Gasificación de biomasa sólida en España: ¿qué puede solucionar esta tecnología?
Varias ingenierías españolas ofrecen tecnologías viables y rentables para implantar proyectos de gasificación de biomasa sólida en nuestro país con todas las garantías de éxito. Así lo expusieron los tecnólogos en el webinar “Cómo poner en marcha proyectos de gas renovable con biomasa sólida”, organizado por #AVEBIOM_innova en febrero de 2023.
El principal producto de la gasificación de biomasa sólida es un gas renovable que se conoce como gas de síntesis o syngas. La gasificación es un proceso termoquímico diferente del proceso biológico que da como resultado biogás, el gas renovable más conocido, aunque sus aplicaciones son similares: desde la generación de calor y/o electricidad a su uso en la industria química e, incluso, upgrading para inyección a red.
Una de las ventajas de la gasificación es que puede procesar una amplia variedad de biomasas sólidas: agrobiomasas como restos de podas, bagazo, hueso de aceituna, orujillo, cáscaras o paja; biomasa forestal en forma de astilla o pellet; madera de demolición; lodos de depuradora, harinas cárnicas o desechos avícolas, e incluso combustibles recuperados de los residuos (CSR) o la fracción orgánica de los residuos sólidos urbanos (FORSU).
La gasificación no está implantada en nuestro país como ya ocurre en otros países de Europa y del Mundo. Hasta la fecha, operan tan solo 7 plantas industriales y 2 plantas piloto o demostrativas. Aún no cuenta con una Hoja de Ruta para su desarrollo, como ya tienen el biogás o el hidrógeno, pero se calcula que su potencial en España es realmente significativo, incluso superior al del biogás, según un estudio de Sedigas de este mismo año.
Los tecnólogos están de acuerdo: la tecnología es viable desde hace tiempo, pero faltaba información a los potenciales usuarios. La Agenda 2030 y conceptos cada vez más extendidos y entendidos como la circularidad, el autoconsumo y la obtención de productos de alto valor añadido están creando el contexto para que se promuevan proyectos interesantes en los próximos años.
Una Hoja de Ruta para la gasificación de biomasa sólida es indispensable
En España no se ha definido el potencial de la gasificación ni objetivos para que forme parte del mix energético, pero el IDAE y el PER estiman que los restos agrícolas y forestales que genera el país podrían aportar más de 10.000 ktep/año de energía. El PNIEC marca un objetivo anual de 3.000 ktep a partir de estos subproductos hasta 2030, de los cuales 2.000 ktep serán para generar bioelectricidad y biocalor.
Una parte de esta generación bien podría realizarse mediante gasificación. Esta tecnología ofrece algunas ventajas sobre la valorización de biomasa por combustión ya que aprovecha todas las fracciones obtenidas reduciendo las emisiones netas: la gaseosa o syngas para generar energía; la parte sólida o biochar para usos en agricultura o ambientales (secuestro de carbono); y la fracción líquida con destino a la industria química.
Varias empresas en España, muchas asociadas a AVEBIOM, ofrecen soluciones y tecnologías propias de gasificación, torrefacción, carbonización o pirólisis de biomasa sólida para diferentes aplicaciones y bajo distintos modelos de negocio que garantizan una rentabilidad económica y una mejora del comportamiento ambiental de sus clientes.
Algunas de las empresas españolas más destacadas capaces de implantar proyectos de gasificación son Aresol, Bioliza, Van Mander, Waste to Energy Advanced Solutions, INERCO, Green_E (pirólisis), Ingelia (carbonización hidrotermal), Yilkins (torrefacción).
Qué tecnologías de gasificación utilizan las plantas de España
Las plantas de gasificación instaladas en España utilizan distintos gasificadores: downdraft, updraft o de lecho fluido burbujeante.
En general, los gasificadores de lecho fluido burbujeante tienen la ventaja de una mayor flexibilidad en cuanto a la calidad de la biomasa que pueden procesar, así como una mayor eficiencia en la conversión de biomasa a gas. Sin embargo, su diseño y operación pueden ser más complejos y costosos que los de reactores downdraft o updraft.
Gasificación downdraft
Bioliza ha empleado la tecnología downdraft de gasificación para valorizar orujillo en la planta de Aceites Guadalentín, en Pozo Alcón, Jaén.
Esta tecnología es la más sencilla para pequeñas potencias; gasifica con aire y requiere material con una humedad máxima del 20% y un tamaño de partícula homogéneo. Garantiza una eficiencia superior al 70% en producción de syngas, que aumenta al 90% si se tiene en cuenta el biochar obtenido.
Este syngas tiene un poder calorífico de 1.300 kcal/Nm3 (5,4 MJ/Mm3), aunque se puede enriquecer el aire con O2 para incrementar este valor, y se emplea en motores de cogeneración, una vez limpio de humedad y alquitranes.
José Antonio La Cal, fundador de Bioliza, explica que “la gasificación downdraft se inserta bien en modelos de economía circular en potencias de 15-20 MWt (4-5 MWe) en autoconsumo y se puede implantar en industrias con una elevada demanda de energía térmica y eléctrica: cementeras, ladrillo, orujera, fábricas de placas de yeso, agroalimentaria, etc.”
Gasificación en reactores de lecho fluido burbujeante
Waste to Energy Advanced Solutions (WtE) ha desarrollado una tecnología propia que se basa en la gasificación en lecho fluido burbujeante, “con el objetivo de ayudar a las empresas a reducir su impacto ambiental”, explica su CEO Andrés Ponce.
Su tecnología se utiliza en cinco plantas: tres en España (Salamanca, Ejea de los Caballeros y Xátiva), una en Portugal y otra en Suiza.
En Salamanca, una planta de 10 MWt gasifica 10.000 t/año de harinas cárnicas para generar syngas que sustituye al gas natural para generar vapor de proceso que utiliza la propia industria, en un buen ejemplo de economía circular. En Xátiva, una cerámica cuenta con una planta de gasificación de astilla forestal de 1,6 MWe para cogeneración; la electricidad se vierte a red y el calor restante y el biochar se utilizan en la fabricación de briquetas para secar la biomasa de partida y mejor el poder calorífico final.
Trabajan en potencias desde 5 a 50 MWt (potencias inferiores comprometen la viabilidad económica). Gasifican con aire atmosférico en un reactor robusto, de alto rendimiento y de operación sencilla que admite una gran variedad de biomasas, incluso residuales.
INERCO también ofrece una solución con lecho fluido burbujeante para tratar desde biomasas como el pellet y astilla de madera o de cultivos energéticos a hueso de aceituna, orujillo, lodos de depuradora o paja.
Dos plantas de experimentación cuentan con su tecnología: una de 3 MWt en el centro de experimentación de CIUDEN, en Ponferrada, León, cuyo objetivo es mostrar la tecnología usando como agente gasificante una mezcla de aire con CO2 y O2 y como material pellet y astilla de madera. La segunda se encuentra en el CENER, en Pamplona; tiene 2 MWt y está diseñada para gasificar astilla, pellet de madera y también paja con aire o con mezcla de aire, vapor de agua y O2.
Pedro Rodríguez, director de Ingeniería en INERCO, aclara que “una planta de gasificación no es una lavadora donde metes cualquier cosa y obtienes un producto valioso; cada planta debe estar especificada para un determinado tipo de biomasa para poder operar óptimamente”.
Gasificación updraft y cámara torsional
La ingeniería ARESOL gestiona dos plantas de gasificación, una con tecnología de lecho fluido burbujeante de WtE en Ejea de los Caballeros, Zaragoza, en la que están realizando mejoras tras su adquisición; y otra en Gesuga, A Coruña, donde se valorizan harinas cárnicas para producir vapor de proceso y autoconsumo en una instalación que consta de un gasógeno con tecnología updraft para generar el syngas, una cámara torsional donde combustiona, una caldera de vapor y un sistema de tratamiento de los gases de escape con filtro de mangas.
Gustavo Carbajo, responsable del departamento de Gasificación, tiene claro que es el momento de desarrollar nuevos proyectos: “disponemos de la tecnología; ahora es la administración quien tiene que facilitar: es indispensable”.
Pirólisis
GREEN_e ha desarrollado una tecnología propia de pirólisis para valorizar residuos maximizando la fracción líquida en forma de aceite con destino a la industria petroquímica. En el proceso también se obtiene una fracción sólida, char, y gases que se utilizan para generar energía para el proceso de pirólisis.
Ya tienen en marcha cinco proyectos de plantas que podrán tratar 40.000 toneladas al año de residuos cada una. Se encuentran repartidos por toda España: País Vasco, Zaragoza, Galicia, Alicante y la primera comenzará a funcionar a finales de 2024.
Santiago Viórquez, responsable del departamento de Proceso, asegura que su tecnología “permite valorizar una amplia variedad de residuos, incluso si contienen plásticos, para obtener productos de alta calidad”. El perfil de cliente se encuentra en industrias como la agroalimentaria, papelera, cárnica, cervecera o entre los gestores de residuos.
Otras plantas
La planta de Neoelectra en Villacañas, Toledo, tiene 7,8 MWt de potencia y gasifica subproductos de aserradero y forestales en una instalación con gasógeno y cámara torsional. La planta de Movialsa en Ciudad Real tiene 6 MWe y gasifica orujillo de uva y de aceituna. En Murcia, el CEDER-Ciemat ha desarrollado una planta de gasificación de lodos de depuradora de 200 kWt.
PUBLICADO en Biomasa News nº7 - Abril 2023
Webinar “Cómo poner en marcha proyectos de gas renovable con biomasa sólida”
