Les calderes de biomassa i la polèmica de l'balanç de CO2

En l'anterior post vam parlar sobre l'energia de la biomassa . Des què és, com funciona i d'on prové fins els seus avantatges i desavantatges. Vaig fer un petit esment a les calderes de biomassa, però no vaig entrar en detall ja que vull exposar-aquí més detallat.

En aquest post parlarem de les diferents calderes de biomassa i de la polèmica de l'balanç de CO2 que hi ha amb l'energia de la biomassa.

Què són les calderes de biomassa?

Les calderes de biomassa s'utilitzen com a font d'energia de la biomassa i per la generació de calor a les llars i edificis. Utilitzen com a font d'energia combustibles naturals com els pèl·lets de fusta, ossos d'oliva, residus forestals, closques de fruits secs, etc. També s'empren per escalfar l'aigua en els habitatges i edificis.

El funcionament és similar a la de qualsevol altra caldera. aquestes calderes cremen el combustible i van generant una flama horitzontal que va entrant en un circuit d'aigua i l'intercanviador de calor amb el que es va obtenint aigua calenta per al sistema. Per optimitzar l'ús de la caldera i els recursos orgànics com a combustibles, es pot instal·lar o acumulador que emmagatzema la calor produïda d'una manera similar a com ho fan els panells solars.

Per poder emmagatzemar els residus orgànics que seran emprats com a combustibles, les calderes necessiten d'un contenidor per a l'emmagatzematge. Des d'aquest contenidor, mitjançant un alimentador de cargol sense fi o de succió, el porta a la caldera, on es realitza la combustió. Aquesta combustió genera cendres que s'han de buidar diverses vegades a l'any i es van acumulant en un cendrer.

Tipus de calderes de biomassa

A l'hora de triar quin tipus de calderes de biomassa anem a comprar i utilitzar hem d'analitzar el sistema d'emmagatzematge i de el sistema de transport i manipulació. algunes calderes permeten cremar més d'un tipus de combustible, mentre que altres (com ara les calderes de pellet) només deixen cremar un tipus de combustible.

Les calderes que permeten cremar més d'un combustible necessiten d'una major capacitat d'emmagatzematge ja que són més grans i potència. Aquestes normalment estan destinades a usos industrials.

D'altra banda ens trobem amb les calderes de pellets que són les més comuns per a potències mitjanes i que s'utilitzen per a la calefacció i aigua calenta sanitària mitjançant acumuladors en habitatges de fins a 500 m2.

Hi algunes calderes de biomassa que treballen amb una eficiència propera a el 105% pel que suposa un estalvi de combustible del 12%. També hem de tenir en compte que el disseny de les calderes depèn en gran mesura de la humitat de el combustible que vulguem emprar.

• Calderes per a combustibles secs. Aquestes calderes tenen una baixa inèrcia tèrmica i normalment estan preparades per mantenir una flama intensa. Dins de la caldera es poden assolir temperatures tan altes que són capaços de cristal·litzar l'escòria.
• Calderes per a combustibles humits. Aquesta caldera, a l'contrari que l'anterior, disposa d'una gran inèrcia tèrmica per poder cremar el combustible humit. El disseny de la caldera deu permetre assecar suficientment el combustible perquè la gasificació i oxidació sigui completa i no es produeixi fum negre.

Calderes de pèl·lets-ossos d'oliva

Existeix gran varietat de calderes de biomassa que utilitzen els pellets com a combustibles. Entre totes elles ens trobem amb:

Caldera de biomassa de pellets modular

Serveix per a instal·lacions amb potències entre 91kW i 132kW i que utilitzin pèl·let de pi com a combustible. Aquesta caldera modular està preparada per a un funcionament en cascada. Inclou el dipòsit de reserva, el cendrer compressor i un sistema d'aspiració per al transport de pellet. A més genera un gran estalvi ja que s'aconsegueix reduir el consum de combustible a l'abaixar la temperatura dels gasos per a la combustió. Aconsegueix rendiments de fins al 95%. També disposa d'un sistema de neteja totalment automàtic. Disposa d'un conjunt de turbuladores que a més de retenir el pas dels fums, per tal de millorar el rendiment, s'encarreguen de la neteja de restes de cendres en els passos de fums.

El cremador compta amb un sistema de neteja de cendres automàtic. La part inferior de el cos de combustió de l'cremador compta amb un sistema de neteja que periòdicament s'encarrega d'enviar les cendres que es generen en la combustió, a l'cendrer. Es realitza la neteja fins i tot amb el cremador funcionant, el que permet no alterar el confort de la instal·lació i reduir el consum de la caldera.

Calderes de llenya

D'altra banda, ens trobem calderes de biomassa el combustible és la llenya. Entre elles ens trobem amb:

Caldera de gasificació d'alta eficiència

Es tracta de calderes de gasificació de flama invertida per troncs de llenya. Normalment presenten una gamma de tres potències compreses entre 20, 30 i 40 kW.

Els avantatges que tenen aquest tipus de calderes són:

• Alta eficiència energètica que permet reduir el consum de combustible. L'eficiència obtinguda és de l'92%, el que supera el 80% exigit per la normativa d'instal·lació.
• Autonomia de càrrega de fins a set hores.
• Ajusta la potència generada a la demandada gràcies al seu sistema de modulació electrònica.
• Incorpora un sistema de seguretat contra sobreescalfament.

Avantatges que ofereix tenir una caldera de biomassa

El primer avantatge més destacable és sens dubte el preu de la biomassa. Normalment, el seu preu és molt estable a causa de que no depèn de mercats internacionals com ho fan els combustibles fòssils. També esmentem que és una energia bastant barata ja que es genera a partir de recursos locals pel que no té costos de transport. A l'ésser bastant rendible i competitiva aporta confort econòmic a l'usuari.

El segon avantatge destacable és que és una tecnologia segura i avançada. És a dir, el seu manteniment és senzill i la seva eficiència és alta. El pellet és un combustible natural que, a causa del seu alt poder calorífic, fer que, de manera renovable i rendible, aporta a la caldera uns rendiments propers a l'90%.

Finalment, l'avantatge més clara és que utilitza una energia neta i inesgotable a l'ésser renovable. Durant el seu ús emet CO2 ja que crema combustible fòssil, però aquest CO2 és neutre pel fet que durant el seu creixement i desenvolupament, la matèria primera ha absorbit CO2 durant la fotosíntesi. Això és avui dia centre d'una polèmica en l'ús i contaminació de l'energia de la biomassa que veurem més endavant. A més, tenim l'avantatge que a l'extreure la biomassa forestal ajuda a la neteja de les muntanyes ia prevenir els incendis.

Cal esmentar que la biomassa és una font d'ocupació en l'àmbit rural i que és respectuosa amb la cura de l'medi ambient.

Desavantatges de les calderes de biomassa

Les calderes de biomassa tenen un menor poder calorífic si ho comparem amb els combustibles fòssils. El pellet té la meitat de poder calorífic que el gas-oil. Per tant, necessitarem el doble d combustible per tenir la mateixa energia que amb gasoil.

A causa que els combustibles com el pèl·let són de baixa densitat, es necessita un gran espai per a la seva emmagatzematge. Normalment, les calderes necessiten una sitja per emmagatzemar el combustible prop.

Polèmica d'el balanç de CO2 a l'energia de la biomassa

Com sabem, per poder emprar l'energia de la biomassa, hem de cremar un combustible. Durant la crema de el combustible, estem emetent CO2 a l'atmosfera. Llavors, ¿en què es diferencia l'energia de la biomassa als combustibles fòssils?

Durant el creixement i desenvolupament de la matèria primera que fem servir per a cremar, les plantes, restes de poda, restes d'agricultura, etc. Han estat absorbint CO2 de l'atmosfera mitjançant la fotosíntesi. Això fa que el balanç de CO2 de l'energia de la biomassa sigui considerat neutre. És a dir, la quantitat de CO2 que emetem a l'atmosfera per la crema de combustibles naturals, ja prèviament ha estat absorbit per les plantes durant el seu creixement, de manera que es pot dir que les emissions totals a l'atmosfera són zero.

No obstant això, sembla ser que això no és totalment així. A diferència dels combustibles fòssils, el CO2 que emet la crema de combustible de la biomassa, procedeix d'un carboni que va ser prèviament retirat de l'atmosfera en el mateix cicle biològic. Per tant, no alteren l'equilibri de CO2 a l'atmosfera i no incrementen l'efecte hivernacle.

En la combustió de qualsevol tipus de combustible es poden generar nombrosos elements producte de la combustió, entre els quals es podrien destacar nitrogen (N2), diòxid de carboni (CO2), vapor d'aigua (H2O), oxigen (O2 no utilitzat en la combustió), monòxid de carboni (CO), òxids de nitrogen (NOx), diòxids de sofre (SO2), in-cremats (combustible sense acabar-se de cremar), sutge i partícules sòlides. No obstant això, en la crema de la biomassa, només s'obté CO2 i aigua.

Què passa llavors amb aquesta polèmica de balanç de CO2? Realment sí que es produeix CO2 com a resultat de la combustió de la biomassa, Però això es considera un balanç zero perquè es planteja que la combustió de biomassa no contribueix a l'augment de l'efecte hivernacle. Això es deu al fet que el CO2 que s'allibera forma part de l'atmosfera actual (és el CO2 que absorbeixen i alliberen contínuament les plantes i arbres per al seu creixement) i no és el CO2 capturat en el subsòl al llarg de milers d'anys i alliberat en un breu espai de temps com passa amb els combustibles fòssils.

A més, cal tenir en compte que l'ús de l'energia de biomassa estalvia molt en el transport de el combustible que, al seu torn, emet més quantitats de CO2 a l'atmosfera i modifica l'equilibri ambiental.

Com podeu veure, després dels dos posts de la biomassa, que és una font d'energia renovable, que encara que no tan coneguda, si contribueix a la millora en la cura de l'medi ambient i és una opció energètica de el futur.