Gasificación de biomasa para la producción sostenible de energía. Revisión de las tecnologías y barreras para su aplicación

La biomasa es un material de origen natural con alto potencialpara la obtención de combustibles, servicios y compuestosquímicos de alto valor añadido, en condiciones sustentables. Este recurso puede transformarse a través deprocesos biológicos y/o termoquímicos según la aplicacióndeseada. En la última década se ha evidenciado un notableincremento en la producción mundial de gas de síntesisprocedente de la gasificación de la biomasa, esta situaciónse soporta en el interés mostrado por las corporacionesenergéticas para la obtención de combustibles alternativoscon base renovable; como son el bio-metano, FT diésel,etanol y el metanol. Unido a esto se desarrollan estudios defactibilidad técnica y económica para la implementación desistemas de producción de electricidad y calor utilizandobiomasa. Entre las alternativas tecnológicas más discutidasfiguran: La integración en ciclo combinado de la gasificación(GB-IGCC), la producción de calor y potencia (CHP) yla integración con celdas combustibles de mediana y altatemperatura (GB-FC). El objetivo del presente artículo esrecopilar información actualizada sobre la gasificación debiomasa, específicamente sobre los avances tecnológicosy las aplicaciones con más perspectivas de desarrollo acorto plazo y las barreras a vencer antes de su establecimientoa nivel global. Se pudo constatar que la generacióndistribuida a pequeña escala y los ciclos combinados sonopciones que potencian el establecimiento futuro de unmercado para la producción sostenible de energía. Un elementocrítico a tratar en todos los diseños es la presenciade sustancias indeseables en los gases de gasificación (alquitrán, amoniaco, material particulado, NOx)

Determinación de la calidad energética y la composición del gas de síntesis producido con biocombustibles. Parte II: Combustibles Sólidos, Bagazo de caña de azúcar

La termo-conversión de biomasa sólida se ha convertido en una de las rutas con mayor potencial para la reutilización de dicho recurso en la producción sostenible de energía. Este hecho toma notable importancia para los paises en vías de desarrollo. En el presente artículo se desarrolla la modelación termodinámica de la gasificación del bagazo de caña de azúcar. Los modelos se validan con datos experimentales obtenidos a escala piloto para dos fuentes de biomasa: cáscara de arroz y bagazo. La planta piloto de gasificación en lecho fluidizado está situada en el Departamento de Energía de la Universidad de Campinas(UNICAMP). De manera subsiguiente a la validación de los modelos se desarrolla un estudio paramétrico para evaluar el efecto de la relación aire/combustible (0,28-0,34) y la temperatura del aire sobre la potencia del gasificador, la composición del gas de síntesis, el LHV y el HHV. El exceso de aire se calcula para reducir la formación de alquitran y mantener un nivel adecuado de CH 4 e H2 en los gases de gasificación

Sustainable wind energy planning through ecosystem service impact valuation and exergy : a study case in south-central Chile

Wind energy has great potential to drive Chile’s energy sector towards a more sustainable model; however, it could induce landscape changes impacting ecosystem services. Accordingly, this study aimed to identify the best areas for wind energy development in Biobío and Nuble regions, by integrating metrics from suitability analysis, ecosystem service valuation, and exergy. The trade-offs between ecosystem services and wind electricity generation were assessed through biophysical indicators. Then, a new indicator based on ecosystem services impacts and exergy concept was developed to determine the most sustainable sites for wind energy development. Results showed that deploying wind energy could have the highest adverse effects on erosion regulation services, with an increase of 40%–50% in soil loss for Nuble and Biobío. Moreover, the crop and timber provision were also reduced by 10%, while water-related services were favored by an increment of 10% in water savings. The proposed indicator took negative values in all suitable zones under analysis (-25 to -307 GJex/GWh), indicating that ecosystem services losses exceeded gains. Results suggest that seven zones are potential sites for wind energy development based on their impacts which were up to -39 GJex/GWh. This work provides evidence for promoting sustainable wind energy planning by locating the projects in zones with the lowest detrimental ecosystem services impacts

Introduction of SOFC Technology into Cuban Energy Sector: Technical and Sustainability Analysis

The feasibility of integrating a solid oxide fuel cell (SOFC) technology into the Cuban energy sector is analyzed. In this context, two scenarios for power generation are assessed: the first (existing) combines a bagasse cogeneration unit and diesel combustion engines and for the second (future), diesel engines are replaced by a SOFC feed with ethanol and integrated into the sugar factory. The environmental impact (greenhouse gases), exergy efficiency, and a renewability parameter are considered as indicators for the assessment of the studied scenarios through a multifunctional unit (9.86t/h sugar, 2.195t/h of hydrated ethanol (96% w/w) and 847kWh of electricity) approach. The SOFC scenario shows significant advantages from an environmental point of view, obtaining a reduction of 55% greenhouse emissions and 60% fossil fuel consumption. At the same time, the overall process efficiency (38%) and renewability index (0.93) are higher than for the existing scenario. Furthermore, health impacts and their corresponding external cost related to airborne emissions (primary and secondary pollutant) are estimated applying the Uniform World Model (UWM). In this sense, the results show that the use of a SOFC technology involves a reduction of health impacts in 25.76 YOLL yr-1 (12%) and external costs of 52175 US$ yr-1 (12%). The potentiality of SOFC technology implementation into Cuban energy sector is assessed using a Strengths, Weaknesses, Opportunities and Threats (SWOT) approach. Nowadays, the main threat of implementation of this technology is associated to competitive energy market