Biomass—renewable energy from plants and animals
Biomass is renewable organic material that comes from plants and animals. La biomasa fue la mayor fuente de consumo total anual de energía de los Estados Unidos hasta mediados de la década de 1800. La Biomasa sigue siendo un combustible importante en muchos países, especialmente para cocinar y calentar en los países en desarrollo., El uso de combustibles de biomasa para el transporte y la generación de electricidad está aumentando en muchos países desarrollados como medio de evitar las emisiones de dióxido de carbono derivadas del uso de combustibles fósiles. En 2019, la biomasa proporcionó casi 5 cuatrillones de Unidades Térmicas Británicas (Btu) y alrededor del 5% del uso total de energía primaria en los Estados Unidos.
La Biomasa contiene energía química almacenada del sol. Las plantas producen biomasa a través de la fotosíntesis. La biomasa puede quemarse directamente para obtener calor o convertirse en combustibles líquidos y gaseosos renovables a través de diversos procesos.,v>
fuente: adaptado del Proyecto Nacional de educación energética (Dominio Público)
conversión de biomasa en energía
La biomasa se convierte en energía a través de varios procesos, incluyendo
- combustión directa (quema) para producir calor
- conversión termoquímica para producir combustibles líquidos
- conversión química para producir combustibles líquidos
- conversión biológica para producir combustibles líquidos y gaseosos
la combustión directa es el método más común para convertir biomasa en energía útil., Toda la biomasa se puede quemar directamente para calentar edificios y agua, para el calor de procesos industriales y para generar electricidad en turbinas de vapor.
la conversión termoquímica de biomasa incluye la pirólisis y la gasificación. Ambos son procesos de descomposición térmica en los que los materiales de materia prima de biomasa se calientan en recipientes cerrados y presurizados llamados gassifiers a altas temperaturas. Se diferencian principalmente en las temperaturas del proceso y la cantidad de oxígeno presente durante el proceso de conversión.,
- La pirólisis implica calentar materiales orgánicos a 800-900oF (400-500 oC) en la ausencia casi completa de oxígeno libre. La pirólisis de biomasa produce combustibles como el carbón, el bio-petróleo, el diesel renovable, el metano y el hidrógeno.
- El hidrotratamiento se utiliza para procesar bio-aceite (producido por pirólisis rápida) con hidrógeno bajo temperaturas y presiones elevadas en presencia de un catalizador para producir diesel renovable, gasolina renovable y combustible renovable para aviones.,
- la gasificación implica calentar materiales orgánicos a 1,400–1700of (800–900oc) con inyecciones de cantidades controladas de oxígeno libre y/o vapor en el recipiente para producir un monóxido de carbono y un gas rico en hidrógeno llamado gas de síntesis o gas de síntesis. El gas de síntesis se puede utilizar como combustible para motores diesel, para calefacción y para generar electricidad en turbinas de gas. También se puede tratar para separar el hidrógeno del gas, y el hidrógeno puede quemarse o usarse en celdas de combustible. El gas de síntesis se puede procesar posteriormente para producir combustibles líquidos utilizando el proceso Fischer–Tropsch.,
un proceso de conversión química conocido como transesterificación se utiliza para convertir aceites vegetales, grasas animales y grasas en ésteres metílicos de ácidos grasos (FAME), que se utilizan para producir biodiesel.
la conversión biológica incluye la fermentación para convertir la biomasa en etanol y la digestión anaeróbica para producir gas natural renovable. El etanol se utiliza como combustible para vehículos. El gas natural renovable, también llamado biogás o biometano, se produce en digestores anaeróbicos en plantas de tratamiento de aguas residuales y en operaciones lecheras y ganaderas., También se forma en los vertederos de desechos sólidos y puede ser capturado en ellos. El gas natural renovable debidamente tratado tiene los mismos usos que el gas natural de combustibles fósiles.
Los investigadores están trabajando en formas de mejorar estos métodos y desarrollar otras formas de convertir y utilizar más biomasa para obtener energía.
¿cuánta biomasa se utiliza para la energía?
en 2019, la biomasa proporcionó casi 5 cuatrillones de Unidades Térmicas Británicas (Btu), lo que equivale a aproximadamente el 5% del uso total de energía primaria en los Estados Unidos., De ese 5%, aproximadamente el 46% procedía de la madera y la biomasa derivada de la madera, el 45% de los biocombustibles (principalmente etanol) y el 9% de la biomasa de los desechos municipales.
Las cantidades, en trillones de Unidades Térmicas Británicas (Tbtu), y porcentajes del total de EE.UU., el uso de energía de biomasa por sector consumidor en 2019 fue
- industrial—2,451 TBtu—49%
- transportation—1,410 TBtu—28%
- residential—529 tbtu—11%
- electric power—448 TBtu—9%
- commercial—146 TBtu—3%
los sectores industrial y de transporte las mayores cantidades, en términos de contenido de energía, y las mayores proporciones porcentuales del consumo anual total de biomasa de los Estados Unidos. Las industrias de productos de madera y papel utilizan biomasa en centrales de Producción combinada de calor y electricidad para producir calor de proceso y generar electricidad para su propio uso., Los biocombustibles líquidos (etanol y diesel a base de biomasa) representan la mayor parte del consumo de biomasa del sector del transporte.
los sectores residencial y comercial utilizan leña y pellets de madera para calefacción. El sector comercial también consume, y en algunos casos vende, gas natural renovable producido en instalaciones municipales de tratamiento de aguas residuales y en vertederos de residuos.
el sector de la energía eléctrica utiliza la madera y los residuos derivados de la biomasa para generar electricidad para su venta a los demás sectores.
Última actualización: 28 de agosto de 2020