (comercios, oficinas, hoteles), edificios de equipamientos (escuelas, hospitales), administración pública, etc.
Este sistema garantiza una mejor eficiencia energética y calidad de servicio que el que se obtiene con instalaciones individuales además de permitir la utilización eficiente de la energía térmica y de fuentes renovables, la biomasa, fácil de integrar, fiable y flexible.
Respecto a las emisiones, incluso usando el mismo bicombustible, se logra una reducción respecto a las que emitirían un gran número de instalaciones individuales a las que sustituiría dicho sistema. Además, la central está provista de elementos altamente eficaces, por ejemplo filtros de mangas, con lo que se puede controlar la posible contaminación.
A pesar de los beneficios de las redes de distrito, su implantación en España es todavía incipiente si se compara con otros países que, incluso, tengan la misma climatología.
Las redes de distrito para la distribución de calor son un entramado de tuberías preaisladas mediante el cual se distribuye energía térmica desde una central de generación hasta un conjunto de consumidores. Por lo tanto, los elementos principales son:
Central de generación: la producción de calor o frío en estos sistemas se realiza de manera centralizada para los distintos consumidores en la central de generación. De esta manera pueden eliminarse los equipos individuales en los puntos de consumo, ya sean viviendas o edificios, al mismo tiempo que es posible disponer de tecnologías con mejor eficiencia energética como la cogeneración, el uso de calor residual o las energías renovables (biomasa, solar, geotermia), equipos más eficientes por factor de escala y gestionados profesionalmente.
Red de tuberías de distribución: la red de tuberías que permite la distribución de los fluidos está formada principalmente de tubos preaislados para minimizar las pérdidas térmicas. Mediante agua — antiguamente también vapor—, se transporta la energía hasta los usuarios, donde se cede el calor a los puntos de consumo enfriando el fluido, en el caso de las redes de calefacción (o bien se absorbe el calor de los puntos de consumo, es decir, se calienta el fluido, en el caso de redes de refrigeración). La red también dispone de un circuito de retorno a la central. Habitualmente, las tuberías se distribuyen en zanjas subterráneas que siguen el trazado de las calles en zonas urbanas.
Subestaciones: la transferencia térmica entre la red de distribución y los consumidores (edificios o viviendas) se realiza a través de una subestación formada por un intercambiador y los elementos que regulan y controlan que el funcionamiento sea el correcto, así como los elementos de medición para facturar las energías.
Todas las partes implicadas reciben beneficios y ventajas.
Los Ayuntamientos, responsables de la planificación y tramitación urbanística suelen ser partícipes en los proyectos también como usuarios de la red para sus propios edificios o incluso obteniendo herramientas financieras:
Las empresas de servicios energéticos o ESE, intervienen en concebir, diseñar, invertir, financiar y explotar el sistema. En algunos casos son empresas mixtas con aportaciones públicas y privadas y compromisos financieros.
Participan en un negocio emergente en este país con un elevado potencial de mercado y perspectiva a largo plazo. Y su negocio está en que aportan sostenibilidad, ahorros y valor añadido a las viviendas y edificios comerciales conectados.
Usuarios, son los más beneficiados como clientes que eligen una tecnología colectiva frente a una individualizada
Ahorran espacio, inversión y mantenimiento en equipos de calefacción y chimeneas. Ahorran en los la energía que consumen, reducen vibraciones, ruidos, riesgos, etc. y mejoran la calificación energética.
Calderas de agua caliente, aceite térmico y vapor, así como generadores de aire caliente y frio, secaderos, hornos, climatizadores, frio industrial,… pueden emplear biomasa como combustible. Y en principio no existen demasiadas limitaciones técnicas en el uso de la biomasa como combustible.
Tradicionalmente empleado en industrias cerámicas, cementeras, papeleras, secaderos de madera, tabaco y otros productos agrícolas, invernaderos, sector conservero, salazones, etc., podemos encontrar hoy en día todo tipo de industria usuaria de biomasa. También encontramos industrias que valorizan la biomasa en plantas de producción eléctrica y en plantas que obtienen biogás para producción eléctrica o térmica.
La biomasa empleada en la industria suele tener poca transformación y en muchos casos puede proceder de subproductos de la propia industria como es el caso de restos de aserraderos y carpinterías, papeleras y agroindustrias en general,…
Existen actualmente diversas técnicas para la combustión de la biomasa. Los parámetros fundamentales que condicionan la elección de una u otra son la humedad y la granulometría. Las soluciones técnicas para la combustión de la biomasa se pueden agrupar en tres tipos:
Entre los sistemas para la combustión de biomasa en calderas que pueden suministrar el calor requerido en las industrias destacan los siguientes:
Existen diversos modelos de parrillas, en función del tipo de biomasa sólida que se trate y sobre todo dependiendo de su humedad. Así, se pueden distinguir los cuatro grupos siguientes:
Hogares rotativos. Se trata de hogares de forma cilíndrica que mediante un mecanismo y el accionamiento de un motor se mantienen en rotación. Variando la velocidad de rotación del horno se modifica el tiempo de permanencia del combustible, lo que resulta un método muy eficiente para el control de la combustión.
Este tipo de hogares se utiliza para distintos tipos de biomasa y particularmente para residuos muy heterogéneos y con amplios márgenes operativos.
Quemadores de tornillo. Es uno de los sistemas de combustión más empleados en instalaciones pequeñas y de potencia hasta 6 millones de kcal/h. Se utilizan para quemar residuos sólidos con humedades de hasta el 35% y granulometrías máximas de 30 mm.
La combustión ha de realizarse en un volumen restringido, lo que provoca elevadas temperaturas de llama y la consiguiente formación de escorias.
El encendido se producirá cargando el cenicero con pellets desde el depósito por medio de un sinfín y canal, mientras enciende una resistencia eléctrica (de unos 300w) que se encuentra justo en la base del cenicero. Al quemarse los primeros pellets se arranca la ventilación de la cámara de fuego, pasando un chorro de aire por el cenicero con el fin de avivar la llama. Las estufas tienen varios sensores de calor: cuando el sensor de la cámara de fuego llega a detectar fuego en el cenicero, la estufa “sabe” que está encendida e iniciará la ventilación del intercambiador con el fin de sacar el calor de la estufa hacia fuera.
Tras el encendido, la estufa entra en modo de funcionamiento normal cargando al cenicero con pellets y ventilando la cámara. Hasta que otro sensor de calor detecte que se ha alcanzado la temperatura deseada, que se indicado previamente a través del panel de control, el mando a distancia o el móvil, la estufa no parará la combustión. La estufa comenzará de nuevo a calentar cuando haya bajado la temperatura por debajo de lo deseado.
La estufa calienta principalmente, a través de su ventilación regulable, hace pasar aire frio que entra en la máquina a través de una boca en la parte trasera de la estufa, pasa por el intercambiador y es expulsada por la parte frontal o de forma canalizada. En ningún momento este aire está en contacto con el fuego, o gases de combustión de la estufa. La estufa también calienta a través de la ventana de la cámara de combustión y del chasis.
Cuando la estufa se apaga el sinfín deja de echar pellets al cenicero y la máquina se apaga. Es importante apagar las estufas de pellet siempre a través de su panel de control o mediante su mando a distancia y nunca quitar la corriente antes de que esté parada.
La salida de gases de la estufa o chimenea, no suele aportar mucho calor, porque la estufa pasa sus gases por el intercambiador antes de expulsarla por la chimenea. Para hacerse una idea, se puede tocar una estufa de biomasa y su tubería de gases, pero el cristal de la ventana puedes quemar.
Existen muchos tipos de estufas de pellets: murales, de pasillo, de rincón, de exterior, redondas, incluso insertables o encastrables. Algunas con funcionalidades para asar, incluso cocinar similares a las clásicas “económicas”. Pero con respecto al funcionamiento encontramos tres tipos principalmente:
Además del tipo de estufa, es importante considerar una serie de parámetros y hechos que deben ser tenidos en cuenta al elegir un tipo de estufa o un determinado modelo.
Las estufas requieren una salida de humos, que deberá ser a la cubierta (tejado) como se indica en el RITE (Reglamento de Instalaciones Térmicas en los Edificios). Es normal instalar la salida de humos con una T registrable, respetar las medidas y el número de codos máximos permitidos por el fabricante, Así como una ventilación normal del local donde se instala la estufa, ya que algunas se pueden parar por falta de aire para la combustión.
En principio, la mayoría de estas estufas están programadas para quemar pellets, pero algunos modelos permiten y dan garantía para el uso de otros biocombustibles como cáscara de frutos secos, hueso de aceituna, etc.
Para calcular la potencia necesaria para calentar un determinado espacio, teniendo en cuenta los rendimientos del 80-90%, y de modo orientativo, será necesario estimar 100 W por m² para casas mal aisladas y 70 W por m² para las de aislamiento bueno, siempre que sean alturas normales. Pasarse de potencia hace que al mínimo consuma más biocombustible del necesario, y quedarse corto en la potencia obligará a trabajar a máxima capacidad periodos excesivos.
Respecto al precio de las estufas de pellets, que pueden sustituir viejas calderas contaminantes y caros sistemas de calefacción, requieren una inversión mucho menor que montar una caldera.
Las estufas hay que limpiarlas a menudo, y aunque sólo se tardan cinco minutos, se hará semanalmente o cada pocos días para retirar las cenizas y limpiar el cristal.
Ante la variabilidad y altos precios del gasoil, el gas o la electricidad, los biocombustibles ofrecen estabilidad y bajos precios. Incluso cuando más barato ha estado el petróleo, calentarse con pellets seguía siendo más económico que hacerlo con gasoil o gas, que ni bajan proporcionalmente y cuando sube, su precio se “dispara”.