Gasificación de la biomasa

¿Qué es la gasificación de la biomasa?

La gasificación de la biomasa es la conversión térmica de la biomasa en un gas, que posteriormente puede utilizarse con el fin de producir energía eléctrica o térmica.

¿Cómo se lleva a cabo? Con la participación de motores de combustión interna a un determinado nivel de eficiencia. Dicho nivel depende de las características de la biomasa y los motores usados durante su desarrollo.

La gasificación es un proceso termoquímico basado en someter a la biomasa a temperaturas altas de unos 1.000 °C, en una atmósfera con pobreza de oxígeno.

En estas circunstancias, la biomasa pasa por cuatro etapas; secado, pirólisis, combustión y gasificación.

Al terminar todas las fases obtenemos tres productos, una capa sólida compuesta por cenizas y char (un residuo carbonoso), una líquida formada por hidrocarburos con agua y diferentes naturalezas, y la gaseosa.

A esa parte gaseosa se le denomina syngas, y está compuesta por una mezcla de elementos como el monóxido de carbono (CO), el dióxido de carbono (CO₂), el hidrógeno (H₂), el metano (CH₄) y el dinitrógeno (N₂).

El syngas

El syngas es el producto principal de la gasificación ya nombrada, y es considerado un gas renovable. Una vez se consigue, se le somete también a ciertos procesos según la aplicación hacia la que se le dirija posteriormente.

Si la aplicación es térmica, se procede con un enfriamiento y filtrado. Por otro lado, si va a ser inyectado en un grupo motogenerador de cogeneración, se le extraen el agua, las partículas y los hidrocarburos.

En cambio, si se dirige el syngas a la producción de H₂ y CO₂ verde, el curso lleva a un reformado con vapor a presión que transforma el CO en las moléculas verdes ya expuestas.

Historia de la gasificación de la biomasa

La gasificación es una tecnología con más de 200 años de edad. En los siglos XIX y XX se empleaba para producir gas en la ciudad, mejorando desde entonces para la eficiencia de sus emisiones al medioambiente.

De hecho, los primeros gasificadores eran de carbón, apareciendo en la Alemania de 1839 por parte de Bischof (y más tarde con Siemens en 1861).

Inicialmente, la finalidad del gas era cubrir las necesidades de combustible de la industria siderúrgica, aunque más tarde la aparición de mecanismos capaces de limpiar el gas, su aplicación alcanzó los pequeños hornos y los motores de combustión interna.

Ya en el siglo XX, la gasificación se empleaba en todo tipo de vehículos de motor, e incluso llego a ser el sustituto del petróleo durante la Segunda Guerra Mundial, debido a la escasez del mismo.

El carbón vegetal era la biomasa más usada en países como Francia y España para efectuar la gasificación y aplicarla a miles de vehículos.

Tipos de gasificación

La biomasa se presenta en todos los tipos de gasificación que hay, ya que abarca desde los residuos humanos hasta la materia vegetal. A continuación, vamos a repasar de qué dependen los diferentes tipos de gasificación.

En función del agente gasificante

• Gasificador con hidrógeno: El gas generador a partir de este tiene propiedades caloríficas muy buenas y se dirige a aplicaciones similares al gas natural.
• Gasificador con vapor de agua: El hidrógeno y el monóxido de carbono enriquecen el gas, lo que crea un gas apto para síntesis de otros compuestos (amoniaco, metanol).
• Gasificador con aire: Metiendo aire caliente en el gasificador se genera un gas pobre cuyo poder calorífico no pasa del 25% que posee el gas natural.
• Gasificador con oxígeno: Este es de más calidad que el anterior gracias a que la presencia de nitrógeno en el aire evita la dilución. Puede alcanzar el 40% del poder calorífico del gas natural.

En función de la fuente

• Gasificador directo: El calor generado proviene de la biomasa que se va a gasificar debido a una combustión parcial.
• Gasificador indirecto: En este caso, el calor se genera con un intercambiador y un proceso de separación entre las zonas de gasificación y combustión.

En función de la presión

• Gasificadores atmosféricos: Como su propio nombre indica, trabajan con la presión atmosférica.
• Gasificadores presurizados: La gasificación se ejecuta a una presión determinada.

En función del diseño del reactor

• Gasificadores de arrastre.
• Gasificadores de lecho fijo o móvil: Las instalaciones donde están situados estos equipos tienen una potencia de entre 1 y 4 MW. En esta variante podemos clasificarlos en algunos más; de contra corriente o updraft, de corriente paralela o downdraft y corriente cruzada.
• Gasificadores de lecho fluidizado: se dividen entre los de tipo burbujeante (que poseen potencias de entre 0.5 y 10 MW), y los circulantes (enfocados para instalaciones de más de 5 MW).

Sustituir caldera de gas por biomasa

Es posible sustituir la caldera de gas por biomasa, aunque debes tener en cuenta una serie de factores que no pasan desapercibidos. De esta manera, nos aseguramos de que la vivienda puede utilizar este tipo de energía renovable sin depender del gas.

Te mostramos en los siguientes puntos los aspectos que debes revisar antes de comenzar la instalación de un sistema de gasificación:

• Ubicación: La biomasa, que suele obtenerse al comprar pellets, se quema en estufas que deben residir en el interior de la propiedad, por lo que hay que buscar espacio suficiente.
• Extracción de humo: Es obligatorio disponer de una salida de humos en el tejado, lo que significa que muchos apartamentos no tienen la posibilidad de soportar una infraestructura de estas características.
• Reparto de calor: Canalizar el calor sucede a través de diferentes conductos, ya sea de calefacción o de agua caliente.
• Materiales combustibles: Hay que asegurar un espacio lo suficientemente grande como para guardar el material.
• Trabajos de mantenimiento: Las estufas dependen de los servicios de mantenimiento, así que la limpieza es algo necesario para retirar la ceniza generada. También se incluyen revisiones.
• Impacto medioambiental: La biomasa reduce la contaminación y es funcional como recurso energético.