Biomasa residual : alternativa técnica y ambiental en el proceso de generación termoeléctrica
http://revistas.javeriana.edu.co/index.php/iyu/issue/view/864
PDF (Inglés)

Palabras clave

Biomasa
Planta termoeléctrica
Exergía
Proceso co-firing
Análisis Ciclo de Vida (ACV)
Gases Efecto Invernadero (GEI).

Cómo citar

Biomasa residual : alternativa técnica y ambiental en el proceso de generación termoeléctrica. (2015). Ingenieria Y Universidad, 19(1), 67-86. https://doi.org/10.11144/Javeriana.iyu19-1.btea
Almetrics
 
Dimensions
 

Google Scholar
 
Search GoogleScholar

Resumen

El siguiente artículo presenta los resultados del análisis técnico (basado en la cantidad exergía) y ambiental realizado en una planta termoeléctrica de 50MWe nominales, localizada al sur del estado de Santa Catarina – Brasil, diseñada para operar con carbón pulverizado y adaptada para operar en proceso co-firing carbón - biomasa residual. Además de la planta termoeléctrica, el estudio consideró una frontera extendida que involucró los procesos relacionados con la obtención, transporte  y manipulación tanto del carbón como de la biomasa. El análisis exergético siguió lineamentos de la segunda ley de la termodinámica; mientras que el análisis ambiental se realizó siguiendo la metodología de Análisis de Ciclo de Vida (ACV), considerando 1 MWh como unidad funcional y la categoría de impacto calentamiento global, mediante el método IPCC 2007 GWP 100 años. Para ambos casos (operación sólo con carbón y en co-firing) el análisis exergético indicó que la planta termoeléctrica responde por más del 95% del total de la exergía consumida. Para el análisis ambiental, los resultados indicaron que para el caso de operación sólo con carbón, son emitidos 1230 kg de CO2-eq por MWh, mientras que para la operación en co-firing, con una participación de hasta 10% de biomasa en base energética, el valor efectivo de la emisión fue de 1103 kg de CO2-eq por MWh.

PDF (Inglés)

International Energy Agency, Key world energy statistics. Paris: IEA, 2013.
Electric Power Research Institute, Biomass Co-firing guidelines. Palo Alto California: EPRI, 1997.
J. Hansson et al., “Co-firing biomass with coal for electricity generation. An assessment of the potential in EU27”, Energy Policy, vol. 37, pp. 1444-1455, 2009.
D. A. Tillman, “Biomass co-firing: The technology, the experience, the combustion consequences”, Biomass Bioenergy, vol. 19, pp. 365-384, 2000.
M. Hondo, “Life cycle GHG emission analysis of power generation systems: Japanese case”, Energy, vol. 30, pp. 2042-2056, 2005.
A. Odeah, T. Naser, and T. Cockerill, “Life cycle analysis of UK coal fired power plants”, Energy Conversion Management, vol. 49, pp. 212-220, 2008.
P. Spath, M. Mann, and D. Kerr, Life cycle assessment of coal-fired power production. Golden, Colorado: National Renewable Energy Laboratory, 1999.
F. Pereira, E. Bazzo, and A. Martins de Oliveira, “Biomass co-firing as an alternative technology for a clean coal electric generation in Brazil”, en 20th International Congress of Mechanical Engineering, Gramados, RS, Brazil, 2009.
R. Miyake, E. Bazzo, and M. Bzuneck, “Cofiring of rice straw and coal in a coal-fired utility boiler: thermodynamic analysis”, en 13th Brazilian Congress Thermal Sciences Engineering, Uberlandia, MG, Brazil, 2010.
G. Moreno-Contreras, J. Serrano-Rico y J. Palacios-Restrepo, “Desempeño de la combustión de desechos industriales en un reactor de lecho fluidizado burbujeante”, Ingeniería Universidad, vol. 13, no. 2, pp. 251-266, 2009.
F. Sebastián, J. Royo, and M. Gómez, “Cofiring versus biomass-fired power plants: GHG (greenhouse gases) emissions savings comparison by means of LCA (life cycle assessment) methodology”. Energy, vol. 36, pp. 2029-2037, 2011.
H. Ming-Che, H. An-Lei, and W. Tzai-Hung, “GIS-based biomass resource utilization for rice straw cofiring in the Taiwanese power market”, Energy, vol. 55, pp. 354-360, 2013.
S. Shafie, T. Mahlia, and H. Masjuki, “Life cycle assessment of rice straw co-firing with coal power generation in Malaysia”, Energy, vol. 57, pp. 284-294, 2013.
W. Schakel et al., “Comparative life cycle assessment of biomass co-firing plants with carbon capture and storage”, Applied Energy, vol. 13, pp. 441-467, 2014.
ISO, FDIS 14040, Environmental management. Life cycle assessment. Principles and framework. Ginebra: ISO, 2006.
ISO, FDIS 14044, Environmental management. Life cycle assessment. Requirements and guidelines Managements environmental. Analyse du cycle de vie. Ginebra: ISO, 2006.
T. Süffert, Carvão nos Estados do Rio Grande do Sul e Santa Catarina, Porto Alegre. Informe de Recursos Minerais. Série Oportunidades Minerais CPRM, 1997.
M. Yore, M. Summers, and B. Jenkins, “Development of a stubble cutting system for a combine harvester”, ASAE Paper Number: 01-1087. ASAE Annual International Meeting. Sacramento, CA, 2001.
IFK, “Report of rice straw and Brazilian coal analyses”, Institutfür Feuerungs -und Kraftwerkstechnik - Universität Stuttgart. Stuttgart, 2009. [en alemán].
J. Szargut, D. Morris, and F. Steward, Exergy analysis of thermal, chemical and metallurgical processes. New York: Hemisphere, 1988.
A. Bejan, G. Tsatsaronis, and M. Moran, Thermal design and optimization. Hoboken, NJ: John Wiley & Sons, 1996.
A. Restrepo, “Metodologia de análise e avaliação exergoambiental de plantas termoelétricas operando em combustão combinada carvão”, Tesis, Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis, Brasil, 2012.
E. Hughes and EPRI, Biomass Cofiring: field test results. Palo Alto, CA: Electric Power Research Institute, 1999.
K. Heidi, H. Leif, and S. Anders, Update on impact categories, normalisation and weighting in LCA. Danish: Ministry of the Environment, Environmental Project Nr. 995, 2005.

Una vez aceptado un trabajo para publicación la revista podrá disponer de él en toda su extensión, tanto directamente como a través de intermediarios, ya sea de forma impresa o electrónica, para su publicación ya sea en medio impreso o en medio electrónico, en formatos electrónicos de almacenamiento, en sitios de la Internet propios o de cualquier otro editor. Este uso tiene como fin divulgar el trabajo en la comunidad científica y académica nacional e internacional y no persigue fines de lucro. Para ello el autor o los autores le otorgan el permiso correspondiente a la revista para dicha divulgación mediante autorización escrita.

Todos los articulos aceptados para publicación son sometidos a corrección de estilo. Por tanto el autor /los autores autorizan desde ya los cambios sufridos por el artículo en la corrección de estilo.

El autor o los autores conservarán los derechos morales y patrimoniales del artículo.