Carbiotor

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1. ¿Cuáles son las características generales del proyecto?

Carbiotor es un proyecto que pretende estudiar las posibilidades de utilización conjunta de carbón y biomasa torrefactada en centrales térmicas sin modificar las instalaciones existentes.

El proyecto ha sido cofinanciado con una ayuda pública del IDEPA (Instituto de Desarrollo Económico del Principado de Asturias), colaborando en su desarrollo EDP y el INCAR (Instituto Nacional del Carbón).

2. ¿Cómo surge el proyecto y cuáles son sus objetivos?

Carbiotor surge como continuación de colaboraciones anteriores con el INCAR (Instituto Nacional del Carbón), dentro de una línea de investigación relacionada con la búsqueda de energías más limpias.

El objetivo general es contribuir a la generación sostenible de energía eléctrica, mediante la co-combustión de combustibles fósiles y biomasa torrefactada. De esta manera se obtendrían menores emisiones de CO2, principal contribuyente al efecto invernadero.

El objetivo específico es evaluar la posibilidad de incorporación de una fuente energética renovable, la biomasa torrefactada, como combustible suplementario en calderas industriales de carbón pulverizado, sin modificar la infraestructura existente, en lo que se refiere a molienda y alimentación a quemadores.

3. ¿En qué consiste el proceso de torrefacción de la biomasa?

La torrefacción es un proceso térmico por el que se somete la biomasa a temperaturas relativamente bajas, del orden de 260-300 °C, en una atmósfera inerte o con bajo contenido de oxígeno. Con este tratamiento se consigue modificar las propiedades iniciales de la biomasa, aumentando su densidad energética y consiguientemente su poder calorífico. Además, la biomasa torrefactada presenta un carácter hidrófobo y una mejora notable en sus propiedades de molienda.

4. ¿Qué ventajas e inconvenientes tiene usar biomasa torrefactada frente a biomasa bruta?

La ventaja fundamental consiste en tratar con un combustible, biomasa torrefactada, que presenta a priori unas propiedades de molienda mucho más semejantes a las de carbón que la biomasa sin tratar. Gracias a ello se podría incorporar a los sistemas actuales de molienda. Por otro lado, los pélets de biomasa torrefactada son más susceptibles de almacenamiento a la intemperie que la biomasa bruta, debido a su hidrofobicidad.

El principal inconveniente es el coste de la biomasa torrefactada, que según datos del INCAR se sitúa en el orden de 200 €/tonelada.

5. ¿Cuál es la biomasa que mejor se comporta?

En este proyecto se han utilizado tres tipos de biomasa: serrín de pino, de chopo y de castaño, y se ha determinado que la que mejor se comporta en términos de molienda es el castaño, aunque globalmente habría que considerar otros aspectos, siendo uno de los más importantes la disponibilidad de la materia prima. En este sentido, también existe la posibilidad de utilizar mezclas de biomasas, en función de la estacionalidad y existencias.

6. ¿Pueden las cenizas de biomasa alterar la composición habitual de las cenizas y los gases de salida de forma que se incumpla alguna normativa?

Aunque algunas biomasas son ricas en elementos alcalinos como Na, K o Mg, normalmente el contenido de cenizas de la biomasa es muy bajo (<1-2%). Si además la proporción de biomasa en la mezcla con carbón no es elevada (<30%), no se debería esperar una alteración significativa en la composición habitual de las cenizas.

En cuanto a los gases de salida, lo que existirían serían beneficios medioambientales, dada la baja o nula presencia de azufre en la biomasa, lo que implicaría una reducción de las emisiones de SO2. También se debería esperar una reducción de las emisiones de NOx como consecuencia de las menores temperaturas de llama y el aumento de zonas reductoras debido al elevado contenido de volátiles de la biomasa, con la consiguiente reducción en las emisiones de óxidos de nitrógeno. En algunos casos la biomasa puede presentar contenidos elevados de cloro, lo cual sí que podría incidir en fenómenos de corrosión, sin bien el proceso de torrefacción puede disminuir este contenido de cloro. Cabe reseñar que en las biomasas utilizadas en este proyecto el contenido de cloro es prácticamente nulo (está por debajo de los límites cuantificables).

7. ¿Se trata de un proyecto viable técnica y económicamente?

En el proyecto se está evaluando la viabilidad técnica, aunque se puede avanzar tanto a partir de las experiencias llevadas a cabo en otros proyectos (actualmente en marcha), como de los resultados de este proyecto, que sería viable técnicamente.

Dada la diferencia de precio entre carbón y biomasa torrefactada, en principio no sería viable económicamente, aunque habría que tener en cuenta la disminución de emisiones de SO2, NOx antes mencionada, así como la reducción de las emisiones de CO2 dado que las debidas a biomasa no son computables, por considerar que ese CO2 fue absorbido previamente durante el crecimiento de la biomasa.

8. ¿Se aprovecha biomasa en otras centrales?

La co-combustión de carbón y biomasa se realiza desde hace años en muchas centrales a nivel mundial.

El caso más llamativo en la actualidad se da en el Reino Unido, donde se ha transformado completamente un grupo de la central de Drax de carbón a 100% biomasa. Se espera que en 2016 se quemen 7 millones de toneladas de pélets de biomasa en la central de Drax.

9. ¿Cuáles serían los siguientes pasos a la finalización del proyecto?

Sería necesario llevar a cabo un paso de escala, realizando experimentos de molienda de la biomasa torrefactada, así como de molienda conjunta con carbón, a escala de planta piloto o con experimentos en condiciones controladas en molinos de la propia central. Se debería realizar con pélets obtenidos a partir de biomasa torrefactada debido a su mayor densidad energética. Asimismo, se deberían llevar a cabo experimentos de co-combustión de larga duración en la propia central térmica, evaluando los inquemados, emisiones, composición de las cenizas, etc.