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La tecnología de gasificación aplicada al olivar

No hay duda de que el olivar es un proveedor de recursos energéticos de origen renovable, como son los restos de poda, el hueso de aceituna o el orujillo generado en las extractoras de aceite de orujo. Todo esto es biomasa, o dicho de otra manera, energía limpia. Su potencial en una tierra como la nuestra, Jaén, es más que evidente, sólo tenemos que mirar a nuestro alrededor.

Por otro lado, en el sector oleícola existen dos tipologías principales de industrias: almazaras y extractoras de aceite de orujo, las cuales presentan unos consumos simultáneos de energía eléctrica y térmica elevados, los cuales repercuten directamente en la competitividad del sector al incrementar sus costes de producción.

Pues bien, por qué no asociar ambos aspectos, es decir, un elevado potencial de biomasa disponible apta para su transformación energética, y, por otro lado la necesidad de optimizar los costes energéticos en las industrias de transformación: almazaras y orujeras.

Esto se puede conseguir a través de la gasificación de la astilla o del orujillo, en función de si el proyecto se ubica en una almazara o en una extractora respectivamente, obteniendo energía térmica, que puede utilizarse para secado de hueso o de orujo, y energía eléctrica para autoconsumo. De esta manera se obtendrían importantes ahorros económicos, además de energéticos y medioambientales, asociados a la reducción de emisiones de CO2.

La tecnología de gasificación consiste en transformar un material carbonoso, como por ejemplo astilla de restos de poda u orujillo, en un gas combustible mediante un conjunto de reacciones químicas a una determinada temperatura y en presencia de un agente gasificante, que suele ser aire, en una atmósfera pobre de oxígeno.

Este proceso de conversión termoquímica permite descomponer la biomasa y obtener una fracción sólida llamada “char”, que es un co-producto del proceso, junto a las cenizas, otra fracción liquida, compuesta básicamente por hidrocarburos, que deben ser eliminados de la corriente de gases; y una gaseosa denominada “syngas”, “gas pobre” o “gas sintético” o, como antiguamente, “gas de gasógeno” que es la aprovechable para generar energía renovable en una máquina térmica.

Para ello, y en función del tipo de tecnología de gasificación empleado, se introduce la biomasa en el gasificador por un lado y el agente gasificante por otro, de manera que durante el mismo la biomasa sufre los siguientes procesos: secado, pirolisis, oxidación y reducción.

FASES DEL PROCESO DE GASIFICACIÓN DE LA BIOMASA

 

ESQUEMA PROCESO GASIFICACIÓN

El syngas obtenido, que tiene un PCI de unos 1.000 kcal/Nm3, está formado por una mezcla de gases: CO (35-40%), CO2 (25-35%), H2 (20-40%), CH4 (0-15%), hidrocarburos y H2O. Puede ser utilizado en una caldera de gas o en una turbina o motor para la producción combinada de energía térmica y/o eléctrica.

Los requerimientos de la biomasa en la entrada del gasificador suelen ser tres: humedad inferior al 20%, tamaño de partícula homogéneo (entre 5 y 10 mm) y ausencia de extraños e impurezas, aunque en función del tipo de gasificador éstos pueden variar bastante.

GASIFICADORES DE BIOMASA

La gasificación, con relación a la combustión, es una tecnología más versátil. En general, tiene unos menores requerimientos de espacio, necesita menos cantidad de biomasa, los trámites administrativos son menos complejos, y, lo que es más importante, su eficiencia energética global, en el caso de utilizar motores, se sitúa en el entorno del 70%, frente al 25-30% de los ciclos de combustión, en los que no se suele aprovechar el calor y todo va enfocado a generar energía eléctrica.

Una de las múltiples ventajas de esta tecnología, es que se puede implantar en una gran variedad de industrias generadoras de biomasa y consumidoras de energía térmica y eléctrica con distintas características (tamaño, volumen de producción, cantidad de biomasa disponible, consumos energéticos y/o térmicos, etc.). Esto es así, por su modularidad, es decir por la posibilidad de instalar una planta de gasificación de biomasa con motores que puede ir desde 150 kWe hasta 5 MWe, por ejemplo, o lo que es lo mismo, por su capacidad de adaptación a las necesidades de cada industria específica.

Por otro lado, las inversiones requeridas son menores que en la combustión, así como los costes de explotación, y el aprovechamiento conjunto de la energía para autoproducción puede conllevar ahorros y/o ingresos de manera que los períodos de recuperación de la inversión se pueden situar, sin considerar incentivos, por debajo de los 6 años.

VISTA GENERAL DE UNA PLANTA DE GASIFICACIÓN DE BIOMASA (LAYOUT)

La aplicación de la tecnología de gasificación en el sector oleícola, además de modernidad e innovación, conlleva la generación de ahorros energéticos en las industrias, que se traducen en ahorros económicos, así como en mejoras medioambientales para un cultivo como el olivar, que ya de por sí es un fijador natural de CO2 y, por tanto, un “luchador” contra el temido y acuciante cambio climático del que tanto se habla en los últimos tiempos.

PLANTA DE GASIFICACIÓN DE BIOMASA (RESTOS DE PODA) INTEGRADA EN ALMAZARA

En este esquema se puede ver el esquema completo de una planta de gasificación aplicada a una almazara, que de igual manera se podría implementar en una industria extractora de aceite de orujo.

La idea es gasificar una biomasa residual o de bajo coste, en este caso en concreto la fracción gruesa de los restos de poda (astilla de leña de olivo), cuya gestión supone un problema en muchas explotaciones agrícolas y que acaba o eliminada o vendida a muy bajos precios dejando poco valor añadido para el agricultor. En el caso de orujeras, aprovechar el orujillo sobrante. El gas producido en el proceso de gasificación, una vez tratado (eliminación de condensados, filtrado, etc.) es introducido en el grupo moto-generador (<1Mwe) para la producción conjunta de calor y electricidad, lo que se denomina “cogeneración con biomasa de alta eficiencia”.

La energía eléctrica producida sería autoconsumida para el proceso de producción de la industria en cuestión, en el caso del cuadro, una almazara, y el excedente vertido a red. La energía térmica sería aprovechada para secar o reducir la humedad del hueso (almazara) u orujo (extractora).

Esta es la solución que BIOLIZA ha desarrollado para mejorar la competitividad del sector oleícola a través de dos aspectos clave: la valorización de los subproductos y la optimización de consumos energéticos. Desde un punto de vista indirecto también conlleva ventajas, tanto para el agricultor en tanto evita costes de eliminación de restos de podas, como para las industrias, las cuales se convierten en “autoproductoras” de su propia energía. Todo ello, además, reforzando la imagen de sector comprometido con el medio ambiente y la sostenibilidad.

Desde BIOLIZA diseñamos, desarrollamos y ponemos en marcha soluciones eficientes, sostenibles y competitivas en el ámbito de la valorización energética de la biomasa del olivar, como la descrita. Con ello, pretendemos generar un valor añadido para los agricultores y para nuestra provincia, que es en definitiva de lo que se trata. Y siempre, bajo la perspectiva medioambiental.

José Antonio La Cal Herrera

Dr. Ingeniero Industrial y Executive MBA

Socio-Fundador de BIOLIZA