Sistema de calefacción de biomasa

Los sistemas de calefacción de biomasa generan calor a partir de biomasa . Estos sistemas pueden utilizar combustión directa , gasificación , cogeneración (CHP), digestión anaeróbica o digestión aeróbica para producir calor. La calefacción de biomasa puede ser totalmente automatizada o semiautomatizada, funcionar con pellets o ser un sistema de cogeneración.

Existen cuatro tipos principales de sistemas de calefacción que utilizan biomasa para calentar una caldera. Los tipos de calefacción de biomasa son: totalmente automatizados, semiautomatizados, de pellets y de cogeneración. ^{[ 1 ]}

El uso de biomasa en sistemas de calefacción es beneficioso porque utiliza residuos agrícolas, forestales, urbanos e industriales para producir calor y/o electricidad con un menor impacto ambiental que los combustibles fósiles. ^{[ 7 ]} Este tipo de producción de energía tiene un impacto ambiental limitado a largo plazo porque el carbono de la biomasa forma parte del ciclo natural del carbono ; mientras que el carbono de los combustibles fósiles no, y añade carbono al medio ambiente de forma permanente cuando se quema como combustible ( huella de carbono ). ^{[ 8 ]} Históricamente, antes del uso de combustibles fósiles en cantidades significativas, la biomasa en forma de leña proporcionaba la mayor parte de la calefacción de la humanidad. ^{[ 9 ]}

Dado que la biomasa forestal generalmente proviene de madera de menor valor comercial, suele cosecharse como subproducto de otras operaciones de aprovechamiento forestal. La calefacción con biomasa proporciona mercados para la madera de menor valor, lo que permite una gestión forestal saludable y rentable. ^{[ 10 ]}

A gran escala, el uso de biomasa agrícola elimina tierras agrícolas destinadas a la producción de alimentos , reduce la capacidad de secuestro de carbono de los bosques que no se gestionan de forma sostenible y extrae nutrientes del suelo. La combustión de biomasa genera contaminantes atmosféricos y añade cantidades significativas de carbono a la atmósfera, que pueden no regresar al suelo durante muchas décadas. ^{[ 11 ]} El lapso de tiempo entre la quema de biomasa y el momento en que el carbono se extrae de la atmósfera a medida que una planta o un árbol crece para reemplazarla se conoce como deuda de carbono. El concepto de deuda de carbono es objeto de debate. Los impactos reales del carbono pueden depender de la filosofía, la escala de la cosecha, el tipo de terreno, el tipo de biomasa (pasto, maíz, madera nueva, madera de desecho, algas, por ejemplo), el tipo de suelo y otros factores. ^{[ 12 ]}

El uso de biomasa como combustible produce contaminación atmosférica en forma de monóxido de carbono , NOx (óxidos de nitrógeno), COV ( compuestos orgánicos volátiles ), partículas y otros contaminantes, en algunos casos a niveles superiores a los de fuentes de combustible tradicionales como el carbón o el gas natural. ^{[ 13 ] [ 14 ]} El carbono negro , un contaminante creado por la combustión incompleta de combustibles fósiles, biocombustibles y biomasa, es posiblemente el segundo mayor contribuyente al calentamiento global. ^{[ 15 ]} En 2009, un estudio sueco sobre la gigantesca neblina marrón que cubre periódicamente grandes áreas del sur de Asia determinó que había sido producida principalmente por la quema de biomasa y, en menor medida , por la quema de combustibles fósiles. ^{[ 16 ]} Los investigadores midieron una concentración significativa de ^14C , que está asociada con la vida vegetal reciente más que con los combustibles fósiles. ^{[ 17 ]} Los aparatos modernos de quema de biomasa reducen drásticamente las emisiones nocivas con tecnología avanzada como los sistemas de ajuste de oxígeno. ^{[ 18 ]}

En la combustión, el carbono de la biomasa se libera a la atmósfera como dióxido de carbono (CO₂ ₎ . La cantidad de carbono almacenado en la madera seca es aproximadamente del 50% en peso. ^{[ 19 ]} Cuando proviene de fuentes agrícolas, la materia vegetal utilizada como combustible puede reemplazarse mediante la plantación de nuevos brotes. Cuando la biomasa proviene de bosques, el tiempo para recapturar el carbono almacenado suele ser mayor, y la capacidad de almacenamiento de carbono del bosque puede reducirse en general si se emplean técnicas forestales destructivas. ^{[ 20 ] [ 21 ] [ 22 ] [ 23 ]}

La propuesta de que la biomasa forestal es neutra en carbono, planteada a principios de la década de 1990, ha sido superada por investigaciones científicas más recientes que reconocen que los bosques maduros e intactos secuestran carbono de manera más eficaz que las áreas taladas. Cuando el carbono de un árbol se libera a la atmósfera en un solo pulso, contribuye al cambio climático mucho más que la madera de los bosques que se pudre lentamente durante décadas. ^{[ 24 ]} Algunos estudios indican que "incluso después de 50 años, el bosque no ha recuperado su capacidad inicial de almacenamiento de carbono" y que "la estrategia óptima probablemente sea la protección del bosque en pie". ^{[ 25 ]} Otros estudios muestran que el almacenamiento de carbono depende del bosque y del uso de la biomasa cosechada. Los bosques a menudo se gestionan para obtener árboles de diferentes edades, con cosechas más frecuentes y de menor tamaño de árboles maduros. Estos bosques interactúan con el carbono de manera diferente a los bosques maduros que se talan a tala rasa. Además, cuanto más eficiente sea la conversión de la madera en energía, menos madera se utilizará y más corto será el ciclo del carbono. ^{[ 26 ]}

El aumento del precio del petróleo desde 2003 y el consiguiente aumento de los precios del gas natural y el carbón han incrementado el valor de la biomasa para la generación de calor. Los subproductos forestales, los residuos agrícolas y los cultivos destinados específicamente a la producción de energía se vuelven competitivos a medida que aumentan los precios de los combustibles fósiles de alta densidad energética . Los esfuerzos por desarrollar este potencial pueden contribuir a la regeneración de tierras de cultivo mal gestionadas y ser un elemento clave en el desarrollo de una industria de energías renovables descentralizada y multidimensional . Los esfuerzos para promover y desarrollar estos métodos se generalizaron en toda la Unión Europea durante la década de 2000. En otras regiones del mundo, los métodos ineficientes y contaminantes para generar calor a partir de biomasa, junto con malas prácticas forestales, han contribuido significativamente a la degradación ambiental .

• Leña

• Consejo de Energía Térmica de Biomasa – Información sobre biomasa y legislación sobre biomasa en EE. UU.
• Central eléctrica de biomasa innovadora basada en tecnología de calentador de guijarros y turbina de aire caliente.