Dimensionamiento calderas de biomasa

Para proyectos nuevos de biomasa, deben tenerse en cuenta principalmente los costos de inversión inicial de la tecnología (CAPEX) y la disponibilidad de biomasa (existencia de proveedores).

Si el proyecto ya cuenta con una inversión realizada y se desea reemplazar el combustible fósil por biomasa, se debe tener en cuenta el costo de la adaptación (cambio de quemadores) y el costo de suministro del combustible.

Costos

Si bien se trata de tecnologías maduras comercialmente, existe aún en Chile una gran disparidad de costos tanto de inversión (CAPEX) como de operación, asociados a sistemas de mediana escala para la obtención de calor con biomasa. Estos costos están determinados principalmente por el tipo de tecnología (calderas manuales versus automáticas o de parrilla fija versus móvil) y también por el costo del combustible que en Chile todavía presenta una gran disparidad en cuanto a precio y calidad.

Existen modelos de negocio interesantes, tipo ESCO, a través de los cuales es posible contratar la energía sin necesidad de invertir en la tecnología, de manera similar a como se hace con la compra de gas natural por ejemplo.

A continuación se presentan algunos costos aproximados:

Tabla: Costo de inversión de calderas de biomasa según potencia.
Fuente: John O´Ryan para CIFES, 2016

Proveedores

• Listado de Proveedores de Calderas, 2016.
• Listado de Proveedores de Pellets.
• Listado de Astilladores y Centrales de Astillado, 2016.

Tipos de Calderas

La combustión directa en una caldera es la forma más común para la obtención de energía a partir de la biomasa.

En aplicaciones industriales, son dos las tecnologías principalmente utilizadas: la combustión en calderas de lecho fijo y en lecho fluidizado.

Fuente: Energie aus Biomasse. Grundlagen, Techniken und Verfahren

• Combustión en calderas de lecho fijo: la combustión ocurre en una parrilla, produciendo un flujo de gases calientes que se usan para generar vapor, siendo las cenizas removidas continuamente durante la combustión.
• Combustión en calderas de lecho fluidizado (FBC): el combustible es suspendido por una o varias corrientes de aire inyectadas durante la combustión. Esta tecnología es más versátil, al permitir quemar una amplia gama de combustibles con altos niveles de humedad (más de 50%), presentan menores emisiones (NO_X, SO_X y CO₂) y es en general más eficiente.

El vapor producido en las calderas es inyectado en turbinas de vapor las que transforman el calor en energía mecánica que a su vez sirve para generar electricidad.

Para aplicaciones de autoconsumo de mediana escala (Pymes), las calderas pueden clasificarse en base a los siguientes criterios:

Calderas según el combustible utilizado

Calderas según el sistema de combustión

Calderas según nivel de automatización

Video: Biomasa – Ministerio de Energía