Generación distribuida mediante gasificación de biomasa: un análisis técnico – económico e implicaciones por reducción de emisiones de CO2
DOI:
https://doi.org/10.17533/udea.redin.12476Palabras clave:
biomasa, gasificación, biopotencia, costo de generación, mecanismo de desarrollo limpio (MDL)Resumen
Este artículo presenta el análisis de prefactibilidad de dos proyectos de generación de electricidad a partir de biomasa (madera). El primero considera la madera cosechada para energía en un núcleo forestal con plantación de Pino (caso 1), y el segundo, biomasa residual de un núcleo con plantación de Teca (caso 2). La potencia eléctrica que puede ser producida de forma sostenible por el núcleo forestal es de 2,2 MWe para el Pino, y 1,0 MWe para la Teca. Considerando las potencias a generar, luego de una rigurosa búsqueda bibliográfica, se concluye que el método más apropiado para la generación de energía es el proceso termoquímico de gasificación acoplado a motores de combustión. Mediante un análisis técnico-económico se obtiene el costo de generación (USD/kWe-h) de cada una de las alternativas tecnológicas, concluyendo que las opciones de menor costo de generación están alrededor de 0,061 USD/kWe-h para 1,0 MWe, y 0,058 USD/kWe-h para 2,2 MWe, asumiendo que la biomasa no tiene costo de adquisición (0 USD/ton). Este cálculo es considerado como la línea base para proyectos de generación de energía con biomasa en Colombia. El estudio se complementa con un análisis de aplicabilidad a proyectos MDL, donde la venta de Certificados de Emisiones Reducidas (CERs) reduciría el costo del kWe-h entre 0,003 y 0,01 USD/kWe-h, para los dos proyectos de generación. No obstante, no se podría asegurar ni el precio, ni la venta de los CERs, pues a la fecha no existe un instrumento que prorrogue el protocolo de Kioto, el cual comprende un primer período entre los años 2008 a 2012.
Descargas
Citas
T. Mc’Gowan. Biomass and Alternate Fuel Systems - An Engineering and Economic Guide. Ed. Wiley. New Jersey (USA). 2009. pp. 225-237.
C. Wu, H. Huang, S. Zheng, X. Yin. “An economic analysis of biomass gasification and power generation in China”. Bioresource Tech. Vol. 83. 2002. pp. 65-70. DOI: https://doi.org/10.1016/S0960-8524(01)00116-X
P. Quaak, H. Knoef, H. Stassen. Energy from Biomass: A review of Combustion and Gasification Technologies. Ed. World Bank. Vol. 422. Washington D. C. (USA). 1999. pp. 40-51. DOI: https://doi.org/10.1596/0-8213-4335-1
B. Buragohain, P. Mahanta, V. Moholkar. “Biomass gasification for decentralized power generation: The Indian perspective”. Renew. and Sust. Energy Reviews. Vol. 14. 2010. pp. 73-92. DOI: https://doi.org/10.1016/j.rser.2009.07.034
J. Córdoba, Y. Lenis, J. F. Pérez. Generación de energía eléctrica mediante aprovechamiento energético de la biomasa: modelo técnico financiero para la selección de tecnologías en Colombia. En 4º Simposio nacional forestal. Medellín (Colombia). 2010. pp. 2.
A. Kirkels, G. Verbong. “Biomass gasification: Still promising? A 30-year global overview.” Renewable and Sustainable Energy Reviews. Vol. 15. 2011. pp. 471-481. DOI: https://doi.org/10.1016/j.rser.2010.09.046
U. S. Environmental Protection Agency. Combined Heat and Power Partnership: biomass Combined Heat and Power. Catalog of Technologies. California (USA). 2007. pp. 20-25.
A. Caputo, M. Palumbo, P. Pelagagge, F. Scacchia. “Economics of biomass energy utilization in combustion and gasification plants: effects of logistic variables”. Biomass and Bioenergy. Vol 28. 2005. pp. 35-51. DOI: https://doi.org/10.1016/j.biombioe.2004.04.009
B. Jenkins. “A comment on the optimal sizing of a biomass utilization facility under constant and variable cost scaling”. Biomass and Bioenergy. Vol. 13. 1997. pp 1-9. DOI: https://doi.org/10.1016/S0961-9534(97)00085-8
T. Johansson, H. Kelly, A. Reddy, R. Williams. Renewable Energy - Source for Fuels and Electricity. Ed. Laurie Burnham. Washington D.C. (USA).1993. pp. 729-785.
M. Nouni, S. Mullick, T. Kandpal. “Biomass gasifier projects for decentralized power supply in India: A financial evaluation”. Energy Policy. Vol. 35. 2007. pp. 1373-1385. DOI: https://doi.org/10.1016/j.enpol.2006.03.016
Unidad de Planeación Minero Energética - UPME. Plan energético nacional 2006-2025 (PEN). Contexto y Estrategias. Bogotá D.C. (Colombia). 2011. pp. 139- 237.
Unidad de Planeación Minero Energética - UPME. Plan de desarrollo para las fuentes no convencionales de energía en Colombia (PDFNCE). Bogotá D.C. (Colombia). 2010. pp. 5.1-5.17.
O. Escobar, J. Rodríguez. “Teca”. Las maderas en Colombia. Universidad Nacional de Colombia, SENA. Medellín (Colombia). 1993. pp. 1-5.
O. Escobar, J. Rodríguez. “Patula”. Las maderas en Colombia. Universidad Nacional de Colombia, SENA. Medellín (Colombia). 1993. pp. 1-5.
J. Pérez, C. Orrego, J. Largo. Evaluación de las principales especies forestales con potencial dendroenergético en Colombia mediante el proceso de gasificación. En 4º Simposio nacional forestal. Medellín (Colombia). 2010. pp. 5.
Z. Alimuddin, P. Lahijani, M. Mohammadi, A. Mohamed. “Gasification of lignocellulosic biomass in fluidized beds for renewable energy development: A review”. Renewable and Sustainable Energy Reviews. Vol. 14. 2010. pp. 2852-2862. DOI: https://doi.org/10.1016/j.rser.2010.07.026
J. Heywood. Internal Combustion Engines Fundamentals. Ed. Mc Graw Hill. New York (USA). 1988. pp. 19-21.
Z. Zainal, A. Rifau, G. Quadir, K. Seetharamu. “Experimental investigation of a downdraft biomass gasifier”. Biomass and Bioenergy. Vol. 23. 2002. pp. 283-289. DOI: https://doi.org/10.1016/S0961-9534(02)00059-4
C. Wu, X. Yin, L. Ma, Z. Zhou, H. Chen. “Operational characteristics of a 1.2 MW biomass gasification and power generation plant”. Biotechnology Advances. Vol. 27. 2009. pp. 588-592. DOI: https://doi.org/10.1016/j.biotechadv.2009.04.020
U. Henriksen, J. Ahrenfeldt, T. Jensen, B. Gøbel, J. Bentzen, C. Hindsgaul, L. Sørensen. “The design, construction and operation of a 75 kW two-stage gasifier”. Energy. Vol. 31. 2006. pp. 1542-1553. DOI: https://doi.org/10.1016/j.energy.2005.05.031
J. Pérez. Gasificación de biomasa: Estudios teórico experimentales en lecho fijo equicorriente. Ed. Universidad de Antioquia. Medellín (Colombia). 2009. pp. 24-39.
H. Stassen. Small Scale Biomass Gasifiers for Heat and Power. Ed. World Bank. Washintong, D.C. (USA). 1995. pp. 12,13, 55. DOI: https://doi.org/10.1596/0-8213-3371-2
A. Bridgwater. “The technical and economic feasibility of biomass gasification for power generation”. Fuel. Vol. 74. 1995. pp. 631-653. DOI: https://doi.org/10.1016/0016-2361(95)00001-L
E. Kurkela. Review of Finnish biomass gasification technologies. OPET Report 4. 2002. pp. 4-10.
E. Larson. Small-Scale Gasification-Based Biomass Power Generation. En Biomass Workshop. Changhun Congress (China) . 1998. pp. 1-6.
P. Mc’Kendry. “Energy production from biomass (part 1): overview of biomass”. Bioresource Technology. Vol. 83. 2002. pp. 37- 46. DOI: https://doi.org/10.1016/S0960-8524(01)00118-3
R. Warnecke. “Gasification of biomass: comparison of fixed bed and fluidized bed gasifier”. Biomass and Bioenergy. Vol. 18. 2000. pp. 489-497. DOI: https://doi.org/10.1016/S0961-9534(00)00009-X
T. Mc’Gowan. Biomass and Alternate Fuel Systems - An Engineering and Economic Guide. Ed. Jhon Wiley & Sons. New Jersey (USA). 2009. pp. 183-221.
UNFCCC. Indicative Simplified Baseline and Monitoring Methodologies for Selected Small- Scale CDM Project Activity Categories. Disponible en www.cdm.unfccc.int. Consultada el 10 de abril 2011.
UNFCCC. Annex 18 Definition of renewable biomass, Report of Executive Board meeting number 23. Disponible en: www.cdm.unfccc.int. Consultada el 10 de abril 2011. 32. Ministerio de Minas y Energía Colombia. Resolución No. 180947 de junio 4 de 2010. 2010.
Descargas
Publicado
Cómo citar
Número
Sección
Licencia
Derechos de autor 2018 Revista Facultad de Ingeniería
Esta obra está bajo una licencia internacional Creative Commons Atribución-NoComercial-CompartirIgual 4.0.
Los artículos disponibles en la Revista Facultad de Ingeniería, Universidad de Antioquia están bajo la licencia Creative Commons Attribution BY-NC-SA 4.0.
Eres libre de:
Compartir — copiar y redistribuir el material en cualquier medio o formato
Adaptar : remezclar, transformar y construir sobre el material.
Bajo los siguientes términos:
Reconocimiento : debe otorgar el crédito correspondiente , proporcionar un enlace a la licencia e indicar si se realizaron cambios . Puede hacerlo de cualquier manera razonable, pero no de ninguna manera que sugiera que el licenciante lo respalda a usted o su uso.
No comercial : no puede utilizar el material con fines comerciales .
Compartir igual : si remezcla, transforma o construye a partir del material, debe distribuir sus contribuciones bajo la misma licencia que el original.
El material publicado por la revista puede ser distribuido, copiado y exhibido por terceros si se dan los respectivos créditos a la revista, sin ningún costo. No se puede obtener ningún beneficio comercial y las obras derivadas tienen que estar bajo los mismos términos de licencia que el trabajo original.