La biomasa: el factor que puede convertir la bioenergía en un actor decisivo
Cambio Climático
Energías Renovables
12 min
Esta fuente de energía renovable tiene un potencial prometedor, pero aún enfrenta enfrenta desafíos tecnológicos y logísticos para su optimización y la integración efectiva en redes de suministro energético
Plataforma Tierra
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08 November 2023
- La biomasa emerge como una fuente de energía versátil y sostenible en la transición hacia un sistema energético más limpio y resiliente. Su capacidad para generar electricidad, calor y biocombustibles a partir de materia orgánica renovable, la posiciona como un pilar fundamental en la reducción de emisiones de carbono y en la mitigación del cambio climático.
- A pesar de su potencial prometedor, la eficiencia en la conversión de biomasa en energía aún enfrenta desafíos tecnológicos y logísticos, como la optimización de procesos de conversión, el manejo sostenible de recursos naturales y la integración efectiva en redes de suministro energético.
- La conversión de biomasa en biocombustibles se lleva a cabo mediante dos enfoques principales: la conversión termoquímica y la bioquímica. Cada una de estas rutas presenta sus propias ventajas y desafíos, y su elección depende de factores como el tipo de biomasa disponible, la infraestructura existente y los objetivos de sostenibilidad.
En la actualidad, el mundo se encuentra en un proceso de transición energética hacia fuentes más sostenibles y respetuosas con el medioambiente. Este cambio responde a la necesidad de reducir las emisiones de gases de efecto invernadero y mitigar el cambio climático.
La transición energética es un proceso fundamental en la evolución hacia un sistema energético más sostenible y respetuoso con el medioambientalmente y consiste en el cambio progresivo de las fuentes de energía tradicionales, como los combustibles fósiles, hacia fuentes renovables y limpias.
La transición energética es crucial para abordar los desafíos globales asociados con el cambio climático, la contaminación atmosférica y la seguridad energética
En el contexto español, la transición energética ha adquirido una importancia crucial en las políticas gubernamentales y en el ámbito empresarial. El país ha establecido ambiciosos objetivos para aumentar la penetración de fuentes de energía renovable en su matriz energética.
España se ha destacado por su rápido crecimiento en la producción de energía renovable en los últimos años, especialmente en la solar y eólica. Además, se han implementado políticas de apoyo y regulaciones que fomentan la inversión en tecnologías limpias y promueven la eficiencia energética.
También se han puesto en marcha programas de incentivos para la investigación y desarrollo de tecnologías energéticas innovadoras, así como para la modernización y adaptación de infraestructuras energéticas existentes. Estos esfuerzos tienen como objetivo no solo reducir las emisiones de gases de efecto invernadero, sino también impulsar la economía y crear empleos en el sector de la energía limpia.
Dentro de esta transición energética, la biomasa juega un papel fundamental en la transición hacia un sistema energético más sostenible y menos dependiente de los combustibles fósiles.
Se refiere a la materia orgánica renovable, como plantas, residuos agrícolas y forestales, así como subproductos de la industria alimentaria y forestal.
La biomasa puede ser convertida en energía utilizable a través de diferentes procesos, lo que la convierte en una fuente de energía versátil y de bajo impacto ambiental
La biomasa es considerada una fuente de energía renovable porque proviene de materiales biológicos que pueden regenerarse en un período de tiempo relativamente corto. A diferencia de los combustibles fósiles, cuya formación lleva millones de años, la biomasa puede ser cultivada y recolectada de manera sostenible, lo que la convierte en una alternativa más sostenible.
Ciclo de carbono y biomasa
El ciclo de carbono es un proceso natural que implica el intercambio continuo de carbono entre la atmósfera, los océanos, la biosfera y la litosfera.
Este ciclo es esencial para el equilibrio de la vida en la Tierra, ya que el carbono es un elemento fundamental en la composición de los seres vivos y en los procesos químicos que sustentan la vida.
La biomasa juega un papel crucial en este ciclo, ya que actúa como un reservorio temporal de carbono. Las plantas, durante su fase de crecimiento, absorben dióxido de carbono (CO2) de la atmósfera a través de la fotosíntesis. Durante este proceso, las plantas transforman la energía solar en energía química, almacenando carbono en forma de carbohidratos, lípidos y otros compuestos orgánicos.
A medida que las plantas mueren o se descomponen, el carbono contenido en ellas es liberado nuevamente a la atmósfera en forma de CO2 o metano (CH4) a través de la respiración de los microorganismos descomponedores. Este ciclo natural de absorción y liberación de carbono se mantiene en equilibrio, lo que contribuye a regular la concentración de gases de efecto invernadero en la atmósfera.
Cuando se utiliza biomasa como fuente de energía, se interrumpe temporalmente este ciclo natural. Durante la combustión o procesos de conversión de la biomasa, se libera CO2 a la atmósfera, pero este carbono es reabsorbido por nuevas plantas durante su crecimiento. Este ciclo cerrado es el ciclo de la biomasa.
¿Qué fuentes de biomasa existen?
La biomasa proviene de una amplia variedad de fuentes naturales y procesos industriales. Estas fuentes son la base para la producción de energía a partir de materiales biológicos.
A continuación, se exploran en detalle las principales fuentes de biomasa:
- Biomasa residual
La biomasa residual comprende materiales orgánicos que son subproductos de diversas actividades humanas. Estos materiales se generan en procesos agrícolas, forestales, industriales y urbanos.
Entre las fuentes de biomasa residual se incluyen:
- Residuos agrícolas: son subproductos de la producción de alimentos y de la actividad agrícola.
- Residuos forestales: se trata de subproductos de la poda y tala de árboles, y de materia orgánica que se acumula en los suelos de los bosques, rica en carbono.
- Residuos urbanos y municipales: tanto materiales orgánicos como restos de comida y jardinería, como residuos procedentes del tratamiento de aguas residuales que contienen materia orgánica están incluidos en este grupo.
- Cultivos energéticos
Los cultivos energéticos son plantas cultivadas específicamente para ser utilizadas como materia prima en la producción de energía.
Estos cultivos son seleccionados por su alta productividad y su capacidad para crecer en diferentes tipos de suelos y condiciones climáticas.
Los cultivos energéticos son una fuente predecible y escalable de biomasa. Su cultivo puede estar sujeto a buenas prácticas agrícolas para asegurar la sostenibilidad.
Al utilizar cultivos energéticos, se reduce la presión sobre los ecosistemas naturales y se promueve la producción de biomasa de manera controlada.
Algunos ejemplos de cultivos energéticos pueden ser:
- Álamo: los álamos constituyen un cultivo leñoso de rápido crecimiento que supone una opción excelente para el cultivo de biomasa. Este tipo de árboles se cosechan en ciclos de 3 a 5 años.
- Sorgo de Azúcar: es una planta similar a la caña de azúcar que se cultiva para la producción de etanol y biogás. El azúcar presente en estos cultivos fermenta dando como producto final biocombustibles.
- Colza: la colza, dada su composición, con un alto nivel de ácidos grasos, es un precursor de aceites que pueden ser utilizados para crear biodiésel.
- Biomasa forestal
Además de la biomasa residual proveniente de los residuos forestales, existe biomasa forestal proveniente de la gestión sostenible de los bosques.
Dentro de este grupo se incluyen madera y derivado como las resinas y las gomas.
Conversión de biomasa en energía
La conversión de biomasa en energía es un proceso clave en la utilización de esta fuente renovable para satisfacer las necesidades energéticas. Existen varios métodos de conversión, cada uno con sus propias ventajas y desafíos.
- Combustión
La combustión es el proceso más antiguo y directo para convertir biomasa en energía. Implica la quema controlada de biomasa, liberando calor en el proceso.
La combustión de biomasa produce calor, que puede utilizarse para calentar agua y generar vapor para alimentar una turbina y generar electricidad. También se utiliza para calefacción y procesos industriales.
Sin embargo, aunque la biomasa es considerada neutral en carbono a largo plazo, la combustión puede liberar contaminantes locales y gases de efecto invernadero si no se controla adecuadamente. La tecnología de control de emisiones es esencial para minimizar estos impactos.
- Gasificación
La gasificación es un proceso termoquímico en el que la biomasa se somete a altas temperaturas en ausencia de oxígeno o con cantidades limitadas de oxígeno y vapor de agua.
Este proceso produce un gas llamado "gas de síntesis" rico en monóxido de carbono e hidrógeno, que se puede utilizar para generar electricidad, producir calor o convertirlo en biocombustibles líquidos como el metanol o el biodiesel.
La gasificación puede ser más eficiente que la combustión, ya que permite un mayor control sobre la producción de calor y la generación de electricidad.
Aún así, antes de su uso, el gas de síntesis debe someterse a un proceso de limpieza y purificación para eliminar impurezas y reducir emisiones.
- Fermentación
Por último, la fermentación es un proceso biológico que involucra microorganismos que descomponen la biomasa en productos como etanol, metano o ácidos orgánicos.
Este método es ampliamente utilizado en la producción de biocombustibles, donde microorganismos como levaduras o bacterias convierten los azúcares presentes en la biomasa en productos combustibles.
Si bien es cierto que el proceso de fermentación es capaz de producir biocombustibles líquidos de muy alta calidad, generando bajas emisiones de gases de efecto invernadero; se trata de un proceso que requiere de unas condiciones específicas de pH y temperatura, convirtiéndolo en un proceso más complejo que los anteriores.
¿Qué futuro tiene la biomasa en la transición energética?
- Avances tecnológicos
El futuro de la biomasa en la transición energética es crucial en la búsqueda de sistemas energéticos más sostenibles y menos dependientes de los combustibles fósiles. A medida que la tecnología avanza y se desarrollan nuevas estrategias, la biomasa juega un papel esencial en la transformación de la matriz energética.
En cuanto a los avances tecnológicos, una gran innovación en los últimos años son los cultivos de algas para la producción de biodiésel.
Las algas son microorganismos fotosintéticos que crecen rápidamente y tienen la ventaja de no competir por terreno que puede ser destinado para producción alimentaria. Esto, sumado a que las aguas utilizadas para su cultivo pueden ser no potables, e incluso residuales, convierten a los cultivos de algas en una de las principales fuentes de biomasa del futuro.
Además, se están investigando y desarrollando procesos de conversión de biomasa más eficientes y limpios, como la pirólisis.
Este proceso consiste en una conversión termoquímica que convierte la biomasa en combustibles útiles mediante calentamiento a temperaturas moderadamente altas (350-650 ºC) y en ausencia de oxígeno.
Este método puede mejorar la eficiencia de conversión y reducir las emisiones de gases de efecto invernadero.
- Políticas en España
En resumen, España cuenta con un marco regulatorio que promueve el uso sostenible de la biomasa para la síntesis de biocombustibles, estableciendo criterios de sostenibilidad y fomentando el desarrollo de la bioenergía en el país.
En España, existen varias políticas y regulaciones relacionadas con el uso de biomasa para la síntesis de biocombustibles. Uno de los principales marcos regulatorios es el Real Decreto 1597/2011, que establece los criterios de sostenibilidad de los biocarburantes y biolíquidos, así como el Sistema Nacional de Verificación de la Sostenibilidad.
Además, el Real Decreto 376/2022 regula aspectos relativos a la sostenibilidad de la bioenergía y los biocombustibles, incorporando la Directiva Europea 2018/2011 (RED II) al reglamento jurídico español.
En cuanto a la biomasa agrícola, se considera que cumple con ciertos requisitos si proviene de materias primas cultivadas en España en superficies acogidas a las ayudas de la Política Agraria Común bajo determinadas condiciones.
En relación con la biomasa forestal, se considera que cumple con las exigencias establecidas siempre que cuente con las autorizaciones y permisos que resulten de aplicación de acuerdo con la normativa vigente.
El uso de la biomasa y el biogás para la producción eléctrica está contemplado en el Real Decreto 413/2014, que regula la actividad de producción de energía eléctrica a partir de fuentes de energía renovables, cogeneración y residuos.
Además, el Gobierno español ha trabajado en colaboración con las comunidades autónomas para elaborar una estrategia para el desarrollo del uso energético de la biomasa forestal residual, en línea con los objetivos del Plan de Fomento de las Energías Renovables en España.
- Retos y oportunidades
La biomasa se presenta como una fuente de energía prometedora en el panorama de la transición energética, y las perspectivas futuras son alentadoras.
A medida que el mundo avanza hacia una economía más sostenible y busca reducir las emisiones de gases de efecto invernadero, la biomasa desempeñará un papel cada vez más importante.
Sin embargo, aunque el futuro de la biomasa es prometedor, también enfrenta desafíos que deben abordarse de manera efectiva.
Para garantizar que la biomasa siga siendo una fuente de energía sostenible, se requerirá una gestión responsable de los recursos. Esto incluye la implementación de prácticas de silvicultura y agricultura sostenibles, así como la adhesión a estándares de sostenibilidad en la producción de biomasa.
Asimismo, actualmente la biomasa compite con otros usos de la tierra, como la producción de alimentos y la conservación de la biodiversidad.
Se deben encontrar soluciones equitativas para equilibrar estas demandas y evitar conflictos de intereses, como los cultivos de algas mencionados previamente.
¿Qué empresas utilizan la biomasa?
- Grupo LAYNA
Grupo LAYNA es una empresa española que se dedica a la gestión de residuos. Dentro de todas sus actividades, la fabricación de biocombustibles avanzados a partir de residuos agrícolas y forestales ha adquirido gran importancia.
Está ubicada en Horche, Guadalajara, y es la primera empresa en España en producir este tipo de biocombustibles.
- AlgaEnergy
AlgaEnergy es una compañía que se dedica a la creación de productos derivados de las microalgas, liderando proyectos de investigación, desarrollo e innovación en biotecnología de microalgas.
Las microalgas tienen un alto potencial para la producción de biocombustibles debido a su capacidad para producir biomasa de manera rápida y eficiente.
La biomasa algal es una alternativa sostenible y renovable a los combustibles fósiles, y su producción no compite con los recursos alimentarios ni provoca deforestación.
Además, el cultivo de microalgas tiene un impacto ambiental favorable, ya que ayuda a reducir la concentración de CO2 en la atmósfera.
Si quieres saber más…
- Repsol. https://www.repsol.com/es/energia-futuro/movilidad-sostenible/biomasa/index.cshtml
- Fundación ENDESA. https://www.fundacionendesa.org/es/educacion/endesa-educa/recursos/centrales-renovables/central-de-biomasa
- Agencia Andaluza de la Energía. https://www.agenciaandaluzadelaenergia.es/sites/default/files/Documentos/3_2_0068_20_LA_BIOENERGIA_EN_ANDALUCIA.PDF
- Instituto para la Diversificación y Ahorro de la Energía (IDEA). https://www.idae.es/tecnologias/energias-renovables/uso-termico/biomasa
