Ing.AtiliodeFrías,Ph.D.Gerente Técnico

ProyectosyEstructuras,AJ,S.R.L.

1dediciembrede2016

Tipos deBiomasa,Disponibilidad yDistribución

2.Tiposdebiomasa en elcontextoRD

3.Potencial en relación alacomposición química

1.Definición debiomasa

TiposdeBiomasa,Disponibilidad yDistribución

4.Disponibilidad ydistribución

Biomasa es todo materialvegetaluorgánico quepueda ser usado como fuente deenergía térmica,energía eléctrica,químicos ocombustibles*

*Definición del“NationalRenewableEnergyLab”(NREL)delos Estados Unidos (www.nrel.gov)

TiposdeBiomasa

Comestibles

NOComestibles

Caña deazúcarMaíz

YerbaMerker Aserrín Estiércol

Bagazo decaña CascarilladearrozAcaciaMangium

Algas

Labiomasa comestibleyalgasqueda fueradentrodelcontextodeRDparafinesenergéticosoproductosdevaloragregado

Comestibles

NOComestibles

Caña deazúcarMaiz

YerbaMerker Aserrín Estiércol

Bagazo decaña CascarilladearrozAcaciaMangium

Algas

2.Tiposdebiomasa en elcontextoRD

3.Potencial en relación alacomposición química

1.Definición debiomasa

TiposdeBiomasa,Disponibilidad yDistribución

4.Disponibilidad ydistribución

TiposdeBiomasa dentrodelcontextoRDsonNOcomestiblesysonlassiguientes:

Ø BiomasaForestal

Ø Biomasa Herbácea

Ø Biomasa ResidualAgrícola

Ø Biomasa ResidualIndustrial

Ø AcaciaMangium

LaBiomasa Forestal consiste en especies arbóreas,ysonconocidastambiéncomobiomasasleñosas.

Ø Eucalipto

Ø Pino Caribea

Ø Leucaena

Ø YerbaMerker (“KingGrass”)

LaBiomasa Herbácea .Dentrodeeste grupo están lashierbas.

Ø Super KingGrass

Ø Bambu

Ø Arundo Donax

Ø Cascarilladearroz

LaBiomasa ResidualAgrícola consiste en los residuoslignocelulósicos delprocesamiento deotras especies debiomasa

Ø Bagazodecaña

Ø Jícaradecoco

Ø Racimos delapalma aceitera

Ø Arundo Donax

Ø Aserríndemadera

LaBiomasa ResidualIndustrial consiste en los residuos delprocesamiento industrialdeespecies forestales oherbáceas

1. FasedeCultivo:Características químicassonlasmáspreponderantes por su influencia en laeficiencia deoperación decalderas

2. Fase deSuministro:Características físicassonlasmásimportantes,comotamañodepartículaydensidad

LaBiomasatienedosfasesensuciclodevidadestinadacomofuentedeenergía

VanLooyKoppejan,2010.“BiomassCombustionandCo-Firing”.

1. FasedeCultivo:Características químicassonlasmáspreponderantes por su influencia en laeficiencia deoperación decalderas

2. Fase deSuministro:Características físicassonlasmásimportantes,comotamañodepartículaydensidad

LaBiomasatienedosfasesensuciclodevidadestinadacomofuentedeenergía

VanLooyKoppejan,2010.“BiomassCombustionandCo-Firing”.

2.Tiposdebiomasa en elcontextoRD

3.Potencial en relación alacomposición química

1.Definición debiomasa

TiposdeBiomasa,Disponibilidad yDistribución

4.Disponibilidad ydistribución

(Celulosa y hemicelulosa)(Lignina)

(Lignina)

Adaptado dehttp://genomicscience.energy.gov/roadmap/#page=news

Celulosa

Hemicelulosa

Lignina

Glucosa

Xilosa

Anillo Fenólico

Labiomasa NOcomestibleeslignocelulósica ytiene trescomponentes principales

Eltipo debiomasa conmayorpoder calorífico eslaforestal,dadosu mayorcontenido decelulosa ydelignina

Lignina

Celulosa44%

Hemicelulosa 6%

Lignina 35%

Celulosa40%

Hemicelulosa22%

Lignina 23%

Templetonetal.“CompositionalAnalysisofBiomassReferenceMaterials:ResultsfromanInterlaboratory Study

Pino(biomasa forestal)

Bagazo decaña(biomasa residualagrícola)

Mayorcontenido decelulosa ylignina implica mayorcontenido decarbono fijo ypor tanto,mayorpoder calorífico

Humedad

Volátiles

Carbono fijo

Cenizas

Análisis Químico Inmediato

ElAnálisis Químico Inmediato es elúnico disponibleen RDparabiomasa,en elInstituto deInnovacion enBiotecnología eIndustria (IIBI)

Humedad

Volátiles

Carbono fijo

Cenizas

Análisis Químico Inmediato

Elcontenido dehumedad es elporcentaje deaguaen labiomasa

Ø Máximocontenidodehumedadaceptadoporusuariosdebiomasaes50%

Ø Contenidos altosdehumedad disminuyen laeficenciaen lacombustión yelvolumen degasesproducidos enlacaldera

Humedad

Volátiles

Carbono fijo

Cenizas

Loselementos volátiles apartir debiomasa seformandurante lacombustión yconsiste en gasesdebajo pesoMolecular,CO,CO2,etc

Ø Contenidodevolátilesoscilaentre40%y80%

Ø Permite quelabiomasa seauncombustiblealtamentereactivo queva ainfluenciar ladescomposicióntérmica delamisma

Humedad

Volátiles

Carbono fijo

Cenizas

Elcarbono fijo es elresiduo sólido combustibledespués delaremoción devolátiles delabiomasa

Ø Contenidodecarbonofijooscilaentre6%y20%

Ø Unóptimo funcionamiento delacalderarequiere ladescomposición completa deeste carbono fijo en CO2yH2O

Humedad

Volátiles

Carbono fijo

Cenizas

Elcontenido decenizas es elresiduo remanente delacompleta oxidación delabiomasa,yes una medida delcontenido demateria inorgánica en labiomasa

Ø Contenidodecenizasaumentasilamuestrapresentaimpurezasminerales

Ø Varía entre0.1%como en algunas biomasas leñosas,hastaun15%parabiomasas herbáceas

Ø Es preferible utilizar biomasa conunbajo contenido decenizas parareducir emisiones ysimplificar proceso deremoción decenizas

Ø Unaltocontenido decenizas puede afectar lalimpiezadelacaldera

Humedad

Volátiles

Carbono fijoCenizas

Eltipo debiomasa conmayorpoder calorífico eslaforestal,dadosu mayorcontenido decelulosa ylignina,ypor tanto,mayorcarbono fijo

Tipo de Biomasa

Celulosa Hemicelulosa Lignina Podercalorífico

Forestal + - + +Herbácea - + - -Residual Agrícola

- + - -

Residual Industrial

- + - -Tipo de Biomasa

CarbonoFijo

Volátiles Cenizas

Forestal + - -Herbácea - + +Residual Agrícola

- + +

Residual Industrial

- + +

2.Tiposdebiomasa en elcontextoRD

3.Potencial en relación alacomposición química

1.Definición debiomasa

TiposdeBiomasa,Disponibilidad yDistribución

4.Disponibilidad ydistribución

Elepicentro delmercado debiomasa en elpaíshastalafecha sonlasregiones Central,Norcentral yEste

Fuente:PlanOperativo2012.MinisteriodeAgriculturadelaRepúblicaDominicana

SanPedrodeMacorís es laprincipalfuente debiomasaresidualagrícola (bagazo decaña)

Fuente:PlanOperativo2012.MinisteriodeAgriculturadelaRepúblicaDominicana

DistritoNacionalyMontePlatasonlos principalescentros deacopio parabiomasa residualindustrial

Fuente:PlanOperativo2012.MinisteriodeAgriculturadelaRepúblicaDominicana

LaAcaciaMangium es laespecie dominante paralamayoría delos productores debiomasa en elmercado actual

Ø Especieforestalderápidocrecimientoydealtopodercaloríficocomocombustiblebiomásico

Ø PrincipalespecieenlasregionesCentral,Norcentral yEstedelpaís

Ø Adaptableadiferentes tipos desuelos marginales

Tipo desuelos en lasregiones Central,Norcentral yEste

Ø En laprovincia MontePlata(región Central)los suelostienden aser franco-arenosos ynomuy arcillosos

Ø En laprovincia Monseñor Nouel (región Norcentral)los suelos sonarcillosos yácidos (pH=3– 4.2)

Ø EnlaprovinciaSanPedrodeMacorís(regiónEste)lossuelossonrocosos,norotulables (bajacapacidaddearado),yconbajapluviometría.§ Leucaena ensuelosdebajapluviometría(800mm

alaño).§ Eucaliptoensuelosconpluviometríade(1800mm

alaño)

Ø EnlaprovinciaLaAltagracia,lossuelossonácidos,aunqueconbuencontenidodemateriaorgánica

Fuente:J.AtiliodeFrías,Ph.D.

LaAcaciaMangium es laespecie dominante paralamayoría delos productores debiomasa en elmercado actual

Ø Puedecrecersobrerocas,yrequieresuelosconbuendrenajeypHbajo

Ø EnRDsehanreportadoincrementosenalturade4m/año eincrementoeneldiámetrode4cm/año

Ø Densidaddeárbolesvaríaentre100a300árbolesportarea(629m2)

Fuente:J.AtiliodeFrías,Ph.D.yHumbertoCheco,M.S.

LaAcaciaMangium es laespecie dominante paralamayoría delos productores debiomasa en elmercado actual

Ø Turnosderotaciónde4a6años

Ø Secortadurantetodoelaño

Ø Modalidaddecorteatalarasa

Fuente:J.AtiliodeFrías,Ph.D.yHumbertoCheco,M.S.

2.5árbolesdeAcacia(de8a10añosdeedad)equivalenaproximadamentea1toneladadebiomasa

En conclusión:

1.Lostipos debiomasa en elcontextoRDparalaproducción deenergía térmica yeléctrica son:Ø BiomasaForestalØ Biomasa HerbáceaØ Biomasa ResidualAgrícolaØ Biomasa ResidualIndustrial

2. Labiomasa forestal tiene elmayorcontenido decelulosa ylignina,ypor tanto,mayorcarbono fijo queimplica unmayorpoder calorífico.

3. LaAcaciaMangium eslaespecieforestaldominanteentrelosproductoresenelmercadodebiomasa

4. ElepicentrodelmercadoydisponibilidaddebiomasaenelpaíssonlasregionesCentral,Norcentral yEste.

Ing.AtiliodeFrías,Ph.D.Gerente Técnico

ProyectosyEstructuras,AJ,S.R.L.

1dediciembrede2016

TiposdeBiomasa,Disponibilidad yDistribución