Biomassa (energia)

Biomassa (energia)

Energies renovables
Biocarburant Biomassa Energia geotèrmica Energia hidroelèctrica Energia solar Energia mareomotriz Energia eòlica

La biomassa (energia) es referix a un tipo d'energia útil en térmens energètics formals: les plantes transformen l'energia radiant del Sol en energia química a través de la fotosíntesis, i part d'eixa energia química queda almagasenada en forma de matèria orgànica; l'energia química de la biomassa pot recuperar-se cremant-la directament o transformant-la en combustible.

Un error molt comú és confondre «matèria orgànica» en «matèria viva», pero basta considerar un arbre, en el que la major part de la massa està morta, per a desfer l'error; de fet, és precisament la biomassa «morta» la que en l'arbre resulta més útil en térmens energètics. Es tracta d'un debat important en ecologia, com a mostra esta apreciació de Margalef (1980:12)

Tot ecólogo empenyorat en estimar la biomassa d'un bosc s'enfronta, vesprada o enjorn, en un problema. ¿Deurà incloure també la fusta, i potser inclús la #fulleram i el mantillo? Una gran proporció de la fusta no es pot calificar de matèria viva, pero és important com a element d'estructura i de transport, i la matèria orgànica del sol és també un factor d'estructura.

Un atre error molt comú és utilisar «biomassa» com a sinònim de l'energia útil que pot extraure's d'ella, lo que genera prou confusió degut a que la relació entre l'energia útil i la biomassa és molt variable i depén d'innumerables factors. Per a escomençar, l'energia útil pot extraure's per combustió directa de biomassa (fusta, excrements animals, etc), pero també de la crema de combustibles obtinguts d'ella per mig de transformacions físiques o químiques (gas metà dels residus orgànics, per eixemple), processos en els que «sempre» es pert una miqueta de l'energia útil original. Ademés, la biomassa pot ser útil directament com a matèria orgànica en forma d'abonament i tractament de sols (per eixemple, l'us de femta o de #cobertura vegetals). I per supost no pot oblidar-se la seua utilitat més comuna: servir d'aliment a molt diversos organismes, la humanitat inclosa (vejau «cadena trófica»).

La biomassa de la fusta, residus agrícoles i femta continua sent una font principal d'energia i matèria útils en països poc industrialisats.

En térmens energètics, es pot utilisar directament, com és el cas de la llenya, o indirectament en forma dels biocombustibles (note's que l'etanol pot obtindre's del vi per destilació): «biomassa» deu reservar-se per a denominar la matèria primera empleada en la fabricació de biocombustibles.

La biomassa podria proporcionar energies substitutives als combustibles fòssils, gràcies a agrocombustibles líquits (com el biodiésel o el bioetanol), gaseosos (gas metà) o sòlits (llenya), pero tot depén de que no s'ampre més biomassa que la producció neta de l'ecosistema explotat, de que no s'incórrega en atres #consum de combustibles en els processos de transformació, i de que l'utilitat energètica siga la més oportuna front a atres usos possibles (com a abonament i aliment).

Actualment (2022), la biomassa proporciona combustibles complementaris als fòssils, ajudant al creiximent del consum mundial (i dels seus corresponents impactes ambientals), sobretot en el sector transporte. Este fet contribuïx a la ya àmplia apropiació humana del producte total de la fotosíntesis en el planeta, que supera actualment més de la mitat del total (Naredo i Valero, 1999), apropiació en la que competim en el restant de les espècies animals i vegetals.

Classificació

La biomassa, com a recurs energètic, pot classificar-se en biomassa natural, residual i els cultius energètics.

• La biomassa natural és la que es produïx en la naturalea sense intervenció humana. Per eixemple, la caiguda natural de branques dels arbreés (poda natural) en els boscs.
• La biomassa residual és el subproducte o residu generat en les activitats agrícoles (poda, rastolls, etc.), silvícolas i ganaderes, aixina com residus de l'indústria agroalimentària (alpechines, bagazos, clafolls, vinazas, etc.) i en l'indústria de transformació de la fusta (aserraderos, fàbriques de paper, mobles, etc.), aixina com residus de depuradores i el reciclat d'olis.
• Els cultius energètics són aquells que estan destinats a la producció de biocombustibles. Ademés dels cultius existents per a l'indústria alimentària (cerealés i remolacha per a producció de bioetanol i oleaginosas per a producció de biodiésel), existixen atres cultius com els lignocelulósicos forestals i herbáceos i collites.

Obtenció de agrocarburantes

Hi ha vàries maneres de classificar els distints combustibles que poden obtindre's a partir de la biomassa. Potser la més pertinent és pel procés de producció necessari ans que el combustible estiga llest per a l'us.

• Us directe. La biomassa amprada sofrix solament transformacions físiques abans de la seua combustió, cas de la fusta o la palla. Pot tractar-se de residus d'atres usos: poda d'arbres, restants de fusteria, etc.
• Fermentació alcohòlica. Es tracta del mateix procés utilisat per a produir begudes alcohòliques. Consta d'una fermentació anaerobio liderada per rents en les que una mescla de sucres i aigua (most) es transforma en una mescla d'alcohol i aigua en emissió de diòxit de carbono. Per a obtindre finalment etanol és necessari un procés de destilació en el que s'elimine l'aigua de la mescla. En tractar-se d'etanol com a combustible no pot amprar-se ací el método tradicional de destilació en alambique, puix es perdria més energia que l'obtinguda. Quan es partix d'una matèria primera seca (cereals) és necessari produir primer un most azucarado per mig de distints processos de triturado, hidrólisis àcida i separació de mescles. Un eixemple d'açò és l'utilisació de la planta aquàtica Eichhornia crassipes per a la producció de biocombustibles.
• Transformació de #àcit grassos. Olis vegetals i grasses animals poden transformar-se en una mescla d'hidrocarburs similar al diésel a través d'un complex procés d'esterificació, eliminació de gua, transesterificación, i destilació en metanol, al final del com s'obté també glicerina i sabó.

• Descomposició anaeròbica. Es tracta de nou d'un procés liderat per bactèrias específiques que permet obtindre metà en forma de Biogás a partir de residus orgànics, fonamentalment excrements animals. Al mateix temps s'obté com un subproducte abonament per a sols.

Biomassa com a energia alternativa

En tots estos processos cal analisar algunes característiques a l'hora d'enjuïciar si el combustible obtingut pot considerar-se una font renovable d'energia:

• Emissions de CO₂ (diòxit de carbono). En general, l'us de biomassa o dels seus derivats pot considerar-se neutre en térmens d'emissions netes si solament s'ampra en cantitats com a molt iguals a la producció neta de biomassa de l'ecosistema que s'explota. Tal és el cas dels usos tradicionals (us dels restants de poda com a llenya, cuines de bosta, etc.) si no se supera la capacitat de càrrega del territori.
  • En els processos industrials, ya que resulta inevitable l'us d'atres fonts d'energia (en la construcció de la maquinària, en el transport de materials i en alguns dels processos imprescindibles, com l'ocupació de maquinària agrícola durant el cultiu de matèria primera), les emissions produïdes per eixes fonts es contabilisen com a emissions netes. En processos poc intensius en energia poden conseguir-se combustibles en emissions netes significativament menors que les de combustibles fòssils comparables. No obstant, l'us de processos inadequats (com seria la destilació en alambique tradicional per a la fabricació de orujos) pot conduir a combustibles en majors emissions.
  • Cal analisar també si es produïxen atres emissions de gasos d'efecte hivernàcul. Per eixemple, en la producció de biogás, un escape accidental pot arruïnar completament el balanç zero d'emissions, ya que el metà té un potencial 21 voltes superior al diòxit de carbono, segons l'IPCC.
• Tant en el balanç d'emissions com en el balanç d'energia útil no deu oblidar-se la contabilitat dels inputs indirectes d'energia, tal és el cas de l'energia incorporada en l'aigua dolça empleada. L'importància d'estos inputs depén de cada procés, en el cas del biodiésel, per eixemple, s'estima un consum de 20 quilograms d'aigua per cada quilogram de combustible: depenent del context industrial l'energia incorporada en l'aigua podria ser superior a la del combustible obtingut.
• Si la matèria primera empleada procedix de residus, estos combustibles ajuden al reciclage. Pero sempre cal considerar si la producció de combustibles és el millor us possible per a un residu concret.
• Si la matèria primera empleada procedix de cultius, cal considerar si este és el millor us possible del sol front a atres alternatives (cultius alimentaris, reforestació, etc). Esta consideració depén sobre manera de les circumstàncies concretes de cada territori.
• Alguns d'estos combustibles (bioetanol, per eixemple) no emeten contaminants sulfurats o nitrogenats i casi no lliberen partícules sòlides, pero uns atres sí (per eixemple, la combustió directa de fusta).

Desventages

• Potser el major problema que poden generar estos processos és l'utilisació de cultius de vegetals comestibles (servixca com a eixemple el dacsa, molt adequat per a estos usos), o el canvi de cultiu en terres, fins a eixe moment dedicades a l'alimentació, al cultiu de vegetals destinats a produir biocombustibles, que els països rics poden pagar, pero a costa d'encarir la dieta dels països més pobres, aumentant el problema de la fam en el món.
• La seua incineració pot resultar perillosa i produir substàncies tòxiques. Per això es deuen utilisar filtres i realisar la combustió a temperatures majors als 900 °C.
• No existixen massa llocs idòneus per al seu aprofitament ventajós.
• En pujar els preus es finança la tala de boscs natius que seran reemplaçats per cultius de productes en destí a biocombustible.

Producció d'energia a partir de
biocombustibles sòlits i residus renovables (MW)

N.º	País	2020
1	[[Image:Plantilla:Bandera/China|border|20px|China]] China	17 784
2	[[Image:Plantilla:Bandera/Brasil|border|20px|Brasil]] Brasil	15 228
3	[[Image:Plantilla:Bandera/Índia|border|20px|Índia]] Índia	10 518
4	Estats Units Estats Units	9 916
5	[[Image:Plantilla:Bandera/Regne Unit|border|20px|Regne Unit]] Regne Unit	5 393
6	[[Image:Plantilla:Bandera/Suècia|border|20px|Suècia]] Suècia	4 402
7	Tailàndia Tailàndia	3 835
8	Alemània	2 674
9	[[Image:Plantilla:Bandera/Finlàndia|border|20px|Finlàndia]] Finlàndia	2 481
10	[[Image:Plantilla:Bandera/Canadà|border|20px|Canadà]] Canadà	2 360
11	[[Image:Plantilla:Bandera/Dinamarca|border|20px|Dinamarca]] Dinamarca	1 990
12	Indonèsia Indonèsia	1 775
13	[[Image:Plantilla:Bandera/Japó|border|20px|Japó]] Japó	1 470
14	[[Image:Plantilla:Bandera/Rússia|border|20px|Rússia]] Rússia	1 370
15	França	1 339
16	[[Image:Plantilla:Bandera/Itàlia|border|20px|Itàlia]] Itàlia	1 174
17	[[Image:Plantilla:Bandera/Àustria|border|20px|Àustria]] Àustria	1 085
18	Guatemala	1 029
19	[[Image:Plantilla:Bandera/Cuba|border|20px|Cuba]] Cuba	951
20	[[Archiu:	20px|Espanya]] Espanya	855
21	Corea del Sur	822
22	[[Image:Plantilla:Bandera/Mèxic|border|20px|Mèxic]] Mèxic	811
23	Malàsia	798
24	Polònia	797
25	[[Image:Plantilla:Bandera/Austràlia|border|20px|Austràlia]] Austràlia	678
26	[[Image:Plantilla:Bandera/Portugal|border|20px|Portugal]] Portugal	646
27	Països Baixos Països Baixos	624
28	[[Image:Plantilla:Bandera/Bèlgica|border|20px|Bèlgica]] Bèlgica	591
29	Turquia	533
30	República Checa	472
31	[[Image:Plantilla:Bandera/Pakistan|border|20px|Pakistan]] Pakistan	423
32	Uruguay	423
33	[[Image:|border|20px|Chile]] Chile	410
34	Hongria	397
35	[[Image:Plantilla:Bandera/Taiwan|border|20px|Taiwan]] Taiwan	393
36	Vietnam	378
37	Filipines	339
38	Colòmbia Colòmbia	316

Processos especials per a l'us de biomassa

Existixen processos termoquímicos que per mig de reaccions exotèrmiques transformen part de l'energia química de la biomassa en energia tèrmica. Dins d'estos métodos es troben la combustió i la pirólisis. L'energia tèrmica obtinguda pot utilisar-se para calefacció; per a us indústrial, com la generació de vapor; o per a transformar-la en un atre tipo d'energia, com l'energia elèctrica o l'energia mecànica.

La combustió completa d'hidrocarburs consistix en l'oxidació d'estos per l'oxigen de l'aire, obtenint com a productes de la reacció vapor d'aigua i diòxit de carbono i energia tèrmica.

Des de l'Edat Antiga s'obté carbó vegetal per mig de pirólisis, que consistix en la combustió incompleta de biomassa a uns 500 ^oC en dèficit d'oxigen. El fum produït en eixa combustió és una mescla de monòxit i diòxit de carbono, hidrogen i hidrocarburs llaugers.

Vore també

• [[Archiu:{{#switch:Energia|20px|Vore el portal sobre Energia]] Portal:Energia. Contingut relacionat en Energia.
• Energia renovable
• Energia geotèrmica
• Central hidroelèctrica
• Energia solar
• Energia mareomotriz
• Energia undimotriz
• Energia eòlica
• Energia hidràulica
• Gasificació de biomassa

Enllaços externs

• Fullet informatiu de la Comunitat de Madrit (Espanya) (20 pàgines).

• Programa BIOMCASA de l'Institut per a la Diversificació i Aforro de l'Energia (IDAE).
• Endesa Educa: Centrals de biomassa.
• Video explicatiu de l'energia de la biomassa.