Las calderas de biomasa y la polémica del balance de CO2

leña

En el anterior post hablamos sobre la energía de la biomasa . Desde qué es, cómo funciona y de dónde proviene hasta sus ventajas y desventajas. Hice una pequeña mención a las calderas de biomasa, pero no entré en detalle ya que quiero exponerlo aquí más detallado.

En este post vamos a hablar de las distintas calderas de biomasa y de la polémica del balance de CO2 que existe con la energía de la biomasa.

¿Qué son las calderas de biomasa?

Las calderas de biomasa se utilizan como fuente de energía de la biomasa y para la generación de calor en los hogares y edificios. Utilizan como fuente de energía combustibles naturales como los pellets de madera, huesos de aceituna, residuos forestales, cáscaras de frutos secos, etc. También se emplean para calentar el agua en las viviendas y edificios.

El funcionamiento es similar a la de cualquier otra caldera. Estas calderas queman el combustible y van generando una llama horizontal que va entrando en un circuito de agua e el intercambiador de calor con lo que se va obteniendo agua caliente para el sistema. Para optimizar el uso de la caldera y los recursos orgánicos como combustibles, se puede instalar u acumulador que almacena el calor producido de una forma similar a como lo hacen los paneles solares.

Calderas de biomasa

Fuente: https://www.caloryfrio.com/calefaccion/calderas/calderas-de-biomasa-ventajas-y-funcionamiento.html

Para poder almacenar los residuos orgánicos que serán empleados como combustibles, las calderas necesitan de un contenedor para el almacenaje. Desde ese contenedor, mediante un alimentador de tornillo sin fin o de succión, lo lleva a la caldera, donde se realiza la combustión. Esta combustión genera cenizas que se deben de vaciar varias veces al año y se van acumulando en un cenicero.

Tipos de calderas de biomasa

A la hora de elegir qué tipo de calderas de biomasa vamos a comprar y utilizar tenemos que analizar el sistema de almacenamiento y del sistema de transporte y manipulación. Algunas calderas permiten quemar más de un tipo de combustible, mientras que otras (como por ejemplo las calderas de pellet) sólo dejan quemar un tipo de combustible.

Las calderas que permiten quemar más de un combustible necesitan de una mayor capacidad de almacenamiento ya que son de mayor tamaño y potencia. Éstas normalmente están destinadas a usos industriales.

Por otro lado nos encontramos con las calderas de pellets que son las más comunes para potencias medias y que se utilizan para la calefacción y agua caliente sanitaria mediante acumuladores en viviendas de hasta 500 m2.

caldera de leña

Existe algunas calderas de biomasa que trabajan con una eficiencia cercana al 105% por lo que supone un ahorro de combustible del 12%. También tenemos que tener en cuenta que el diseño de las calderas depende en gran medida de la humedad del combustible que queramos emplear.

  • Calderas para combustibles secos. Estas calderas tienen una baja inercia térmica y normalmente están preparadas para mantener una llama intensa. Dentro de la caldera se pueden alcanzar temperaturas tan altas que son capaces de cristalizar la escoria.
  • Calderas para combustibles húmedos. Esta caldera, al contrario que la anterior, dispone de una gran inercia térmica para poder quemar el combustible húmedo. El diseño de la caldera debe de permitir secar suficientemente el combustible para que la gasificación y oxidación sea completa y no se produzca humo negro.

Calderas de pellets-huesos de aceituna

Existe gran variedad de calderas de biomasa que utilizan los pellets como combustibles. Entre todas ellas nos encontramos con:

Caldera de biomasa de pellets modular

Sirve para instalaciones con potencias entre 91kW y 132kW y que utilicen pellet de pino como combustible. Esta caldera modular está preparada para un funcionamiento en cascada. Incluye el depósito de reserva, el cenicero compresor y un sistema de aspiración para el transporte de pellet. Además genera un gran ahorro ya que consigue reducir el consumo de combustible al bajar la temperatura de los gases para la combustión. Consigue rendimientos de hasta el 95%. También dispone de un sistema de limpieza totalmente automático. Dispone de un conjunto de turbuladores que además de retener el paso de los humos, con el fin de mejorar el rendimiento, se encargan de la limpieza de restos de cenizas en los pasos de humos.

caldera de pellet

Fuente: http://www.domusateknik.com/

El quemador cuenta con un sistema de limpieza de cenizas automático. La parte inferior del cuerpo de combustión del quemador cuenta con un sistema de limpieza que periódicamente se encarga de enviar las cenizas que se generan en la combustión, al cenicero. Se realiza la limpieza incluso con el quemador funcionando, lo que permite no alterar el confort de la instalación y reducir el consumo de la caldera.

Calderas de leña

Por otro lado, nos encontramos calderas de biomasa cuyo combustible es la leña. Entre ellas nos encontramos con:

Caldera de gasificación de alta eficiencia

Se trata de calderas de gasificación de llama invertida para troncos de leña. Normalmente presentan una gama de tres potencias comprendidas entre 20, 30 y 40 kW.

Las ventajas que tienen este tipo de calderas son:

  • Alta eficiencia energética que permite reducir el consumo de combustible. La eficiencia obtenida es del 92%, lo que supera el 80% exigido por la normativa de instalación.
  • Autonomía de carga de hasta siete horas.
  • Ajusta la potencia generada a la demandada gracias a su sistema de modulación electrónica.
  • Incorpora un sistema de seguridad contra sobrecalentamiento.
caldera de leña

Fuente: http://www.domusateknik.com/

Ventajas que ofrece tener una caldera de biomasa

La primera ventaja más destacable es sin duda el precio de la biomasa. Normalmente, su precio es muy estable debido a que no depende de mercados internacionales como lo hacen los combustibles fósiles. También mencionamos que es una energía bastante barata ya que se genera a partir de recursos locales por lo que no tiene costes de transporte. Al ser bastante rentable y competitiva aporta confort económico al usuario.

La segunda ventaja destacable es que es una tecnología segura y avanzada. Es decir, su mantenimiento es sencillo y su eficiencia es alta. El pellet es un combustible natural que, debido a su alto poder calorífico, hacer que, de forma renovable y rentable, aporta a la caldera unos rendimientos cercanos al 90%.

fuego, leña

Por último, la ventaja más clara es que utiliza una energía limpia e inagotable al ser renovable. Durante su uso emite CO2 ya que quema combustible fósil, pero este CO2 es neutro debido a que durante su crecimiento y desarrollo, la materia prima ha absorbido CO2 durante la fotosíntesis. Esto es hoy día centro de una polémica en el uso y contaminación de la energía de la biomasa que veremos más adelante. Además, tenemos la ventaja de que al extraer la biomasa forestal ayuda a la limpieza de los montes y a prevenir los incendios.

Hay que mencionar que la biomasa es una fuente de empleo en el ámbito rural y que es respetuosa con el cuidado del medioambiente.

Desventajas de las calderas de biomasa

Las calderas de biomasa tienen un menor poder calorífico si lo comparamos con los combustibles fósiles. El pellet tiene la mitad de poder calorífico que el gasoil. Por lo tanto, necesitaremos el doble d combustible para tener la misma energía que con gasoil.

Debido a que los combustibles como el pellet son de baja densidad, se necesita un gran espacio para su almacenaje. Normalmente, las calderas necesitan un silo para almacenar el combustible cerca.

Polémica del balance de CO2 en la energía de la biomasa

Como sabemos, para poder emplear la energía de la biomasa, debemos de quemar un combustible. Durante la quema del combustible, estamos emitiendo CO2 a la atmósfera. Entonces, ¿en qué se diferencia la energía de la biomasa a los combustibles fósiles?

Durante el crecimiento y desarrollo de la materia prima que empleamos para quemar, las plantas, restos de poda, restos de agricultura, etc. Han estado absorbiendo CO2 de la atmósfera mediante la fotosíntesis. Esto hace que el balance de CO2 de la energía de la biomasa sea considerado neutro. Es decir, la cantidad de CO2 que emitimos a la atmósfera por la quema de combustibles naturales, ya previamente ha sido absorbido por las plantas durante su crecimiento, por lo que se puede decir que las emisiones totales a la atmósfera son cero.

Sin embargo, parece ser que esto no es totalmente así. A diferencia de los combustibles fósiles, el CO2 que emite la quema de combustible de la biomasa, procede de un carbono que fue previamente retirado de la atmósfera en el mismo ciclo biológico. Por lo tanto, no alteran el equilibrio de CO2 en la atmósfera y no incrementan el efecto invernadero.

pellets

En la combustión de cualquier tipo de combustible se pueden generar numerosos elementos producto de la combustión, entre los que se podrían destacar nitrógeno (N2), dióxido de carbono (CO2), vapor de agua (H2O), oxígeno (O2 no utilizado en la combustión), monóxido de carbono (CO), óxidos de nitrógenos (NOx), dióxidos de azufre (SO2), in-quemados (combustible sin terminarse de quemar), hollín y partículas sólidas. Sin embargo, en la quema de la biomasa, sólo se obtiene CO2 y agua.

¿Qué ocurre entonces con esta polémica de balance de CO2? Realmente sí que se produce CO2 como resultado de la combustión de la biomasa, pero esto se considera un balance cero porque se plantea que la combustión de biomasa no contribuye al aumento del efecto invernadero. Esto se debe a que el CO2 que se libera forma parte de la atmósfera actual (es el CO2 que absorben y liberan continuamente las plantas y árboles para su crecimiento) y no es el CO2 capturado en el subsuelo a lo largo de miles de años y liberado en un breve espacio de tiempo como ocurre con los combustibles fósiles.

Además, hay que tener en cuenta que el uso de la energía de biomasa ahorra mucho en el transporte del combustible que, a su vez, emite más cantidades de CO2 a la atmósfera y modifica el equilibrio ambiental.

Como podéis ver, tras los dos posts de la biomasa, que es una fuente de energía renovable, que aunque no tan conocida, sí contribuye a la mejora en el cuidado del medioambiente y es una opción energética del futuro.

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