{"id":92902,"date":"2018-03-11T10:12:03","date_gmt":"2018-03-11T10:12:03","guid":{"rendered":"https:\/\/www.deberes.net\/tesis\/sin-categoria\/evaluacion-de-la-biomasa-como-recurso-energetico-renovable-en-cataluna\/"},"modified":"2018-03-11T10:12:03","modified_gmt":"2018-03-11T10:12:03","slug":"evaluacion-de-la-biomasa-como-recurso-energetico-renovable-en-cataluna","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.deberes.net\/tesis\/ingenieria-y-tecnologia-quimicas\/evaluacion-de-la-biomasa-como-recurso-energetico-renovable-en-cataluna\/","title":{"rendered":"Evaluaci\u00f3n de la biomasa como recurso energ\u00e9tico renovable en catalu\u00f1a"},"content":{"rendered":"<h2>Tesis doctoral de <strong> Sergio Mart\u00ednez Lozano <\/strong><\/h2>\n<p>El aprovechamiento energ\u00e9tico de los residuos de biomasa se ha incrementado a lo largo de los \u00faltimos a\u00f1os en espa\u00f1a y catalu\u00f1a. El principal motivo de este incremento es la necesidad de cumplir los objetivos energ\u00e9ticos a nivel regional y estatal, especificados en el pla de l energia de catalunya 2006-2015 para catalu\u00f1a, y en el plan nacional de energ\u00edas renovables 2005-2010 para espa\u00f1a. Estos objetivos est\u00e1n directamente relacionados con las limitaciones sobre la emisi\u00f3n de gases de efecto invernadero (gei) que se derivan del protocolo de kyoto. otros factores externos como la tendencia en el consumo internacional de recursos de origen f\u00f3sil, el incremento de precios de las materias primeras y la aparici\u00f3n de una nueva legislaci\u00f3n europea favorable al desarrollo de las energ\u00edas renovables, y en concreto, al fomento de la energ\u00eda generada a partir de biomasa, promueven el aprovechamiento energ\u00e9tico de este recurso de diversos or\u00edgenes (forestal, industrial, agr\u00edcola y cultivos energ\u00e9ticos) para la producci\u00f3n de electricidad y\/o calor en espa\u00f1a y catalu\u00f1a.   en espa\u00f1a, a diferencia de otros pa\u00edses europeos, la biomasa no ha sido valorada y explotada del mismo modo que el resto de energ\u00edas renovables hasta hace muy pocos a\u00f1os debido a los siguientes factores: \u00c2\u00bf la falta de un mercado de combustibles de biomasa; \u00c2\u00bf el requerimiento de importantes inversiones y de una garant\u00eda de suministro a medio y largo plazo para la implantaci\u00f3n de nuevas experiencias; \u00c2\u00bf la falta de un consenso entre los diferentes agentes que intervienen en la valorizaci\u00f3n energ\u00e9tica de la biomasa (propietarios forestales, productores de biomasa, empresarios y administraci\u00f3n); \u00c2\u00bf la insuficiencia en los incentivos econ\u00f3micos para el desarrollo de nuevas experiencias de producci\u00f3n de energ\u00eda con biomasa; \u00c2\u00bf insuficiencia en las tarifas el\u00e9ctricas pagadas por la electricidad producida a partir de biomasa. durante la elaboraci\u00f3n de la presente tesis, la aprobaci\u00f3n del real decreto 661\/2007 ha comportado un aumento significativo de las tarifas el\u00e9ctricas pagadas por la energ\u00eda producida con biomasa. Esta norma promueve la creaci\u00f3n y el desarrollo de nuevos proyectos basado en la producci\u00f3n de energ\u00eda a partir de biomasa y la creaci\u00f3n de nuevas empresas especializadas en este sector. La mayor\u00eda de las iniciativas actuales est\u00e1n basadas en la valoraci\u00f3n energ\u00e9tica de residuos agro-industriales. El real decreto 661\/2007 debe impulsar el funcionamiento de nuevas plantas de valorizaci\u00f3n energ\u00e9tica de otros tipos de biomasa como los residuos forestales y los cultivos energ\u00e9ticos. Las limitaciones tecnol\u00f3gicas y la falta de estudios de viabilidad justifican la dificultad en la implantaci\u00f3n de estos nuevos sistemas de producci\u00f3n de energ\u00eda a escala regional y nacional. en catalu\u00f1a, el conocimiento existente sobre este recurso renovable ha ido aumentando en funci\u00f3n de la implantaci\u00f3n de experiencias piloto sobre producci\u00f3n de energ\u00eda con biomasa a escala local, y del trabajo conjunto entre distintas entidades que han evaluado la viabilidad del aprovechamiento energ\u00e9tico de este recurso bajo criterios de sostenibilidad. el objetivo principal de esta tesis doctoral es la evaluaci\u00f3n de la biomasa como recurso energ\u00e9tico renovable en catalu\u00f1a, y el an\u00e1lisis de los diversos factores que contribuyen a la viabilidad de la producci\u00f3n de energ\u00eda a partir de este recurso. el alcance de este objetivo ha requerido el estudio de las siguientes tem\u00e1ticas, planteadas en presente tesis doctoral como objetivos espec\u00edficos:   \u00c2\u00bf evaluar des de los puntos de vista tecno-econ\u00f3mico y socio-pol\u00edtico el aprovechamiento energ\u00e9tico de la biomasa forestal mediante los resultados obtenidos en grupos de discusi\u00f3n formados por actores especializados en el sector de la biomasa. \u00c2\u00bf cuantificar los recursos de biomasa disponibles para usos energ\u00e9ticos en catalu\u00f1a.  \u00c2\u00bf estudiar las tecnolog\u00edas para el cultivo y la cosecha de los cultivos energ\u00e9ticos de colza et\u00edope y chopo. \u00c2\u00bf revisar las tecnolog\u00edas para la transformaci\u00f3n y las aplicaciones de la biomasa. \u00c2\u00bf analizar la viabilidad de la generaci\u00f3n el\u00e9ctrica a partir de los cultivos energ\u00e9ticos de colza et\u00edope (brassica carinata) y chopo (populus x euroamericana). \u00c2\u00bf analizar la viabilidad econ\u00f3mica de la generaci\u00f3n el\u00e9ctrica con biomasa de elevado contenido en azufre. Analizar la relaci\u00f3n coste-beneficio de la emisi\u00f3n de so2.   \u00c2\u00bf caracterizar f\u00edsica y qu\u00edmicamente la biomasa de colza (brassica napus) para su uso como combustible en la producci\u00f3n de energ\u00eda complementario al actual aprovechamiento del grano para la producci\u00f3n de biodiesel. Analizar los mecanismos de secado natural de la biomasa de colza en el campo.  \u00c2\u00bf caracterizar f\u00edsica y qu\u00edmicamente las cenizas de colza para su uso como fertilizante en el cultivo despu\u00e9s de efectuar la valorizaci\u00f3n energ\u00e9tica de la biomasa residual despu\u00e9s de cada cosecha. \u00c2\u00bf estudiar el uso de cultivos como fuente de materias alternativas a la producci\u00f3n de energ\u00eda. Como caso pr\u00e1ctico, estudiar el ricino (ricinus communis) como cultivo de inter\u00e9s industrial. la tesis doctoral se divide en 12 cap\u00edtulos, cada uno complementado con su respectiva informaci\u00f3n bibliogr\u00e1fica. en el cap\u00edtulo 1 (#presentaci\u00f3n y objetivos#) se realiza una breve presentaci\u00f3n del trabajo realizado, la descripci\u00f3n de los objetivos a alcanzar en la tesis doctoral y la estructura de la misma. en el cap\u00edtulo 2 (#introducci\u00f3n general#) se realiza una revisi\u00f3n de los motivos por los que se justifica el estudio realizado en la presente tesis. En concreto se describen los siguientes conceptos: (a) el contexto internacional y nacional que favorece el uso de la biomasa, (b) las directivas europeas y los planes de la energ\u00eda que tratan la biomasa como una forma de energ\u00eda renovable necesaria para alcanzar los objetivos energ\u00e9ticos planteados, (c) el estado y las previsiones sobre producci\u00f3n de energ\u00eda con biomasa en espa\u00f1a y catalu\u00f1a, y (d) los actores principales y los proyectos m\u00e1s destacados sobre producci\u00f3n de energ\u00eda con biomasa en catalu\u00f1a. en el cap\u00edtulo 3 (#metodolog\u00eda y herramientas utilizadas#) se indica la metodolog\u00eda general utilizada para la realizaci\u00f3n de la presente tesis. Se indican las herramientas, bases de datos y programas inform\u00e1ticos que se han utilizado para la resoluci\u00f3n de los objetivos planteados en el cap\u00edtulo 1.  el cap\u00edtulo 4 (#an\u00e1lisis multicriterio del uso de la biomasa forestal con fines energ\u00e9ticos#) muestra un an\u00e1lisis multicriterio sobre el aprovechamiento de los recursos forestales como fuente de energ\u00eda. El an\u00e1lisis parte de los resultados obtenidos en dos sesiones de trabajo realizadas en el a\u00f1o 2004 con diversos expertos del \u00e1rea de la biomasa donde se analizaron desde los puntos de vista social, econ\u00f3mico, tecnol\u00f3gico y ambiental los siguientes aspectos: (a) la situaci\u00f3n del uso de la biomasa forestal como fuente de energ\u00eda en catalu\u00f1a, (b) la necesidad de la gesti\u00f3n forestal para fines energ\u00e9ticos, y (c) los impactos relacionados con la explotaci\u00f3n forestal, el transporte y la generaci\u00f3n de energ\u00eda. Los resultados obtenidos conforman el punto de partida de la investigaci\u00f3n desarrollada por el doctorante y mostrada a lo largo de los cap\u00edtulos de la presente tesis. entre estos resultados se destaca que dentro de un sistema integral de aprovechamiento de la biomasa, catalu\u00f1a, por sus elevados recursos forestales, debe considerar la biomasa forestal como parte importante de los recursos que contribuyen a los fines energ\u00e9ticos. Deben buscarse formas de extender su \u00e1rea de aprovechamiento limitada al 28%. la falta de un sistema log\u00edstico y de un mercado de la biomasa, y la escasa rendibilidad econ\u00f3mica de la extracci\u00f3n de biomasa forestal son factores que contribuyen a la acumulaci\u00f3n de biomasa en los bosques y al aumento del riesgo de incendios.  adem\u00e1s, el aprovechamiento energ\u00e9tico de la biomasa forestal debe responder a una estrategia global energ\u00e9tica, ambiental y social, encontrando sinergias comunes con la industria de la madera para el aprovechamiento de los productos de menor valor en el mercado. el cap\u00edtulo 5 (#cuantificaci\u00f3n del potencial de biomasa disponible para la generaci\u00f3n de energ\u00eda en catalu\u00f1a#) cuantifica las existencias de biomasa y los residuos de biomasa potencialmente disponibles para la producci\u00f3n de energ\u00eda en catalu\u00f1a. La cuantificaci\u00f3n se ha realizado diferenciando diversas categor\u00edas de residuos de biomasa en funci\u00f3n de su origen. Los datos son finalmente expresados en unidades de electricidad generable y toneladas de co2 evitables de ser emitidas a la atm\u00f3sfera mediante la substituci\u00f3n de combustibles f\u00f3siles por biomasa en los actuales sistemas de generaci\u00f3n el\u00e9ctrica. seg\u00fan los resultados obtenidos en la cuantificaci\u00f3n, cabe destacar que catalu\u00f1a dispone de 1,3 millones de mg de residuos de biomasa (equivalente a 444 kteps) de relativamente f\u00e1cil valorizaci\u00f3n energ\u00e9tica. Su capacidad es muy superior al aprovechamiento energ\u00e9tico actual de la biomasa (92,6 kteps de biomasa forestal y agr\u00edcola, y 117,6 kteps de residuos renovables, seg\u00fan datos del 2006) la actual pol\u00edtica de disposici\u00f3n de residuos municipales e industriales al vertedero no permite la valorizaci\u00f3n energ\u00e9tica de los residuos de biomasa que se cuantifican en mayor n\u00famero (agroindustriales y cdr). Su modificaci\u00f3n hacia el aprovechamiento energ\u00e9tico integral contribuir\u00eda alcanzar los objetivos energ\u00e9ticos especificados para la biomasa en el pla de l energia de catalunya 2006-2015. el cap\u00edtulo 6 (#tecnolog\u00edas para el cultivo y la cosecha de los cultivos energ\u00e9ticos de colza et\u00edope y chopo#) presenta el estado del estudio de los cultivos energ\u00e9ticos de colza et\u00edope y chopo en espa\u00f1a, las operaciones para su cultivo, y los costes asociados a su producci\u00f3n en el campo. Finalmente se describen los m\u00e9todos y tecnolog\u00edas disponibles para su cosecha. Ambos cultivos ser\u00e1n considerados en la evaluaci\u00f3n de la viabilidad econ\u00f3mica de la producci\u00f3n de energ\u00eda a partir de sus biomasas, mostrada en posteriores apartados.  el cap\u00edtulo 7 (#tecnolog\u00edas para la transformaci\u00f3n y aplicaciones de la biomasa#) presenta una revisi\u00f3n de las tecnolog\u00edas para: (a) la modificaci\u00f3n f\u00edsica de la biomasa a una forma est\u00e1ndar de combustible, (b) la combusti\u00f3n en la generaci\u00f3n de energ\u00eda, y (c) el control para la dispersi\u00f3n de las emisiones producidas en la combusti\u00f3n de la biomasa. De forma m\u00e1s breve se resumen (d) las tecnolog\u00edas de la gasificaci\u00f3n y la pir\u00f3lisis, y sus aplicaciones, y (e) las tecnolog\u00edas para la producci\u00f3n de biocombustibles. el cap\u00edtulo 8 (#an\u00e1lisis de viabilidad del sistema de bioenerg\u00eda a partir de los cultivos energ\u00e9ticos de colza et\u00edope y chopo#) muestra un an\u00e1lisis de viabilidad de la generaci\u00f3n el\u00e9ctrica para distintos tama\u00f1os de planta el\u00e9ctrica, utilizando los cultivos energ\u00e9ticos de colza et\u00edope y chopo, tratados en el cap\u00edtulo 6. El an\u00e1lisis considera las tarifas el\u00e9ctricas vigentes antes y despu\u00e9s de la aprobaci\u00f3n del real decreto 661\/2007.  la aprobaci\u00f3n del real decreto 661\/2007 durante la realizaci\u00f3n del proyecto agrosost (2004-2007) permiti\u00f3 un cambio en la dimensi\u00f3n de los sistemas de generaci\u00f3n el\u00e9ctrica con biomasa, incluyendo a los cultivos energ\u00e9ticos. Las nuevas tarifas el\u00e9ctricas permiten un incremento significativo de los beneficios obtenidos en las plantas el\u00e9ctricas con biomasa de mediana y elevada potencia, as\u00ed como la viabilidad de nuevas plantas de menor potencia, que eran no rentables antes de la aprobaci\u00f3n de la mencionada ley. la producci\u00f3n el\u00e9ctrica utilizando chopo como combustible, siempre que haya disponibilidad de agua, constituye una de las alternativas para cumplir el objetivo propuesto con cultivos energ\u00e9ticos a nivel estatal en el per 2005-2010, y tambi\u00e9n a nivel de catalu\u00f1a. el cap\u00edtulo 9 (#an\u00e1lisis de viabilidad de la generaci\u00f3n el\u00e9ctrica con biomasa de elevado contenido en azufre. An\u00e1lisis coste-beneficio relativo a la emisi\u00f3n de so2#) muestra un an\u00e1lisis de viabilidad donde se comparan dos estrategias de combusti\u00f3n para la valorizaci\u00f3n energ\u00e9tica de cultivos energ\u00e9ticos con un elevado contenido en azufre. Las estrategias de combusti\u00f3n analizadas son: (a) la co-combusti\u00f3n de colza e. Con carb\u00f3n en una central el\u00e9ctrica convencional de 300 mw de potencia, y (b) la mezcla de combustibles de biomasa en plantas de generaci\u00f3n el\u00e9ctrica convencionales. Finalmente, se presenta un an\u00e1lisis coste-beneficio en el que se compara el coste de desulfuraci\u00f3n de gases al coste de la externalidad provocada por la emisi\u00f3n de gases de so2 en la generaci\u00f3n el\u00e9ctrica.   los principales resultados obtenidos en este cap\u00edtulo son los siguientes: la co-combusti\u00f3n de carb\u00f3n con biomasa con elevados contenidos en azufre en centrales t\u00e9rmicas de carb\u00f3n convencionales es una opci\u00f3n que presenta ventajas econ\u00f3micas y ambientales: (a) la amortizaci\u00f3n de la mayor\u00eda de plantas t\u00e9rmicas, (b) f\u00e1cil adaptaci\u00f3n tecnol\u00f3gica, (c) existencia de incentivos econ\u00f3micos (real decreto 661\/2007), y (d) posibilidad de venta de cr\u00e9ditos de emisi\u00f3n de co2. la colza contiene azufre. Su combusti\u00f3n supera los l\u00edmites admisibles en grandes plantas. La mezcla del 25% de colza e. Con el 75% de chopo o la limitaci\u00f3n de la potencia el\u00e9ctrica instalada en 49 mw, son opciones dentro de la reglamentaci\u00f3n econ\u00f3micas, pero siguen teniendo un impacto ambiental.  sin embargo, el an\u00e1lisis coste-beneficio muestra como el coste del tratamiento del so2 es muy superior a los beneficios que se derivan de las externalidades evitadas por su tratamiento, lo cual justifica que el dinero, considerado como un recurso escaso, pueda ser utilizado en muchas otras aplicaciones ambientales con mayor beneficio. el cap\u00edtulo 10 (#caracterizaci\u00f3n f\u00edsico-qu\u00edmica de la biomasa de colza (brassica napus)#) presenta la parte experimental realizada para esta tesis. Esta se basa en la caracterizaci\u00f3n f\u00edsico-qu\u00edmica y del secado natural de la biomasa de colza para la producci\u00f3n de energ\u00eda, como estrategia complementaria al actual aprovechamiento del grano para la producci\u00f3n de biodiesel. El cap\u00edtulo 10 se divide en tres grandes bloques. El primer bloque muestra el dise\u00f1o del trabajo experimental para la caracterizaci\u00f3n f\u00edsico-qu\u00edmica y el secado natural de la biomasa de colza. Se describe el m\u00e9todo para el muestreo, los m\u00e9todos estandarizados utilizados, y el conjunto de t\u00e9cnicas y dispositivos de laboratorio utilizados en la caracterizaci\u00f3n de la biomasa y de sus cenizas. El segundo bloque muestra los resultados obtenidos en la caracterizaci\u00f3n f\u00edsico-qu\u00edmica y calorim\u00e9trica de la biomasa de colza y de sus cenizas, y finalmente, la evoluci\u00f3n de la humedad de la biomasa de colza al haber sido expuesta a las condiciones meteorol\u00f3gicas del territorio.  las cenizas obtenidas en la combusti\u00f3n de la colza contienen una elevada concentraci\u00f3n de ca (20%), na (5%), k (13%) y p (1,5%). El uso de estas cenizas como fertilizantes en el terreno de cultivo permite el retorno de parte de los elementos que han sido absorbidos durante el crecimiento de la biomasa de colza y la formaci\u00f3n del grano. las condiciones meteorol\u00f3gicas de la zona de cultivo situada en la provincia de girona ha permitido el secado natural de la biomasa de colza en un per\u00edodo m\u00ednimo de 5 d\u00edas. Los valores sobre reducci\u00f3n del contenido de humedad en este periodo son del 31-78%, dependiendo del di\u00e1metro expuesto al secado. el cap\u00edtulo 11 (#usos alternativos de la biomasa: cultivos para la producci\u00f3n de materias primas de la industria qu\u00edmica. El caso pr\u00e1ctico del ricino#) hace referencia a la valorizaci\u00f3n de cultivos, alternativos a los implantados para la producci\u00f3n de energ\u00eda, que por sus propiedades f\u00edsico-qu\u00edmicas tienen inter\u00e9s para la industria qu\u00edmica en europa. Estos cultivos son valorados en el mercado internacional seg\u00fan su potencial suministro y cotizaci\u00f3n de las materias primeras obtenidas.  como caso pr\u00e1ctico se presenta el cultivo del ricino, un vegetal de importante valor comercial debido a las numerosas aplicaciones contenidas en la composici\u00f3n qu\u00edmica de su grano. Se describe su cultivo, composici\u00f3n qu\u00edmica, aplicaciones industriales y su valorizaci\u00f3n y demanda en el mercado internacional.  el cap\u00edtulo 12 (#conclusiones generales#) recoge las principales conclusiones extra\u00eddas del trabajo realizado y presentadas en los cap\u00edtulos centrales de la tesis doctoral.<\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<h3>Datos acad\u00e9micos de la tesis doctoral \u00ab<strong>Evaluaci\u00f3n de la biomasa como recurso energ\u00e9tico renovable en catalu\u00f1a<\/strong>\u00ab<\/h3>\n<ul>\n<li><strong>T\u00edtulo de la tesis:<\/strong>\u00a0 Evaluaci\u00f3n de la biomasa como recurso energ\u00e9tico renovable en catalu\u00f1a <\/li>\n<li><strong>Autor:<\/strong>\u00a0 Sergio Mart\u00ednez Lozano <\/li>\n<li><strong>Universidad:<\/strong>\u00a0 Girona<\/li>\n<li><strong>Fecha de lectura de la tesis:<\/strong>\u00a0 21\/04\/2009<\/li>\n<\/ul>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<h3>Direcci\u00f3n y tribunal<\/h3>\n<ul>\n<li><strong>Director de la tesis<\/strong>\n<ul>\n<li>Miquel Rigola Lape\u00f1a<\/li>\n<\/ul>\n<\/li>\n<li><strong>Tribunal<\/strong>\n<ul>\n<li>Presidente del tribunal: manel Poch espallargas <\/li>\n<li>francesc Castell i piqu\u00e9 (vocal)<\/li>\n<li>jordi Bartroli molins (vocal)<\/li>\n<li>xavier Gabarrell durany (vocal)<\/li>\n<\/ul>\n<\/li>\n<\/ul>\n<p>&nbsp;<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Tesis doctoral de Sergio Mart\u00ednez Lozano El aprovechamiento energ\u00e9tico de los residuos de biomasa se ha incrementado a lo largo 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