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LA BIOMASA EN EL PANORAMA
ENERGÉTICO NACIONAL
Facultad de Ingeniería Ing. Carlos Alderetes - 2012
Objetivos de la Charla
Conocerá la demanda de energía y combustibles en el mundo y la Argentina
Conocerá los parámetros principales de diseño, operación y performance de los
ciclos térmicos actuales
Aprenderá los desafíos tecnológicos en materia de generación de energía
Aprenderá sobre la importancia de la biomasa en la política energética del país
Conocerá sobre los proyectos termo-energéticos más relevantes en el país y la
región, especialmente los de cogeneración y gasificación con biomasa. Las
inversiones requeridas
Entenderá el rol estratégico de la ingeniería en el nuevo contexto actual y futuro
relacionado con el desarrollo de materiales, tecnologías y combustibles
Crecimiento Poblacional Mundial
Consumo energético per cápita
USA:13.663 kwh/cápita
Australia:11.182
Alemania: 7149
Chile: 3321
Venezuela: 3092
Argentina: 2800
Uruguay: 2600
Brasil: 2237
México: 1983
Perú: 1046
Paraguay: 1003
Colombia: 974
Consumo de energía del
año 2008 según datos del
Banco Mundial en kwh/cap.
Consumo Energía Mundial
Consumo Energía Mundial
Contaminación ambiental Mundial
Demanda Energética Mundial
Precios de los combustibles
Precios de los combustibles
Panorama Energético Nacional
Generación anual por fuente - Argentina
Consumo combustible en Centrales
Generación Térmica - Argentina
Precios de la Energía Eléctrica
Las reservas de Argentina (oil & gas)
Las reservas de Argentina (oil & gas)
La fragilidad energética Argentina
1. Rusia: 55%
2. Argentina: 64%
Rusia tiene reservas para 70
años
Argentina tiene reservas sólo
para 8 años
El 93% de la caída en la
producción de petróleo ocurre
entre 2003-2011
El 100% de la caída en la
producción de gas natural tiene
lugar en el período 2005-2011
Brasil: 9%
Perú: 12%
Colombia: 22%
USA: 22%
UE: 25%
México: 27%
Países con alta dependencia gas Países con baja dependencia gas
Precios del gas natural
Liderazgo energético regional
Comparativa reservas de Brasil vs Argentina
2000 2010 Variación %
Brasil – Argentina
Reservas petróleo: 2.8 5.6 + 60 - 20
Reservas de gas 0.28 1.6 + 70 - 55
Producción de petróleo: 1.55 3.20 + 65 - 20
Producción de gas: 0.20 0.31 + 65 + 6
Transformaciones Energía Térmica
Desafíos energéticos Argentina
Mejorar los rendimientos térmicos efectivos de los ciclos a través del incremento de las presiones y temperaturas de trabajo del vapor
Impulsar investigaciones en nuevas tecnologías de combustión (oxicombustión, chemical looping)
Promover la producción de biocombustibles
Promover el uso de las biomasas regionales
Avanzar en la promoción de la cogeneración en la industria
Impulsar las tecnologías de gasificación y pirólisis
Implementar estrategias de uso racional de energía como las recomendadas en los estándares internacionales ASME EA 1/4-2010 e ISO 500001
Rever la política de precios de energía y combustibles
Mejoras de Ciclos Térmicos
Evolución de las presiones
y temperaturas del vapor
Los materiales y la
generación de energía
Las nuevas tecnologías de combustión
Las nuevas tecnologías de combustión
URE - Argentina
El uso racional de la energía (URE) y de los combustibles constituye una cuestión estratégica en los países avanzados y competitivos
Existen escenarios de demanda creciente de energía y de combustibles renovables. La biomasa ocupa un lugar relevante de estudios e inversiones impulsando su utilización
En Argentina existen varias leyes promoviendo el uso de combustibles renovables (biodiesel, bioetanol) y en forma reciente lanzó el Programa Probiomasa que pretende obtener en los próximos 10 años una participación de estos combustibles en el 10% de la energía primaria. Para el período (2012 – 2015) se espera pasar de consumir unas 4 millones de TEP actuales de biomasa a 12.000 toneladas anuales y generar 200 Mw de potencia eléctrica y 200 Mw térmicos
Los temas ambientales pesan cada vez mas sobre estas políticas de uso de la energía y combustibles
La Biomasa
Petratamiento de la Biomasa
Usos de la Biomasa
Usos de la Biomasa
Usos de la Biomasa
La Biomasa
La Biomasa
Biocombustibles
Biocombustibles
Bioetanol
Bioetanol
Bioetanol
Bioetanol
Energía e Industria
Consumo específico de energía
eléctrica: 1500 kwh / ton
Consumo específico de vapor
para procesos: 10 ton / ton
Planta que produce 330 ton/día
de papel, precisa
Energía diaria: 496 Mwh
Vapor diario: 3300 ton
Combustible diario: 1236
toneladas leña
Consumo específico de energía
eléctrica: 11 kwh / Hl
Consumo específico de vapor
procesos (8 bar): 56 kg / Hl
Planta que produce 6000 HL/día
Energía diaria: 66 Mwh
Vapor diario: 336 ton
Gas natural diario: 28.000 Nm3
Planta de Celulosa y Papel Cervecería
La Cogeneración
Ventajas de la Cogeneración
Máxima eficiencia térmica
Menor consumo específico combustible
Permite el uso de combustibles renovables
Genera nuevos ingresos por venta energía a la red
Alta confiabilidad de marcha
Menor emisión de gases contaminantes
Utiliza tecnologías conocidas
Posibilita el uso de varios desechos industriales,
agrícolas, municipales, etc.
Cogeneración en Brasil
Cogeneración en Brasil
Potencial de cogeneración - Argentina
Industria aceitera: 250 Mw
Industria azúcar y alcohol: 300 Mw
Química y Petroquímica: 300 Mw
Celulosa y Papel: 200 Mw
Otras Industrias (Siderurgia, Alimentos y Bebidas,
Cerámicas): 600 Mw
Considerando Turbogas: 1200 Mw
Potencial Total de Cogeneración: 3000 Mw
Proyectos de cogeneración - Argentina
Ingenio y Destilería La Florida –
Tucumán. Ciclo de cogeneración con
turbina de extracción y condensación de
30 Mw + caldera de 200 ton/h, de
68bar y 510ºC. Inversión: 50 U$S
millones de dólares
Ingenio y Refinería Ledesma SAIC.
Reemplazo de diez calderas de baja
presión por una sola de 200 ton/h de 45
bar y 420ºC. Inversión en caldera: 6 mill
U$S. Ingresos por ahorro de gas y venta
de energía: 200.000 U$S / año
Aceite General Deheza (AGD). Planta
de cogeneración de 10 Mw a partir de
cáscaras de girasol y maní. Dentro de un
radio de 35 km recolecta 50.000 ton
/año de cáscaras para su planta. Opera
con una caldera de 120 ton/ h de 44bar
y 450ºC. Proyecto (MDL)
Papel Misionero. Planta de cogeneración
a partir de residuos biomásicos
forestales. Inversión: 60 mill U$S en
caldera de lecho fluidizado de 115
ton/h de 72 bar y 480ºC. Este proyecto
generará 15 Mw de los cuales 6 Mw se
entregan a la red generando nuevos
ingresos. Esto permitirá ahorrar unas
20.000 ton/ año de fuel oil
Molinos Río de la Plata, Planta San
Lorenzo: tiene un ciclo turbovapor de
contrapresión que genera 27 Mw de los
cuales 17 son para consumo propio y el
resto vende a la red.
Nidera, Planta Junín: cuenta con grupo
de turbovapor de contrapresión que
genera 7Mw y opera con un 90% de
cáscara de girasol y 10% de fuel oil
Inversiones en proyectos de cogeneración
Las inversiones en el área de generación de energía varía
entre los países pero se ubica entre los 300-400 U$S/kwh con
turbogeneradores de contrapresión
Para calderas de biomasa entre 100 y 200 ton/h en quema
convencional sobre grillas operando entre 40-45 bar y 420-
480ºC las inversiones se ubican entre los U$S 12-18 millones
(incluye montaje y obras civiles)
Los costos operativos dependen del precio de los combustibles
en cada país pero se pueden ubicar entre 1.5 – 3 U$S / Kwh
El precio de compra de la energía a los cogeneradores
depende de cada país pero se encuentran entre un mínimo de
30 U$ / Mwh y un máximo de 60 U$S / Mwh
Inversiones en proyectos de cogeneración
Las inversiones en cogeneración en el sector arrocero uruguayo hay dos proyectos
recientes muy interesantes:
Galofer SA: genera 14 Mw operando con un ciclo turbovapor de condensación a
68 bar y 520ºC, y vende a la red 12,5 Mw. Consume unas 176.000 tn cáscara /
año y entregará a la red unos 100.000 Mw/año. Demandó una inversión de unos
U$S 18 millones
Fenirol SA: genera unos 10 Mw en un ciclo turbovapor y entrega a la red 8.8 Mw.
Usa una caldera que quema residuos forestales y un 20% de cáscara de arroz,
operando a 47 bar y 450ºC y generando unas 50 ton/h de vapor. El proyecto
como propuesta (MDL) exigió una inversión del orden de los U$S 25 millones
La provincia de Corrientes con 80.000 Ha sembradas de arroz y una producción
anual de 550.000 ton, producirá unas 110.000 ton. cáscara/año. Con este
combustible en un ciclo turbovapor de condensación y operando con una caldera
de 45 bar y 450ºC, podrá producir unos 123.904 Mw/año, consumiendo unas 312
ton/día de cáscara. La inversión puede estar en el orden de U$S 12-15 millones
Inversiones en proyectos de cogeneración
Inversiones en proyectos de cogeneración
Inversiones en proyectos de cogeneración
Inversiones en proyectos de cogeneración
Gasificación biomasa- Chaco
Gasificación de la biomasa es la
transformación de un combustible
sólido en una mezcla de gases
también combustibles, compuesta por
CO + H2 + CH4 principalmente
Esta conversión involucra varias fases
entre ellas:
1. Secado
2. Pirólisis
3. Combustión
4. Reducción
Se usa acoplado a generalmente a
un motor de combustión interna y
puede generar desde 14 a 850 Kw
de potencia
Gasificación biomasa- Chaco
Estaciones de bombeo de
irrigación
Aserraderos
Poblaciones pequeñas
Establecimientos o talleres
de manufactura pequeñas
Problemas de suministro de
combustibles tradicionales
Sustituir parcialmente los
combustibles tradicionales
Calderas
Secadoras
Calentadores de fluidos
térmicos o asfalto
Hornos
Cocinas
Generación de electricidad Generación de calor
Gasificación biomasa- Chaco
Gasificación biomasa- Chaco
Gasificación biomasa- Chaco
Gasificación biomasa- Chaco
Gasificación biomasa- Chaco
Gasificación biomasa- Chaco
Gasificación biomasa- Chaco
Gasificación biomasa- Chaco
Parámetros Gasificación
Leña, madera: 1.1 – 1.5
Carbón vegetal: 0,9
Cáscara de arroz: 2 – 3.5
Rendimiento térmico del
grupo (Gasógeno + Motor
Diesel)
rendimiento global 13 a 22%
Gasificadores importados
850 – 4200 U$S / kwh
Gasificadores de fabricación
nacional
400 – 1550 U$ / kwh
Gasificador Ankur de 220 kwh
instalado en Plaza demandó una
inversión de U$S 82.200
82.200 / 220 = 374 U$S/kwh
Consumo específico biomasa
kg/ kwh Inversiones U$S / Kw
Gasificación biomasa- Chaco
