Los procesos de energía de biomasa se entienden mejor al conocer qué es la biomasa y los objetivos de su aprovechamiento energético.
Procesos de Energía de Biomasa
Por definición, la energía de biomasa se obtiene mediante la combustión o la conversión bioquímica de materia orgánica usada como combustible. Fuentes comunes incluyen madera, aserrín, pastos, maíz, caña de azúcar, desechos agrícolas como estiércol bovino y otras plantas. Existen múltiples procesos para transformar la biomasa en energía.
Combustión
El método más directo y conocido es la combustión, que genera calor convertible en energía. La biomasa se quema directamente para producir este calor.
Una ventaja clave es el uso directo del calor para calefacción residencial, agua caliente, procesos industriales o edificios de oficinas, sin necesidad de generar electricidad. También puede transformarse en electricidad.
Co-combustión
La co-combustión es un método eficiente donde la biomasa sustituye entre el 15% y 20% del carbón en plantas eléctricas, reduciendo emisiones y costos operativos. El switchgrass (Panicum virgatum) es el material más utilizado.
El switchgrass es una hierba perenne nativa de las Grandes Llanuras de EE.UU. y el sur, resistente a sequías, inundaciones, plagas y suelos pobres. Se cultiva sin fertilizantes dañinos, evitando contaminación por escorrentía. Expertos lo consideran más eficiente que el maíz para etanol.
Sin embargo, la combustión genera contaminación atmosférica y pérdidas energéticas significativas.
Conversión Térmica
Estos procesos usan calor para alterar químicamente la biomasa en sustancias energéticas mediante reacciones con oxígeno controlado. Incluyen:
Gasificación
Se realiza a altas temperaturas con oxígeno y vapor limitados, convirtiendo biomasa en gas de síntesis (hidrógeno y monóxido de carbono). Más eficiente que la combustión, se quema directamente o produce metanol, hidrógeno o combustibles sintéticos. Similar al de combustibles fósiles.
Pirólisis
Calentamiento sin oxígeno produce agua, carbón vegetal (biochar), alquitrán, aceites y gases (hidrógeno, metano, CO₂, CO). El producto principal es biochar para metalurgia y adsorción. Depende del tipo de biomasa y tiempo de calentamiento.
Torrefacción
Proceso termoquímico a 200-320°C que elimina oxígeno, humedad y volátiles (celulosa, biopolímeros), obteniendo biocarbón sólido, seco y oscuro. Se pelletiza o briquetea para calefacción residencial e industrial, con menos humo que otros combustibles.
Conversión Química (Sin Combustión)
Otros métodos convierten biomasa en combustibles sólidos, gaseosos o líquidos listos para uso en plantas eléctricas sin procesamiento adicional.
La alta presencia de carbohidratos permite obtener productos químicos combustibles.
Aceites de Biomasa
Maíz, caña de azúcar, soja y otras se transforman en biocombustibles líquidos como biodiésel o bioetanol, sustitutos de gasolina y diésel. Aceites de cocina reciclados producen biodiésel.
Fermentación: Metano y Alcohol
Calentamiento descompone químicamente la biomasa en sólidos, gases y líquidos. El metano se extrae con gasificadores para turbinas eléctricas o hidrógeno con bajas emisiones.
Procesos Bioquímicos (Fermentación)
La fermentación convierte maíz en etanol (alcohol de grano); subproducto: metano para electricidad. Aunque asociada a bebidas, es clave en bioenergía.
Limitaciones de la Biomasa
El etanol produce hasta cinco veces la energía invertida, siendo viable económicamente. Sin embargo, el transporte reduce rentabilidad; ideal usarla localmente en granjas y comunidades.