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1 1 INTRODUCCION AL APROVECHAMIENTO DE FUENTES RENOVABLES DE ENERGIA BIOMASA Alumno: Carlos Arturo Escrc!"a Pl#!"o Pro$r%: Dr% Ro&!rto B!st ' Bro(n “BIOMASA COMO FUENTE DE ENERGIA RENOVABLE”

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INTRODUCCION AL APROVECHAMIENTO DE FUENTES RENOVABLES DE ENERGIA

BIOMASA

Alumno: Carlos Arturo Escrc!"a Pl#!"o

Pro$r%: Dr% Ro&!rto B!st ' Bro(n

“BIOMASA COMO FUENTE DE ENERGIA RENOVABLE”

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INTRODUCCION AL APROVECHAMIENTO DE FUENTES RENOVABLES DE ENERGIA

BIOMASA

INTRODUCCION

BIOMASA ES TODA LA MATERIA VIVA EN LASUPERFICIE E)TERNA DELGADA DE LATIERRA LLAMADA BIOSFERA

*!s!c+os

Planta *! &#o"s

Com,osta

CICLO IDEAL DELCO-

CO2

ENERGIA SOLAR 

ENERGIATRANSPORTE. TERMICA

 / ELECTRICA

PUEDE VERSE COMO UN ENORME ALMACEN DEENERGIA 0UE SE RENUEVA CONTINUAMENTE

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INTRODUCCION AL APROVECHAMIENTO DE FUENTES RENOVABLES DE ENERGIA

BIOMASA

TOTALES MUNDIALES DE BIOMASA(millones de toneladas mt!i"as#

Total Masa *!Mat!r#a V#1a#nclu'!n*o

Hum!*a* -.222

Total !nPlantas *!t#!rra 3.422

Total !n

Bos5u!s3.622

POBLACION MUNDIAL7. 722 MILLONES

822 TON 9 PERSONABIOMASA TERRESTRE

PER CAPITA

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INTRODUCCION AL APROVECHAMIENTO DE FUENTES RENOVABLES DE ENERGIA

BIOMASA

DE LA MADERA AL CARBON

HASTA FINALES DEL SIGLO )VII LABIOMASA MADERA; ERA LA PRINCIPALFUENTE DE ENERGIA

CALENTAMIENTO ILUMINACION

CARBON DE MADERA

UNA VISION DEL ORIGEN DE LA REVOLUCION INDUSTRIAL

CRECIMIENTODE LA

POBLACION

INCREMENTOEN EL PRECIO

DE LA MADERA

PRODUCCION DE METALES

USO DECARBON

MINERAL MASECONOMICO;

AGOTAMIENTODEL CARBON

MINERALSUPERFICIAL

CAVADO DE MINASPROFUN<DASRE0UIERE

BOMBEO AGUA DEFLOTACION;

PRIMERASMA0UINAS

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INTRODUCCION AL APROVECHAMIENTO DE FUENTES RENOVABLES DE ENERGIA

BIOMASA

LA BIOMASA COMO COMBUSTIBLE

O)IDACION RAPIDA DE UN MATERIAL EN ELO)IGENO DEL AIRE CON DESPRENDIMIENTODE LU= / CALOR 

COMBUSTION

BIOMASA

 Celulosa

 Azúcares (Carbohidratos)

 Almidones

 Proteínas

energíaO H COOCH    ++→+2224

  22E>!m,lo: M!tano

[ ]   energíaO H COOOCH    ++→+2222

Com&ust#?n *!Car&o+#*ratos

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INTRODUCCION AL APROVECHAMIENTO DE FUENTES RENOVABLES DE ENERGIA

BIOMASA

LA BIOMASA COMO FUENTE DE ALMACENAMIENTO DE ENERGIA SOLAR

CO-

H-O

•Proc!sos natural!s *! *!scom,os#c#?n '•

Ca*!nas al#m!nt#c#as AEROBIAS

BIOMASA

  Carbón  Hidrógeno

  Oxígeno

  Nitrógeno

PRINCIPALESCONSTITU/ENTES DELA MATERIA VIVA

FOTOSINTESIS: Proc!so #n1!rso a la com&ust#?n o *!scom,os#c#?n5u! ocurr! !n $orma natural !n las ,lantas 1!r*!s

[ ]  2222

  OOCH Solar  EnergíaO H CO   +→++

DE ESTA FORMA EL CRECIMIENTO DE LA MATERIA VIVA EN LA BIOSFERA PUEDEVERSE COMO UNA FORMA DE ALMACENAMIENTO DE ENERGIA SOLAR 

CIERREDE CICLO

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INTRODUCCION AL APROVECHAMIENTO DE FUENTES RENOVABLES DE ENERGIA

BIOMASA

FORMAS DE E$TRACCION DE LA ENERGIA A %ARTIR DE BIOMASA

3%< COMBUSTION DIRECTA

BIOMASA

S!ca*oD!s,!*a@a*oP!l!t#@a*o

COMBUSTIBLE Cal!ntam#!nto*omst#co

Cal!ntam#!nto

#n*ustr#alEn!r"aElctr#ca

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INTRODUCCION AL APROVECHAMIENTO DE FUENTES RENOVABLES DE ENERGIA

BIOMASA

FORMAS DE E$TRACCION DE LA ENERGIA A %ARTIR DE BIOMASA ("ont&#

-%< GASIFICACION

CONSISTE EN HACER REACCIONAR UN

COMBUSTIBLE SLIDO CON VAPOR DE AGUA /AIRE u O)IGENO A ALTA TEMPERATURA

Tratam#!nto#n#c#al

Planta *!

1a,orGas#$#ca*or S!,arac#?n

*! r!s#*uos

La1a*o *!

"as

BIOMASA

AGUA

AIRE

Gas *!&a>o ,o*!rcalor$#co

PROCESO CON AIRE

Tratam#!nto#n#c#al

Planta *!1a,or

Gas#$#ca*or

S!,arac#?n*! r!s#*uos

La1a*o *!"as

BIOMASA

AGUA

AIRE

Gas con,o*!rcalor$#com!*#o

PROCESO CON O)IGENO

Planta *!o"!no

A>ust! *!r!lac#?n C:H

Snt!s#s

R!moc#?n*! CO-

S!,arac#?n

Gas *!snt!s#s

Com&ust#&l!"as!oso

Com&ust#&l!

l5u#*o

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INTRODUCCION AL APROVECHAMIENTO DE FUENTES RENOVABLES DE ENERGIA

BIOMASA

FORMAS DE E$TRACCION DE LA ENERGIA A %ARTIR DE BIOMASA ("ont&#

%< DIGESTIONANAEROBIADESCOMPOSICION DE MATERIA ORGANICA ENMETANO / BIO)IDO DE CARBONO EN AUSENCIA DEO)IGENO MEDIANTE LA ACCION DE BACTERIAS

DIGESTIONANAEROBIADE BIOMASA

NATURAL

SINTETICA

•DESCOMPOSICION DE VEGETACION TERRESTRE•DESCOMPOSCION DE MAT% ORGANICA ENCUERPOS DE AGUA

DIGESTORES ANAEROBIOS•R!s#*uos A"rcolas•R!s#*uos Ur&anos

RELLENOS SANITARIOS•R!s#*uos A"rcolas•R!s#*uos Ur&anos

PRODUCTOS

BIOGASCH8 72<7CO- -7<72

RESIDUOCom,osta

COMBUSTIBLE•Domst#co•Trans,ort!•G!n!rac#?n !lctr#ca

COMPOSTA•Uso A"rcola•Alto cont!n#*o *! nutr#!nt!s

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INTRODUCCION AL APROVECHAMIENTO DE FUENTES RENOVABLES DE ENERGIA

BIOMASA

FORMAS DE E$TRACCION DE LA ENERGIA A %ARTIR DE BIOMASA ("ont&#

ALTOS TIEMPOS DERESIDENCIA EN LOSREACTORES E5u#,os

mu' "ran*!s;

EEMPLO DE DIAGRAMA DE FLUO

DIGESTIOS ANAEROBIA DE RESIDUOS SOLIDOS ORGANICOS / LODOSDE TRATADORA DE AGUA

%< DIGESTION ANAEROBIA cont%;

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INTRODUCCION AL APROVECHAMIENTO DE FUENTES RENOVABLES DE ENERGIA

BIOMASA

FORMAS DE E$TRACCION DE LA ENERGIA A %ARTIR DE BIOMASA ("ont&#

8%< RELLENOSSANITARIOS SITIOS E)PROFESAMENTE DISEADOS /CONSTRUIDOS PARA CONFINAR RESIDUOSSLIDOS MUNICIPALES DE MANERA CONTROLADA

FASES

3%< PREPARACION DEL TERRENO

-%< LLENADO POR CAPAS

%< RECUBRIMIENTO

DESCOMPOSICIONANAEROBIA DEMATERIA ORGANICA

PROCESO

BIOGAS

372<22m9ton&asura

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INTRODUCCION AL APROVECHAMIENTO DE FUENTES RENOVABLES DE ENERGIA

BIOMASA

FORMAS DE E$TRACCION DE LA ENERGIA A %ARTIR DE BIOMASA ("ont&#

7%< FERMENTACION PROCESO MEDIANTE EL CUAL LOS A=UCARESSON CONVERTIDOS EN ALCOHOLES MEDIANTEREACCIONES BIOLOGICAS ANAEROBIAS

BIOMASA H#*r?l#s#s

A=UCARES

F!rm!ntac#?nD!st#lac#?n

ETANOL  •Uso *#r!cto•o *#lu!nt! *!

"asol#na

MATERIA PRIMA LITROS9ton L#tros9+aJaKo

CaKa *! A@car 2 822 3-222

Ma@ 62 -72 -222/uca ra@; 342 722 8222

Pa,a *ulc!; 3-2 3222 8722Ma*!ra 362 362 < 8222

RENDIMIENTOS EN ETANOL

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INTRODUCCION AL APROVECHAMIENTO DE FUENTES RENOVABLES DE ENERGIA

BIOMASA

FUENTES DE BIOMASA

BIOMASA

RESIDUOS DEGANADERIA

•RESIDUOS DE COSECHAS•RESIDUOS DE MADERA•E)CEDENTES DE PRODUCCION

RESIDUOSAGRICOLAS

CULTIVOSENERGETICOS

•MADERA•CAA DE A=UCAR •MAI=. SORGO

RESIDUOS

DE CULTIVOSTROPICALES•BAGASO DE CAA•CASCARILLA DE ARRO=•CASCARA DE COCO

DESECHOSSOLIDOS

ORGANICOS

•RESIDUOS SOLIDOS

MUNICIPALES•RESIDUOSCOMERCIALES EINDUSTRIALES

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INTRODUCCION AL APROVECHAMIENTO DE FUENTES RENOVABLES DE ENERGIA

BIOMASA

METODOS DE E$TRACCION DE ENERGIA EN FUNCION DE LA FUENTE DE BIOMASA

COMBUSTIONDIRECTA

GASIFICACION DIGESTIONANAEROBIA

RELLENOSSANITARIOS

FERMENTACION/ E)TRACCION

RESIDUOSAGRICOLAS

RESIDUOS DEGANADERIA

RESIDUOSDE CULTIVOSTROPICALES

DESECHOSSOLIDOS

ORGANICOS

CULTIVOSENERGETICOS

•En!r"atrm#ca•En!r"a

Elctr#ca

•En!r"atrm#ca•En!r"aElctr#ca

Gas *!

Snt!s#s

•En!r"atrm#ca•En!r"aElctr#ca•Trans,ort!

BIOGAS

•En!r"atrm#ca•En!r"aElctr#ca•Trans,ort!

BIOGAS

•Trans,ort!

ETANOL

ACEITES

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INTRODUCCION AL APROVECHAMIENTO DE FUENTES RENOVABLES DE ENERGIA

BIOMASA

%OTENCIAL DE OBTENCION DE ENERGIA A %ARTIR DE BIOMASA's CONSUMOS ACTUALES

POTENCIAL DE ALMACENAMIENTODE ENERGIA POR BIOMASATERRESTRE .222 E9aKo

CONSUMO TOTAL DE TODAS LASFORMAS DE ENERGIA 822 E9aKo

72

>

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INTRODUCCION AL APROVECHAMIENTO DE FUENTES RENOVABLES DE ENERGIA

BIOMASA

EFICIENCIA DE CONVERSION DE ENERGIA SOLAR EN BIOMASA

EN TERMINOS ENERGETICOS. NO TODA LA RADIACION INCIDENTEEN UNA PLANTA VERDE ES CONVERTIDA EN ENERGIA UTILI=ABLE

E>!m,lo: Una +!ctr!a *! t#!rra !n una @ona con Irra*#anc#a*! 3222 +9m- aKo

3222 + !5u#1% %6 G ' 3 +a !5u#1% 32.222 m- 6.222 GSolo 39 s! r!c#&! *urant! !l ,!r#o*o *! cr!c#m#!nto 3-.222 G

-2 *! sta ll!"a !$!ct#1am!nt! a las +o>as -.822 G

36% *! la cual s! ,#!r*! ,or r!$l!#?n -.222 G

72 *! sta $otos#ntt#cam!nt! act#1a 3.222 G

2 *! sta !n!r"a almac!na*a 22 G

62 *! sta s! con1#!rt! !n $olla>! 342 G

SOLO 2%7 DE LA RADIACION TOTALRECIBIDA SE CONVIERTE EN FOLLAE32 TONELADAS DE BIOMASABASE SECA; 9 +!ctr!a aKo

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INTRODUCCION AL APROVECHAMIENTO DE FUENTES RENOVABLES DE ENERGIA

BIOMASA

DIS%ONIBILIDAD DE LA BIOMASA COMO RECURSO ENERGETICO

NO TODA LA BIOMASA 0UEPOTENCIALMENTE CRECE ENLA TIERRA .222 G9aKo;

ES UTILI=ABLE COMOENERGIA

ALIMENTACION HUMANA

FORRAE

MADERA / FIBRAS

ENERGIA

FUENTE DE BIOMASA POTENCIAL ANUALDE DISPONIBILIDAD E;Cult#1os En!r"t#cos 3-4R!s#*uos An#mal!s -7R!su*uos *! For!stal!s 38R!s#*uos *! CaKa *! A@car 3-Bos5u!s E#st!nt!s 32

R!s#*uos Ur&anos TOTAL -27

UN ESTIMADO DEL POTENCIAL REAL UTILI=ABLE PARA LA PRODUCCION DE ENERGIAPARA EL AO -272 Con$!r!nc#a *! las Nac#on!s Un#*as !n M!*#o Am&#!nt! ' D!sarrollo;

72*!l

consumoactual

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INTRODUCCION AL APROVECHAMIENTO DE FUENTES RENOVABLES DE ENERGIA

BIOMASA

BENEFICIOS E IM%ACTO AMBIENTAL

COMBUSTIONDIRECTA

CICLO CERRADO DE CO-

BENEFICIOSDISMINUCION DE CO- DE EFECTOINVERNADERO

DISMINUCION EN LAEMISION DE O)IDOS DE

A=UFRE

DISMINUCION EN ELEFECTO DE LLUVIA

ACIDA

APROVECHAMIENTODE BIOGAS ENRELLENOSSANITARIOS

REDUCCION EN ELMETANO 0UE SE EMITEAL AMBIENTE

DISMINUCION DE CH8 DEEFECTO INVERNADERO2 1!c!s ma'or 5u! CO-

IM%ACTOS %OTENCIALESEFECTO NOCIVO DELUSO DE FERTILI=ANTES/ PESTICIDAS

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INTRODUCCION AL APROVECHAMIENTO DE FUENTES RENOVABLES DE ENERGIA

BIOMASA

AS%ECTOS ECONMICOS

FACTORESINSTITUCIONALES

•RQGIMEN DE IMPUESTOS•GRATIFICACIN PARA INVESTIGACIN / DESARROLLO•CUANTIFICACIN EN TQRMINOS ECONMICOS DEL USO DECOMBUSTIBLES NEUTROS EN EFECTO INVERNADERO•IMPUESTO AL USO DE COMBUSTIBLES FSILES

BIOGAS

Q)ITO ECONMICO SI:•EL GAS SE VENDE AL PRECIO COMPARABLE AL GAS NATURAL

•SE DA UN CRQDITO POR LA DISPOSICIN DE DESPERDICIOS•LAS PLANTAS DE BIOGAS SE OPERAN EN CICLOS COMBINADOS

CULTIVOSENERGQTICOS

Q)ITO ECONMICO SI:•PUEDEN PRODUCIRSE EN TIERRAS SIN USO AGRCOLA A UN COSTOCOMPETITIVO CON COMBUSTIBLES FSILES

RESIDUOSFORESTALES

Q)ITO ECONMICO SI:•SE EMPLEAN E)CEDENTES 0UE ACTUALMENTE SE DISPONGAN HACIARELLENOS SANITARIOS

ETANOL

Q)ITO ECONMICO DEPENDE DE :•SI SE PRODUCE E)< PROFESO O ES UNA ADICIN A LA PRODUCCINDE A=CAR•SI SE PRODUCE COMO E)TENDEDOR DE GASOLINA O PURO•EL PRECIO DE LA GASOLINA EN EL MERCADO

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INTRODUCCION AL APROVECHAMIENTO DE FUENTES RENOVABLES DE ENERGIA

BIOMASA

FIN

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INTRODUCCION AL APROVECHAMIENTO DE FUENTES RENOVABLES DE ENERGIA

BIOMASA