Descripción de la Biomasa como Energía Alternativas y su potencial en Venezuela

1. ENERGÍA DE LA BIOMASA
Universidad Nacional Experimental Politécnica
“Antonio José de Sucre”
Vice-Rectorado Barquisimeto
Dirección de Investigación y Postgrado
Maestría en Ingeniería Eléctrica
ING. PEDRO DOMINGUEZ
ING. YOHANNA LÓPEZ H
ING. FRANCISCO VIVAS

2. CONTENIDO
• INTRODUCCION
• BIOMASA
Fuentes de la biomasa
Conversión de la biomasa
Formas de energía a partir de la biomasa
Ventajas y desventajas de la biomasa
Aspectos técnicos de la energía de biomasa
• GENERACIÓN ELÉCTRICA A TRAVÉS DE BIOMASA
Situación Mundial
Biomasa en Venezuela
Costos y Rendimientos
• CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

3. BIOMASA
Es el conjunto de la materia
orgánica, de origen vegetal o
animal y los materiales que
proceden de su transformación
natural o artificial.
Está conformada por aquellos
cuyos componentes principales
son el carbono, hidrógeno y
oxígeno.

4. FUENTES
DE LA
BIOMASA
Plantaciones
energéticas
Residuos
forestales
Desechos urbanos
Desechos
industriales
Desechos
agrícolas

5. CONVERSIÓN DE
LA BIOMASA
PROCESOS DE
COMBUSTIÓN
DIRECTA
DENSIFICACIÓN
PROCESOS
TERMO-
QUÍMICOS
PRODUCCIÓN DE
CARBÓN
VEGETAL
GASIFICACIÓN
PROCESOS BIO-
QUÍMICOS
DIGESTIÓN
ANAERÓBICA
COMBUSTIBLES
ALCOHÓLICOS
BIODIESEL

6. PROCESOS DE COMBUSTIÓN
DIRECTA
DENSIFICACIÓN
Esta se refiere al proceso de compactar la
biomasa en “briquetas”, para facilitar su utilización,
almacenamiento y transporte. Las briquetas son
para usos domésticos, comerciales e industriales.

7. PROCESOS TERMO-QUÍMICOS
PRODUCCIÓN DE CARBÓN VEGETAL
Este proceso es la forma más común de la conversión termo-
química de temperatura mediana. La biomasa se quema con
una disponibilidad restringida de aire, lo cual impide que la
combustión sea completa. El residuo sólido se usa como
carbón vegetal, el cual tiene mayor densidad energética que la
biomasa original, no produce humo y es ideal para uso
doméstico.
GASIFICACIÓN
Tipo de pirólisis en la que se utiliza una mayor proporción de
oxígeno a mayores temperaturas, con el objetivo de optimizar
la producción del llamado “gas pobre”, constituido por una
mezcla de monóxido de carbono, hidrógeno y metano, con
proporciones menores de dióxido de carbono y nitrógeno. Este
se puede utilizar para generar calor y electricidad, y se puede
aplicar en equipos convencionales, como los motores de
diesel.

8. PROCESOS BIO-QUÍMICOS
DIGESTIÓN ANAERÓBICA
La digestión de biomasa humedecida por bacterias en un
ambiente sin oxígeno (anaeróbico) produce un gas combustible
llamado biogás
COMBUSTIBLES ALCOHÓLICOS
De la biomasa se pueden producir combustibles líquidos como
etanol y metanol. El primero se produce por medio de la
fermentación de azúcares y, el segundo por la destilación
destructiva de madera.

9. PROCESOS BIO-QUÍMICOS
BIODIESEL
Se compone de ácidos grasos y éteres alcalinos, obtenidos
de aceites vegetales, grasa animal y grasas recicladas. A
partir de un proceso llamado “transesterificación”, los aceites
derivados orgánicamente se combinan con alcohol (etanol o
metanol) y se alteran químicamente para formar éteres grasos
como el etil o metilo éter.

10. FORMAS DE ENERGÍA A
PARTIR DE LA BIOMASA
Calor y vapor
Combustión de biomasa o biogás. El calor puede ser el
producto principal para aplicaciones en calefacción y cocción,
o puede ser un subproducto de la generación de electricidad
en ciclos combinados de electricidad y vapor

11. FORMAS DE ENERGÍA A
PARTIR DE LA BIOMASA
Combustible gaseoso
El biogás puede ser usado
en motores de combustión
interna para generación
eléctrica, calefacción y
acondicionamiento en el
sector doméstico, comercial
e institucional y en
vehículos modificados.

12. FORMAS DE ENERGÍA A
PARTIR DE LA BIOMASA
Biocombustibles
Dos vías:
◦ ETANOL y ETBE: Sustitutos de la gasolina
◦ BIODIESEL: Sustituto del gasoil

13. FORMAS DE ENERGÍA A
PARTIR DE LA BIOMASA
Co-generación (calor y electricidad)

14. FORMAS DE ENERGÍA A
PARTIR DE LA BIOMASA

15. VENTAJAS Y DESVENTAJAS
DE LA BIOMASA
VENTAJAS DE LA BIOMASA
 La biomasa es una fuente renovable de energía y su uso
no contribuye a acelerar el calentamiento global; de hecho,
permite reducir los niveles de dióxido de carbono y los
residuos de los procesos de conversión, aumentando los
contenidos de carbono de la biosfera.
 La captura del metano de los desechos agrícolas y los
rellenos sanitarios, y la sustitución de derivados del
petróleo, ayudan a mitigar el efecto invernadero y la
contaminación de los acuíferos.
 Los combustibles biomásicos contienen niveles
insignificantes de sulfuro y no contribuyen a las
emanaciones que provocan “lluvia ácida”.
 La combustión de biomasa produce menos ceniza que la
de carbón mineral y puede usarse como insumo orgánico
en los suelos.

16. VENTAJAS Y DESVENTAJAS
DE LA BIOMASA
VENTAJAS DE LA BIOMASA
 La conversión de los residuos forestales, agrícolas y
urbanos para la generación de energía reduce
significativamente los problemas que trae el manejo de
estos desechos.
 La biomasa es un recurso local que no está sujeto a las
fluctuaciones de precios de la energía, provocadas por las
variaciones en el mercado internacional de las
importaciones de combustibles.
 El uso de los recursos de biomasa puede incentivar las
economías rurales, creando más opciones de trabajo y
reduciendo las presiones económicas sobre la producción
agropecuaria y forestal.
 Las plantaciones energéticas pueden reducir la
contaminación del agua y la erosión de los suelos; así

17. VENTAJAS Y DESVENTAJAS
DE LA BIOMASA
DESVENTAJAS DE LA BIOMASA
 Baja densidad relativa de energía; es decir, se requiere su
disponibilidad en grandes volúmenes para producir potencia, en
comparación con los combustibles fósiles, por lo que el transporte
y manejo se encarecen y se reduce la producción neta de
energía.
 Su combustión incompleta produce materia orgánica, monóxido
de carbono (CO) y otros gases.
 Si se usa combustión a altas temperaturas, también se producen
óxidos de nitrógeno.
 La producción y el procesamiento de la biomasa pueden requerir
importantes insumos, como combustible para vehículos y
fertilizantes, lo que da como resultado un balance energético
reducido en el proceso de conversión.

18. VENTAJAS Y DESVENTAJAS
DE LA BIOMASA
DESVENTAJAS DE LA BIOMASA
 Aún no existe una plataforma económica y política generalizada
para facilitar el desarrollo de las tecnologías de biomasa, en
cuanto a impuestos, subsidios y políticas que cubren, por lo
general, el uso de hidrocarburos.
 Los precios de la energía no compensan los beneficios
ambientales de la biomasa o de otros recursos energéticos
renovables.
 El potencial calórico de la biomasa es muy dependiente de las
variaciones en el contenido de humedad, clima y la densidad de
la materia prima.

19. ASPECTOS TÉCNICOS DE LA
ENERGÍA DE BIOMASA
COMPOSICIÓN QUÍMICA

20. ASPECTOS TÉCNICOS DE LA
ENERGÍA DE BIOMASA
VALOR CALORÍFICO

21. ASPECTOS TÉCNICOS DE LA
ENERGÍA DE BIOMASA
CONTENIDO DE HUMEDAD

22. ASPECTOS TÉCNICOS DE LA
ENERGÍA DE BIOMASA
OTROS
ASPECTOS
TÉCNICOS
GENERACIÓN
PARTICULAR Ó
COMPONENTE DEL
SISTEMA ELÉCTRICO
DE POTENCIA
COMBUSTIBLE
EVOLUCIÓN DE
LA DEMANDA
PREPARACIÓN.ALMACENAMIENTO
.
TRANSPORTE.
CONVERSIÓN DE
BIOCOMBUSTIBLE
S.

23. ASPECTOS TÉCNICOS DE LA
ENERGÍA DE BIOMASA
ESTRATÉGICOS
ESTIMACIÓN DEL
BENEFICIO
ECONÓMICO DEL
PROYECTO
(INVERSIONES
INICIALES Y
COSTOS DE
OPERACIÓN. )
ABASTECIMIENTO
Y SUMINISTRO.

24. ASPECTOS TÉCNICOS DE LA
ENERGÍA DE BIOMASA
POLÍTICOS
POLÍTICA
ENERGÉTICA.
LEGISLACIÓN
ENERGÉTICA.
INVESTIGACIÓN Y
DESARROLLO DE
TECNOLOGÍAS.
EDUCACIÓN Y
CAPACITACIÓN
DE RECURSOS
HUMANOS.

25. GENERACIÓN ELÉCTRICA A
TRAVÉS DE BIOMASA
SITUACIÓN MUNDIAL
- 14.000 MW de capacidad
mundial instalada.
- Crecimiento de la bioenergía
son Brasil, Malasia, Filipinas,
Indonesia, Australia, Canadá,
Inglaterra, Alemania y Francia.
- En América latina existe una
larga experiencia en la industria
azucarera por medio de la
combustión directa del Bagazo
de Caña.

26. GENERACIÓN ELÉCTRICA A
TRAVÉS DE BIOMASA
SITUACIÓN MUNDIAL

27. GENERACIÓN ELÉCTRICA A
TRAVÉS DE BIOMASA
SITUACIÓN MUNDIAL
EEUU - 7.000 MW
UE- 5000MW
Para 2020
Total Mundial 30.000 MW
Para 2015
China
154 MW a 4.000 MW
India
59 MW a 1500 MW

28. GENERACIÓN ELÉCTRICA A
TRAVÉS DE BIOMASA
SITUACIÓN MUNDIAL
Áreas
geográficas
2000 % s/total 2000 2001 % s/total 2001
España 3.623 0,46% 3.670 0,5%
Europa 69.742 8,8% 70.730 8,9%
América Central 23.032 2,9% 23.742 3,0%
Asia (excluyendo
Oriente Medio)
569.113 71,7% 573.892 71,8%
Oriente Medio y
África
10.769 1,4% 10.576 1,3%
América del
Norte
66.182 8,3% 63.397 7,9%
América del Sur 55.399 7,0% 56.836 7,1%
Total 794.237 100% 799.173 100%

29. GENERACIÓN ELÉCTRICA A
TRAVÉS DE BIOMASA
BIOMASA EN VENEZUELA
LAS REALIDADES EN VENEZUELA
Desde el año 1960, con el desarrollo de los centrales azucareros en el
país, se implementa el uso del bagazo (Residuo del Procesamiento de la
Caña de Azúcar) como combustible para la producción de vapor
utilizable dentro del proceso industrial y para la producción de energía
eléctrica necesaria para dicho proceso, dentro de los periodos de Zafra
(Cosecha y procesamiento de la caña).
Para el periodo 1998-1999, la capacidad nominal de generación en
conjunto de los 18 centrales azucareros del país, era de 120MW, en los
cuales el 63% de la energía se producía a partir de la quema del bagazo
de caña, y el otro 36% a partir de combustibles fósiles (22,58% fuel-oil,
0,12% diesel y 12,93% gas natural), la diferencia del 1% fue comprada al
sistema eléctrico nacional.

30. GENERACIÓN ELÉCTRICA A
TRAVÉS DE BIOMASA
BIOMASA EN VENEZUELA
LAS REALIDADES EN VENEZUELA

31. GENERACIÓN ELÉCTRICA A
TRAVÉS DE BIOMASA
BIOMASA EN VENEZUELA
Identificación del potencial
energético
Estado Producción Agrícola
Zulia Algodón, cambur, coco, fríjol, melón, plátano y sorgo.
Táchira Ajo, cambur, caña de azúcar, café, caraota, cebolla, papa,
plátano y tomate.
Mérida Ajo, apio, caraota, cacao, café, yuca, plátano, zanahoria.
Trujillo Café, cambur, caña de azúcar, maíz, papa, plátano, remolacha,
yuca y champiñón.
Lara Papas, cambur, sisal, cebolla, tomate, uvas, caña de azúcar,
arroz, caraotas, piña y café.
Yaracuy Caña de azúcar, maíz, bananos, hortalizas, cacao, cocos, palma
africana y frutas.
Aragua Aguacate, café, caraota, cebolla, maíz, pimentón, quinchoncho,
caña de azúcar, algodón, cacao y sorgo.
Barinas Algodón, ajonjolí, cambur, maíz, ñame y plátano. Arroz y
Sorgo.
Cojedes Arroz, tabaco, ajonjolí, algodón, maíz, yuca, madera.
Carabobo Maíz leguminosa de grano, cacao, tabaco, algodón, caña de
azúcar, hortalizas, coco.
Anzoátegui Forestal, Maíz, sorgo, Café y forestal.
Monagas Café, maíz, naranja, palma aceitera, sorgo, tomate y yuca,
caña de azúcar, algodón, cacao, maní.
Sucre Cacao, coco, caña de azúcar, café, yuca, algodón.
Apure Algodón, frijoles, cambur, maíz, arroz y yuca.
Falcón Caña de azúcar, coco, maíz, melón, ñame, ocumo y sorgo.
Miranda Cacao, frutas, flores, hortalizas, cereales.
Guarico Arroz, caraota, fríjol, maíz, mango, patilla, sorgo y tomate.
caña de azúcar, algodón, plátanos.
Portuguesa Arroz, café, algodón, maíz, ajonjolí, caña de azúcar, caraota,
patilla sorgo y forestales.
Delta Amacuro Arroz, maíz, coco, plátano, yuca, piña, palmito.

32. GENERACIÓN ELÉCTRICA A
TRAVÉS DE BIOMASA
BIOMASA EN VENEZUELA

33. BIOMASA EN VENEZUELA
PLAN PROPUESTO 2010-2015
ZONA
OCCIDENTAL 60
MW
ZONA
CENTRAL
151MW
ZONA
ORIENTAL 55
MW
Central de Biomasa Orituco 15
MW
Central de Biomasa
Tiznados 15 mw
Central de Biomasa El
Tocuyo 15 MW
Central de Biomasa
Guigue 15 MW
Central de Biomasa
Atapirire 15 MW
Central de Biomasa
Yaritagua 15 MW
Central de Biomasa
Cumanacoa 10 MW
Central de Biomasa
Uverito 15 MW
Central de Biomasa San
Sebastian 15 MW
Central de Biomasa
Portuguesa 15 MW
Central de Biomasa
Socopó 15 MW
Central de Biomasa Nueva
Bolivia 15 MW
Central de Biomasa
Motatán 15 MW
Central de Biomasa San
Carlos 15 MW
Central Azucarero La
Pastora 16 MW
Cogeneración
Central de
Biomasa Ureña
15 MW
Central de Biomasa
Zulia 15 MW
Central de Biomasa Unare
15 MW
Se propone la instalación de 266MW de Generación con biomasa en las regiones
que se han identificado con mayor potencial, ubicadas en 15 estados del país, 71
MW al 2013 y 195 al 2014.
Potencial de Residuos Agroindustriales Identificado:
412,18 MW, 3069 GWh
No se ha contabilizado el recurso forestal
Plan Nacional de Generación con Biomasa
266 MW –696,49 MMUS$

34. Se propone la instalación de una 1ra fase de 64 MW de Generación a partir de residuos
sólidos urbanos, en las regiones que se han identificado en el territorio nacional, con una
inversión total de 166 MMUS$:
PLAN PROPUESTO PILOTO 2010-2012
Aragua – Libertador, Linares y
Lamas:
Potencia = 10 MW
Residuos = 450 Tm/d
Costo estimado = 26 MMUS$
Zulia – Miranda:
Potencia = 10 MW
Residuos = 500 Tm/d
Costo estimado = 26
MMUS$
Lara – Iribarren:
Potencia = 10 MW
Residuos = 400 Tm/d
Costo estimado = 26 MMUS$
Vargas –Sta. Edivigis:
Potencia = 2 MW
Residuos = 320 Tm/d
Costo estimado = 5 MMUS$
Nota: Estudio de factibilidad en relleno
sanitario
Miranda – Guaicaipuro:
Potencia = 10 MW
Residuos = 500 Tm/d
Costo estimado = 26 MMUS$
Nva Esparta – García
Potencia = 2MW
Residuos = 160 Tm/d
Costo estimado = 5 MMUS$
Dtto Capital – Libertador:
Potencia = 10 MW
Residuos = 500 Tm/d
Costo estimado = 26 MMUS$
Miranda – Acevedo:
Potencia = 10 MW
Residuos = 400 Tm/d
Costo estimado = 26 MMUS$
BIOMASA EN VENEZUELA

35. Se propone la instalación de 90 MW de Generación en la 2da fase provenientes de residuos sólidos
urbanos, en las regiones que se han identificado con mayor potencial, ubicadas en el territorio nacional,
con un monto total de 234 MMUS$
Anzoátegui – Simón Bolívar
Potencia = 7 MW
Residuos: 350 Tm/d
Costo estimado = 18,2 MMUS$
PLAN PROPUESTO PILOTO 2013-2015
Aragua – ampliación de Libertador
Linares Lamas
Potencia adicional = 17 MW
Residuos adicionales: 750 Tm/d
Costo estimado = 44,2 MMUS$
Lara – ampliación Iribarren
Potencia = 8 MW
Residuos: 400 Tm/d
Costo estimado = 20,8 MMUS$
Táchira – Ureña y Simón Rodríguez
Potencia = 15 MW
Residuos: 750 Tm/d
Costo estimado = 39,0 MMUS$
Carabobo – Valencia
Potencia = 15 MW
Residuos: 600 Tm/d
Costo estimado = 39,0 MMUS$
Bolívar – Caroní
Potencia = 7 MW
Residuos: 350 Tm/d
Costo estimado = 18,2 MMUS$
Miranda – ampliación Guaicaipuro
Potencia adicional = 8 MW
Residuos adicionales: 400 Tm/d
Costo estimado = 20,8 MMUS$
Miranda – ampliación Acevedo
Potencia adicional = 5 MW
Residuos adicionales: 200 Tm/d
Costo estimado = 13,0 MMUS$
Dtto. Capital – ampliación Libertador
Potencia adicional = 8 MW
Residuos adicionales: 400 Tm/d
Costo estimado = 20,8 MMUS$
BIOMASA EN VENEZUELA

36. OTROS PROYECTOS EN
VENEZUELA
 PDVSA Agrícola, filial de PDVSA, actualmente lleva a cabo la
edificación de 11Complejos Agroindustriales para la
obtención de derivados de la caña.
 Para mediados de 2011 está prevista la puesta en marcha de
cuatro complejos agroindustriales de derivados de la caña
que levanta la filial agroindustrial de Petróleos de Venezuela,
S.A. (PDVSA) PDVSA Agrícola, en los estados Barinas (I),
Cojedes, Portuguesa y Trujillo (I), los cuales presentan un
avance global de construcción de 25%, aproximadamente.
 En total, la filial agrícola adelanta la construcción de once
complejos por cuanto, además de los antes mencionados, se
realizan edificaciones similares (en una segunda fase) en
Zulia (I), Monagas, Trujillo (II) y Apure; y en una tercera etapa
en Zulia (II), Barinas (II) y Guárico.

37. ENTRADA DE
CAMIONES
LABORATORIO DE
CONTROL
DESCARGA Y
PREPARACIÓN DE LA
CAÑA
ÁREA DE MOLIENDA
PLANTA DE
CLARIFICACIÓN DE
JUGOS
ÁREA DE
FERMENTACIÓN
ÁREA DE DESTILACIÓN PLANTA DE TORULA
Planta de Alimentos
Balanceados para
animales
CASA DE
BAGAZO
ÁREA DE
GENERACIÓN
DE VAPOR
PLANTA
ELÉCTRICA
DESHIDRATACIÓN
ALMACENAMIENTO
Y DESPACHO DE
ETANOL
PROCESO ACTUAL DE LA FABRICACIÓN
DE CAÑA DE AZUCAR

38. COSTOS DE LA
GENERACIÓN CON BIOMASA
Tipo De
Generación
Costo de
Producción
(US$/MWh)
Eficiencia
( %)
Emisiones De Co2
(Kg-CO2/MWh)
Biomasa 39 - 133 30- 60 30
Eólica 55 - 273 40 10
Diesel 109-125 30 550
Solar (fotovoltaica) 218 - 617 25 - 35 100
Nuclear 62 -75 31 - 33 15
Hidroeléctrica 35 - 148 60 20
Gas Natural 70 - 109 45 400

39. BARRERAS PARA LA GENERACIÓN
ELÉCTRICA A TRAVÉS DE BIOMASA EN
VENEZUELA
 El costo de los combustibles fósiles, que son muy baratos o
subsidiados.
 El marco jurídico vigente que no establece las normas
técnicas, de operación y de seguridad para generación
independiente y para conectarse a la red.
 El acceso a la inversión para el desarrollo de la tecnología.
 El costo de producir la electricidad a partir de biomasa no es
compensado con los precios actuales de la electricidad,
puesto que las tarifas permanecen congeladas desde el
2002.

40. CONCLUSIONES Y
RECOMENDACIONES
 Se requiere de un planeamiento cuidadoso para asegurar la
formulación de proyectos financieramente viables, evaluación
del la cantidad de biomasa, suministro estable, métodos de
transporte/ recolección, energía y calor, entre otras.
 Dentro de un sistema integral de aprovechamiento de la
biomasa, Venezuela cuenta con elevados recursos agrícolas,
por lo que se debe considerar frente a otras alternativas de
energía, buscando así extender su área de aprovechamiento.
 Los precios bajos de las energías convencionales son
barreras para el desarrollo de las energías alternativas.

41.  Se recomienda transmitir a la pequeña y mediana industria la
información que les permita valorar debidamente el valor
agregado que pueden reportar con el aprovechamiento energético
de los residuos. La falta de conocimiento provoca cálculos
inadecuados de las inversiones iniciales y la tasa de retorno, por
lo que no se tiene una idea adecuada de la rentabilidad de los
proyectos de recuperación energética de los desechos.
 Se recomienda programas enfocados al fortalecimiento de las
tecnologías, ni incentivos para la generación de energía o la
sustitución de combustibles fósiles.
CONCLUSIONES Y
RECOMENDACIONES

42. GRACIAS