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La biomasa, tal y como se define en la Especificación Técnica Europea CEN/TS 14588, puede ser catalogada como “todo material de origen biológico excluyendo aquellos que han sido englobados en formaciones geológicas sufriendo un proceso de mineralización”.

La biomasa aporta distintos usos energéticos, desde los puramente térmicos (como una caldera de biomasa para calefacción residencia), hasta los puramente eléctricos (como la combustión en centrales térmicas convencionales con otros combustibles), o la generación pura de electricidad.
Se considera cogeneración en aquellos usos en los que, además de la producción de electricidad, se encuentra asociada una producción de calor útil que está vinculada a una demanda económicamente justificable de calor, es decir, una demanda
térmica que en caso de no existir la cogeneración sería necesario atender mediante otros medios a precios de mercado.

¿Cómo funciona una central de biomasa?

La diferencia entre una generación eléctrica pura con biomasa y una cogeneración radica sustancialmente en la existencia del aprovechamiento de calor, que permite alcanzar rendimientos del combustible muy superiores (hasta de un 80%) en comparación con los rendimientos menores (del orden de 30%), que se alcanza únicamente mediante la generación eléctrica.

Una central de biomasa es una instalación que permite el aprovechamiento de la biomasa para la producción de electricidad.Tiene un ciclo térmico similar al de las centrales térmicas convencionales: la energía calorífica que se produce en un determinado foco es transformada en energía mecánica rotatoria mediante una turbina y, posteriormente,en energía eléctrica a través de un generador.

Esquema de funcionamiento de una central-tipo de biomasa:

Explicación según UNESA, Asociación Española de la Industria Eléctrica

En primer lugar, el combustible principal de la instalación, residuos forestales, agrícolas o cultivos de plantas energéticas (1), es transportado y almacenado en la central. En ella puede ser sometido a un tratamiento de astillado (2) para reducir su tamaño, si ello fuera necesario. A continuación, pasa a un edificio de preparación del combustible (3), en donde generalmente se clasifica en función de su tamaño, fino y grueso, para después ser llevados a los correspondientes almacenes (4, 5 y 6).

El combustible,una vez preparado,se lleva a la caldera (7) para su combustión,y el calor producido hace que el agua que circula por las tuberías de la caldera se convierta en vapor de agua. Generalmente la caldera tiene una parrilla donde se quema el combustible grueso. El combustible fino se mezcla con el combustible de apoyo (generalmente un derivado del petróleo) procedente de su almacén (6), para ser quemado de la forma más eficiente posible.

El agua que circula por el interior de la caldera proviene del tanque de alimentación (10); antes de entrar allí, el agua ha pasado generalmente por un economizador, donde es precalentada mediante el intercambio de calor con los gases de combustión que salen de la propia caldera. Estos gases de combustión son sometidos a un proceso de recirculación por la caldera para reducir la cantidad de inquemados y así,aprovechar al máximo el poder energético y reducir las emisiones atmosféricas.

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Asimismo, los gases de combustión son limpiados por los equipos de depuración (9), antes de ser vertidos a la atmósfera a través de una chimenea. Las partículas retenidas, junto con las cenizas de la combustión, son conducidas al cenicero (8) para ser transportadas posteriormente a un vertedero.

Al igual que se hace en otras centrales térmicas convencionales, el vapor generado en la caldera se expande en la turbina de vapor (12) que mueve el generador eléctrico (13),donde se produce la energía eléctrica que, una vez elevada su tensión en los transformadores (14), se vierte a la red general mediante las líneas de transporte (15) correspondientes.

El vapor de agua proveniente de la turbina es transformado en líquido en el condensador (11), y de ahí es enviado nuevamente al tanque de alimentación (10), cerrándose así el circuito principal del agua en la central.

Desde el punto de vista de cambio climático, se considera que los gases de invernadero emitidos en la producción de electricidad a partir de la biomasa no tienen impacto negativo, ya que el CO2 producido en la combustión es aproximadamente el mismo que la cantidad fijada por la masa vegetal durante su crecimiento. En cualquier caso, en la hipótesis de no utilizarse la biomasa en una central, el CO2 volvería a la atmósfera a través del proceso natural de descomposición de la materia orgánica.

Para ampliar más información puedes consultar la web de Unesa.

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Cogeneración en la industria: eficiencia y sostenibilidad

La cogeneración es una herramienta clave de eficiencia energética y de competitividad para la industria en España.

De hecho, es la más alta frente a cualquier otra forma de generación, pues implica menor gasto en la compra de combustible y una disminución de las pérdidas en las redes de transporte. Esto se debe a que las pequeñas centrales de cogeneración se consumen en los propios puntos donde se genera: industria, polígonos y zonas próximas. Y que a su vez, la cogeneración ha acelerado la renovación de calderas, sustituyendo instalaciones antiguas por tecnologías nuevas con mejores prestaciones reemplazando combustibles como carbón y gasoil por gas natural, más eficiente y limpio.

Planta de cogeneración

Según los últimos datos ofrecidos por la Asociación Española de Cogeneración (ACOGEN) y Boston Consulting Group, la cogeneración ahorra al país entre 1.000 y 1.200 millones de euros al año, un 6% más que lo que se ahorraba hace dos años con idéntica producción de electricidad y con resultados económicos similares para las plantas. Estos ahorros crecerán en un futuro, conforme suba el precio de la energía, superando los 1.300 millones de euros al año en 2015.

Por otro lado, la eficiencia energética es una herramienta fundamental contra el cambio climático, al ser más eficiente es menos contaminante y va asociada a combustibles más limpios. Para la IEA (International Energy Agency) es la palanca con mayor potencial de impacto para reducir las emisiones de gases de efecto invernadero.

Además es un componente clave de la política energética y medioambiental europea. Contribuyendo a la consecución de tres objetivos principales:

  • Seguridad de abastecimiento
  • Competitividad industrial
  • Respeto al medioambiente

Como hemos dicho anterioermente, la cogeneración aporta competitividad a la industria a través del ahorro en combustibles. De este modo se convierte en una parte esencial para proteger el empleo industrial y actuar como una potente barrera preventiva contra la deslocalización de las empresas, especialmente en algunos sectores industriales.

Experiencias pioneras de éxito

La cogeneración es una tecnología en continua evolución, con múltiples frentes de I+D+i ligados a la investigación y aplicación de nuevas soluciones tecnológicas y a la demostración de pilotos pioneros. La micro-cogeneración y microturbinas, en especial para sector servicios y residencial; la trigeneración; la cogeneración a nivel residencial; la cogeneración con pilas de combustible, en especial para sector servicios y residencial;  la cogeneración con biomasa, etc., actúa como motor de inversión, innovación, desarrollo económico y creación de empleo.

¿Te gustaría saber más sobre estos proyectos de éxito?

Consulta y descárgate este documento sobre Cogeneración, Microgeneración y Trigeneración de Unisolar, y consulta cómo Serbusa desarrolla sus planes de mantenimiento industrial sobre cogerenación.

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Las claves de un informe de mantenimiento industrial

¿Qué aspectos recoge un informe de mantenimiento industrial? Cuando en una planta de producción se produce una avería que afecta al plan de producción o que incide en los resultados de la planta es conveniente, casi imprescindible, realizar un informe en el que se detallen los síntomas de la avería, sus consecuencias, la forma en que se ha llevado a cabo la reparación y las medidas preventivas que se han adoptado para evitar que el fallo vuelva a producirse.

Algunos de los aspectos clave para tener en cuenta son cuanto se elabora un informe mensual de mantenimiento son:

  • Principales incidentes ocurridos en el mes.
  • Mantenimientos programados realizados.
  • Inspecciones reglamentarias y resultados.
  • Mantenimientos previstos para el periodo siguiente.
  • Seguimiento de los indicadores de mantenimiento que se han elegido

Pongamos como ejemplo el mantenimiento en plantas de cogeneración o energía. Esta información debe integrarse en un único informe, que incluya también otros datos adicionales de interés, como información relativa a personal, a seguridad, a gestión medioambiental, mejoras, etc.

Un posible índice de dicho informe mensual podría ser el siguiente. Por supuesto, cada empresa seguirá su criterio, esto es solo un ejemplo:

Resumen ejecutivo
a) Energía eléctrica bruta generada en el periodo.
b) Energía eléctrica consumida por equipos auxiliares.
c) Energía eléctrica generada neta (descontado el consumo de equipos auxiliares).
d) Energía eléctrica exportada a la planta industrial asociada (también denominado autoconsumo).
e) Energía eléctrica vendida a la red eléctrica.
f) Energía térmica recuperada exportada a la planta industrial asociada.
g) Consumo de combustible.
h) Rendimiento eléctrico y rendimiento eléctrico equivalente.
i) Disponibilidad energética y horaria mensual.
j) Disponibilidad energética y horaria acumulada.
k) Principales indicadores de mantenimiento.
l) Resultado de explotación.

Además habrá que tener en cuenta indicadores de mantenimiento que pueden ser muchos y muy variados, por ello será importante elegir los adecuados, que serán aquellos que aporten información útil para tomar decisiones.

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Logotipo de la Comisión Nacional de la Energía

Siete comercializadores consiguieron garantías de origen por al menos el 100% de la energía que vendieron, por lo que podría calificarse esta energía como “verde”, y en algún caso,  incluyeron en el producto cogeneración de alta eficiencia.  Este dato lo ha hecho público recientemente la Comisión Nacional de la Energía (CNE) en el informe de 2010 elaborado por el regulador acerca del sistema de  garantía de origen y etiquetado de la electricidad.

La normativa española establece un mecanismo de anotaciones en cuenta en la página web de la CNE en el que los productores de electricidad que utilicen fuentes renovables o cogeneración de alta eficiencia (incluidas las hidráulicas y cogeneraciones de régimen ordinario) pueden solicitar voluntaria y gratuitamente la inscripción de las garantías de origen que les puedan corresponder por la energía que han generado. La Comisión comprueba estas solicitudes y expide las garantías correspondientes.

Como resultado de ello, la CNE debe publicar anualmente una etiqueta eléctrica para  cada comercializador, similar a las etiquetas energéticas que llevan los electrodomésticos  y que resultan fáciles de interpretar. Cada etiqueta corresponde con la mezcla de las  energías asignadas a cada comercializadora en función de la participación que ha tenido en el sistema y conlleva un impacto ambiental diferente.
Los resultados del año 2010 fueron los siguientes:

  • Las garantías expedidas mediante el Sistema de Garantías de Origen representan el 27 % de la producción nacional.
  • Las garantías transferidas a comercializadoras representan el 93% de las expedidas.
  • Las energías renovables y la cogeneración representaron el 34% y el 11,6% de las  fuentes de energía primaria para la producción de electricidad en España. Los impactos ambientales asociados se clasifican en la categoría D.
  •  Siete comercializadores consiguieron garantías de origen por al menos el 100% de la energía que vendieron, por lo que podría calificarse esta energía como “verde”, y en algún caso, como procedente de cogeneración de alta eficiencia. Por ello, sus impactos ambientales asociados se encuentran dentro de la categoría A.
  • El resto de comercializadores alcanzaron otras proporciones de energía “verde” o de cogeneración de alta eficiencia, con unos impactos ambientales asociados variables.
  • Los importes económicos declarados a la CNE por los productores por la transferencia de garantías a los comercializadores no son significativos.

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La energía constituye cada día más una preocupación de las empresas y la sociedad, especialmente en España donde la situación es especialmente sensible debido al elevadísimo grado de dependencia energética del exterior, superior al 80%. La cogeneración permite alcanzar rendimientos energéticos muy superiores a las tecnologías de generación térmica convencionales y por lo tanto su implantación contribuye a la reducción del consumo de energía.

Para realizar el plan mantenimiento de plantas de cogeneración hemos de tener en cuenta algunos aspectos como el seguimiento de las prestaciones de la planta y su comportamiento a lo largo del tiempo, un adecuado plan de auditorías que verifique el correcto funcionamiento de las instalaciones y la adopción de medidas correctoras.

En nuestros años de experiencia en el sector, hemos detectado diferentes tipos de averías más habituales en turbinas de gas; motores de gas y turbinas de vapor. Aunque los fallos típicos más comunes de cada planta dependen lógicamente de los modelos específicos de cada uno de los equipos que la componen, es posible generalizar una serie de fallos que pueden considerarse habituales en las plantas de cogeneración.

Averías en la entrada de aire, pérdida de estanqueidad, rotura o bloqueo de filtros; averías en el compresor debido a suciedad, congelación de agua o entrada de bombeo; la temperatura excesiva o la rotura de piezas así como averías más comunes en la cámara de combustión y en la turbina de expansión. Pueden darse otros fallos puesto que este tipo de plantas son complejas y necesitan encontrarse siempre a pleno rendimiento. Las revisiones internas periódicas identificando posibles daños, fracturas y cualquier señal posible de desprendimiento o riesgo son la mejor estrategia de prevención.

Nuestra mejor recomendación es contar con un plan de mantenimiento programado de los equipos principales y aplicar las técnicas de mantenimiento predictivo, así como organizar las paradas y efectuar grandes revisiones.  Estas son solo algunas de las estrategias para el buen funcionamiento de este tipo de plantas.

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