Co-combustión de carbón y biomasa

Co-combustión de carbón y biomasa2018-07-05T14:50:14+00:00

Implementación de procesos de co-combustión de carbón y biomasa en Chile: Estudio de factibilidad técnica y económica

La matriz eléctrica de Chile, particularmente, la generación eléctrica en los Sistemas Interconectados del Norte Grande (SING) y Central (SIC) está fuertemente dominada por la generación en base a carbón. Actualmente, las centrales termoeléctricas a carbón representan un 21% de la capacidad instalada de generación del país, constituyendo la principal fuente de generación del SING y la segunda más importante del SIC. Las perspectivas futuras indican que el carbón seguirá siendo una fuente importante de generación eléctrica, debido a su bajo costo, alta disponibilidad y suministro confiable. Si bien el aumento del consumo de carbón tiene justificación económica, puede traer efectos ambientales adversos, entre los que cabe citar emisiones de dióxido de azufre y un efecto negativo sobre la huella de carbono de aquellos productos nacionales que requieren de mucha energía durante su fabricación (por ejemplo, el cobre).

La tendencia mundial es la incorporación de biomasa en centrales a carbón existentes, como una manera de aumentar la participación de fuentes renovables en la matriz eléctrica y disminuir los efectos ambientales de la combustión de carbón. En nuestro país, nuevas normativas ambientales y de eficiencia energética, el compromiso de aumentar la participación de las ERNC y lograr una matriz eléctrica menos concentrada y más independiente del escenario mundial, han incentivado a las empresas termoeléctricas a carbón a buscar alternativas de utilización de combustibles alternativos, para incorporar en calderas mediante procesos de co-combustión, y a mejorar la eficiencia energética y ambiental en sus procesos de generación, mediante la incorporación de aditivos.

En este contexto, la Unidad de Desarrollo Tecnológico y el Departamento de Ingeniería Química de la Universidad de Concepción, con la participación del Instituto Nacional del Carbón de España (INCAR) y las empresas ECL S.A. y BSQ Ltda., desarrollaron un proyecto Fondef Regular (Conicyt), cuyo objetivo fue determinar escenarios técnicos y económicos, para la utilización de biomasa forestal en procesos de co-combustión de mezclas carbón-biomasa en plantas termogeneradoras en Chile.

Uno de los resultados principales del proyecto fue la construcción de una unidad piloto de co-combustión de carbón y biomasa, la que se ubica en UDT. Esta planta consta de un reactor de lecho fluidizado burbujeante-turbulento de 250 kWt, acoplado a un sistema de medición de gases de combustión en línea y a un sistema de medición de material particulado. Esta infraestructura es única en Chile y permite determinar en forma representativa y extrapolable, la eficiencia de la combustión y el impacto en las emisiones gaseosas y de material particulado de los combustibles ensayados. El equipo del Departamento de Ingeniería Química desarrolló un prototipo de software predictivo que calcula emisiones, costos y rentabilidad económica asociados a la co-combustión de carbón/biomasa, en función de las características de los combustibles, sus costos (combustibles y no combustibles) y las tecnologías a utilizar. Así mismo, se realizó una prospección de demanda de biomasa, para la sustitución de carbón, bajo diferentes escenarios. Se realizó un ranking de las plantas termogeneradoras con mayor potencial para convertirse a sistemas de co- combustión, teniendo en cuenta la cercanía al recurso biomásico, tipo de tecnología y la inversión asociada a las modificaciones requeridas.

El desafío futuro es formalizar un servicio de pruebas demostrativas de combustión en lecho fluidizado, para evaluar la factibilidad técnica y ambiental de la introducción de combustibles alternativos y/o aditivos en plantas térmicas a carbón, especialmente, en centrales termoeléctricas.

CONTACTO

Cristina Segura, Jefe de Área Bioenergía
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