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Do ponto de vista da otimização energética, a biomassa é produzida
por matéria vegetal orgânica derivada da fotossíntese das plantas e matéria animal herbívora suscetível à degradação ou
combustão, com a conseqüente liberação de bioenergia. Biomassa
inclui materiais como lodo de esgoto, esterco animal, alimentos
resíduos, resíduos de papel / embalagem, resíduos de jardim e parque, à base de madeira
materiais de demolição, resíduos florestais e diversos tipos de
resíduos industriais orgânicos (Poulsen, 2013). As tecnologias de biomassa
usados ​​em aplicações de energia na Espanha são bastante diversos, o que apresenta uma série de desafios de gestão.
3.1. Fase I: recursos
Dependendo de sua origem, a biomassa pode ser categorizada no
seguintes categorias: florestal, agrícola, florestal e agrícola
indústria e culturas energéticas. É claro que a biomassa florestal deve ser
tida em consideração como fonte de energia alternativa devido ao seu
baixo custo e potencial considerável na Espanha (Turrado Fernandez
et al., 2015).
No entanto, existem certos problemas associados à medição
biomassa, que geralmente pertence à dificuldade de fisicamente
medição de biomassa, os múltiplos usos de biomassa e o grau de
dispersão de recursos. Essas dificuldades são particularmente relevantes
em relação aos resíduos de biomassa e podem complicar muito seu uso.
O potencial de todos os usos possíveis da bioenergia foi estimado
por estudos que usam 2020 como prazo para as Energias Renováveis ​​espanholas
Plano (PER) 2011-2020 (IDAE, 2011a). Os resultados mostram que ao longo
88,7 Mt / ano, igual a 17,3 Mtep / ano, está disponível na floresta e na agricultura. O potencial da biomassa florestal disponível (derrubada de árvores
e uso de árvores) é, em média, 4,1 Mtep / ano, e o da agricultura
a biomassa (plantações herbáceas e lenhosas) é de 6,4 Mtep / ano. Herbáceo
e colheitas energéticas lenhosas podem ser adicionadas a essas quantidades, dado
seus diversos usos e, a longo prazo, levaria a um adicional
6,8 Mtep / ano. A Tabela 2 mostra o potencial de biomassa de massa e energia
na Espanha.
Além da biomassa sólida, existe uma quantidade significativa de
resíduos agroindustriais, derivados da alimentação e da agricultura
indústrias, compondo uma disponibilidade anual de 11,4 Mt. Atualmente,
aproximadamente 5,1 Mt de resíduos de indústrias agrícolas, 4,5 Mt
resíduos da indústria florestal e 1,8 Mt de licor negro do
a indústria de papel está atualmente disponível para uso em processos térmicos e
aplicações elétricas (IDAE, 2011a). Se produtos como os da
processamento de madeira (serrarias, fábricas de móveis, etc.), óleo (fábricas de óleo,
destilarias de óleo de bagaço), noz (amêndoas, avelãs e pinhas)
e indústrias de álcool (produção de vinho) foram consideradas para uso
como biocombustíveis em caldeiras, a biomassa resultante equivaleria a um
adicional de 1,2 Mtep / ano (BIOPLAT, 2013).
Portanto, a biomassa pode ser usada para produzir energia térmica e
gerar eletricidade por biocombustíveis sólidos e biogás, bem como biocombustíveis
e biocombustíveis líquidos para transporte.
O uso de biomassa em escala global apresenta uma energia térmica
produção de 52%, superior à produção de energia elétrica.
A Espanha, como a maioria dos países da UE, substituiu a maior parte de seu consumo de energia baseada em biomassa por energia a carvão perto do final do
Século 19 e, posteriormente, durante o século 20, com
combustíveis à base de gasolina. A Espanha é o segundo Estado da UE em termos de total
área de floresta, a quarta em área de cultivo de grãos e a sexta em
população de bovinos (bovinos vivos) (Eurostat, 2017). Esta fonte potencial oferece uma solução técnica para as atuais fontes renováveis
escassez de energia e situação ambiental na Espanha, como mostrado em
No entanto, a eletricidade na Espanha produzida a partir de biomassa
é responsável por apenas um sétimo da biomassa total usada para fins térmicos
e aplicações de energia. Portanto, a produção de calor é o principal uso
de biomassa e o consumo de biomassa é atualmente altamente concentrado em setores diretamente relacionados à biomassa, como silvicultura e
indústria agroalimentar. Além desses consumidores, os maiores
o consumidor de biomassa é o setor residencial, onde a bioenergia é
usado no aquecimento tradicional, água quente sanitária (AQS) e cozinha
sistemas em chaminés antigas ou fogões a lenha.
A Fig. 3 mostra o consumo final de energia de biomassa por setores na Espanha.
A produção de energia a partir da biomassa corresponde a 28,7% do total
produção de energia primária, sendo 5,5% na área elétrica e
23,2% na área térmica. Além disso, a produção de energia de
o biogás chega a 1,4%, sendo 1,2% na área elétrica e 0,2% na
a área termal. A Fig. 4 mostra a distribuição da biomassa principal
por tipo de uso de energia na Espanha.
3.2. Fase II: tecnologia
No momento, há uma série de tecnologias disponíveis para
conversão de biomassa em energia utilizável. A biomassa pode ser fornecida em
sólido, gasoso ou líquido como uma alternativa viável aos combustíveis fósseis. Usando
biomassa sólida para gerar energia tem uma longa tradição global e é
ainda o mais difundido de todos os RES. Através do uso de máquinas
e motores, a biomassa pode produzir calor, eletricidade e combustível para
transporte (Rosillo-Calle, 2012). As pessoas usam biomassa sólida há muito tempo
para cozinhar alimentos e mantê-los aquecidos, e enquanto ainda é usado para estes
fins, ele também pode ser convertido em sólido, líquido e gasoso
combustíveis. Os biocombustíveis obtidos a partir de matérias-primas de biomassa caracterizam-se por seus altos valores caloríficos e pela facilidade de transporte e armazenamento. A biomassa pode produzir lucros econômicos diretos
e representa um excelente meio de armazenamento de energia (Popp et al.,
2014).
3.2.1. Biocombustíveis sólidos
A biomassa sólida é extremamente importante no mercado de energia da UE em
aplicações térmicas e de energia. Este tipo de biomassa pode ser
divididos em diferentes grupos, como biocombustíveis de junco, palha,
licor negro, papel reciclado e combustível de madeira (Mansikkasalo, 2012), como
bem como biocombustíveis à base de madeira, incluindo chips, pellets e
briquetes.
A UE ocupa o primeiro lugar a nível mundial em termos de produção de pelotas de
biomassa sólida, principalmente de madeira, com a produção da UE representando mais de 60% da produção mundial total. Entre 2008 e
2010, o consumo de pellets de madeira na UE aumentou 43,5% para mais
11,4 Mt, o que equivale a quase 85% da demanda global por
pellets de madeira (BIOPLAT, 2013). Os EUA, Canadá, Suíça, Alemanha e Rússia são os maiores produtores de pelotas, enquanto a Suécia,
os EUA, Itália, Alemanha, Dinamarca e Holanda são os
maiores consumidores (Eurobserv'er, 2013a). No entanto, a obtenção de estatísticas confiáveis ​​sobre o mercado de biomassa da UE em relação ao uso, preços, comércio
rotas e outras informações relevantes para a indústria são difíceis em
presentes, como formuladores de políticas e cientistas de outras áreas
continuam a representar um desafio (Alakangas et al., 2012).
Apesar desses desafios, o impulso para incorporar biomassa como
uma das principais fontes de energia da Espanha continua consistente. o
as aplicações potenciais primárias para biomassa sólida são térmicas e
elétrico. As aplicações térmicas, tanto para o setor residencial como industrial, incluem aquecimento, AQS e processos industriais. o
aumento constante no número de sistemas de biomassa sendo construídos em
presente mostra a crescente importância desta energia renovável
fonte. O Observatório Espanhol da Biomassa revela que houve um
total de 160.036 instalações de biomassa na Espanha em 2015 (AVEBIOM, 2017).
Este número constitui um aumento de 25% sobre o total de pouco mais de
127.000 do ano anterior. Além disso, o fato de que ao longo de um
período de oito anos, o número de instalações cresceu de menos de
10.000 a mais de 160.000 em 2015 ilustra claramente a constante e
evoluçãoimportante que a energia da biomassa na Espanha é atualmente
passando por
Um grande benefício deste aumento no número de instalações tem
foi a melhoria nos recursos potenciais estimados de biomassa.
A capacidade instalada estimada em Espanha para 2015 foi de 7 GWth. Esse
valor representou um aumento de 21,7% sobre a capacidade em 2014. O
aumento da energia térmica e do número de aquecimento doméstico
os sistemas de bioenergia na Espanha são mostrados na Fig. 5.
Comparado aos 1.510 MWth de capacidade instalada em 2008, o
o aumento geral no período 2008e2015 foi de impressionantes 381%. Como
resultado do crescimento constante, a produção atingiu um total de
12.750 GWh em 2015, o que representou um aumento de 20,24% em relação
2014.
3.2.2. Biocombustíveis líquidos
Biocombustíveis líquidos (bioetanol e biodiesel) são comumente usados ​​em
motores. Vários esquemas de certificação para biocombustíveis foram
desenvolvido em resposta às preocupações sobre a bioenergia e sua relação
para a produção de biocombustíveis (Scarlat et al., 2015). O físico
as características do biodiesel são semelhantes às do biodiesel convencional
óleo diesel, no entanto, os níveis de poluentes emitidos pelo biodiesel são
geralmente mais baixo, com exceção de NOx.
O biodiesel, produzido a partir de óleo vegetal ou óleo residual, pode ser
misturado com diesel convencional ou substituí-lo inteiramente.
As condições geográficas, climáticas e agrícolas determinam a
tipos de safras que podem ser cultivadas para obter o necessário
óleos vegetais em substituição ao óleo diesel convencional.
As tecnologias existentes para a produção de biodiesel a partir de
biomassa depende do processo de transesterificação de alimentos e
óleos não comestíveis. Converter óleos vegetais em uma mistura de diesel ou
combustível diesel de alta qualidade que é compatível com o convencional
o combustível diesel é altamente desejável (Joshi et al., 2017). A produção de
bioetanol de origem biológica requer uma compreensão de vários
técnicas operacionais, como pré-tratamento, hidrólise, fermentação, produção de enzimas e recuperação do produto. O bioetanol pode ser
misturado à gasolina em motores convencionais em percentual inferior a 15%, enquanto concentrações maiores requerem técnicas
modificações. O etanol também é usado para produzir Bio-ETBE, um aditivo
usado para aumentar o número de octanas na gasolina. ETBE é mais
respeitoso com o meio ambiente do que o MTBE, que é combustível fóssil
baseado (Santamaría e Azqueta, 2015).
Outras matérias-primas alternativas incluem resíduos de lignocelulose
resultantes de operações florestais e agrícolas. Bioetanol pode
ser obtido por fermentação ou hidrólise.
A produção de biocombustíveis a partir de resíduos renováveis
resíduos municipais e agrícolas, particularmente óleos de cozinha, são
atraente do ponto de vista econômico e ambiental, pois
não evita apenas a emissão de substâncias potencialmente nocivas
no meio ambiente, mas também economiza energia.
Os biocombustíveis presentes no mercado hoje são utilizados principalmente em rodovias
transporte em Espanha. O biodiesel representa quase 70% do total
produção nacional de biocombustíveis na Espanha. No entanto, o uso crescente
de bioquerosene no setor de aviação também tem sido notável. o
O setor de transportes é o maior consumidor final de energia na Espanha, respondendo por aproximadamente 40% do consumo total de energia,
80% do qual é consumido apenas pelo transporte rodoviário. Fatores como
condições de transporte, as características de sua atual frota de veículos
e sua posição geográfica, que é deslocada do centro de
atividade econômica na Europa, ajuda a explicar esta energia de alto nível
consumo na Espanha. Além disso, os preços atuais dos biocombustíveis são relativamente baixos, o que também incentiva o consumo. No entanto,
praticamente todo o combustível consumido ainda é derivado do petróleo, que
representa a maior parte da importação nacional anual de petróleo. Todos estes
fatores resultam em uma intensidade energética relativamente alta neste setor,
cerca de 40% acima da média europeia. Esse
grande dependência de produtos de petróleo explica por que o transporte
é responsável por um quarto das emissões totais de CO2 na Espanha
(MINCOTUR, 2012a).
De acordo com o Ministério da Indústria, Turismo e Comércio, o
a ordem legislativa ITC / 2877/2008 (MINCOTUR, 2008) prevê um
mecanismo de promoção do uso de combustíveis renováveis ​​para o transporte,
como biodiesel, bioetanol e biogás. Os biocombustíveis atualmente comercializados incluem bioetanol (incluindo a fração renovável de ETBE),
biodiesel e óleos vegetais hidrotratados (HVO). No momento, o
sistema de promoção de biocombustíveis líquidos na Espanha é baseado em dois pilares:
isenção de impostos e um mandato de mistura obrigatório. O Governo também começou a aplicar critérios de sustentabilidade dos biocombustíveis em 2016,
que permitirá que os biocombustíveis sejam contabilizados para o atual
metas de energia renovável, e passou por um aumento obrigatório
mandato de mistura para promover o uso de biocombustíveis. Com essas medidas em
local, os referidos biocombustíveis deverão representar 9,2% da
consumo de energia no setor de transporte até 2020 (IDAE, 2011a).
O anexo ao referido despacho ITC / 2877/2008
(MINCOTUR, 2008) define os valores aplicáveis ​​ao conteúdo energético
e a densidade dos biocombustíveis, gasolina e diesel convencional
(Tabela 3).
A capacidade de produção na Espanha é de 0,3 Mm3 de bioetanol,
0,4 Mm3 para HVO e 1,3 Mm3 para biodiesel. O bioetanol é principalmente
produzido a partir de milho, cana-de-açúcar e trigo. Soja argentina e
A palma da Indonésia é a principal matéria-prima para a produção de biodiesel, enquanto o HVO é derivado da Indonésia e da Malásia.
azeite de dendê.
As vendas totais de biocombustíveis chegaram a 1,6 Mm3 na Espanha em 2016. Por
tipo de combustível, as vendas de biodiesel representaram 60,3%; As vendas de HVO foram
23,3%; e as vendas de bioetanol atingiram 16,4% (CNMC, 2017).
Os maiores consumidores da UE são Alemanha, França e Espanha.
Considerando que a França, Alemanha, Bélgica, Holanda e Espanha são
os principais exportadores (Eurobserv'er, 2013b). Estimativas preliminares
sugerem que o consumo certificado como sustentável na UE foi
aproximadamente 12,9 Mtep, ou 92,1% do consumo total de biocombustíveis.
O IDAE informa que o consumo de biocombustíveis na Espanha aumentou apenas
0,8% em 2015. Em termos de volume total, porém, a queda no uso de bioetanol de 293.628 para 281.989 t foi compensada pelo aumento da
o biodiesel utiliza de 875.416 a 892.430 t. Em relação ao conteúdo de energia,
o consumo atingiu 970.518 tep, 0,8% a mais que em 2014
(Eurobserv'er, 2016). Em 2015, a Espanha falhou em cumprir a sustentabilidade
critérios estabelecidos pela Diretiva 2009/28 / CE (CE, 2009a). Como um
resultado, Real Decreto 1085/2015 (MINCOTUR, 2015) estabeleceu um
roteiro de incorporação de biocombustíveis até 2020. O decreto, que
abandonou metas setoriais específicas, impôs uma taxa mínima de incorporação de energia de 4,3% para biocombustíveis em 2016. Esta taxa aumentou
para 5% em 2017 e chegará a 8,5% em 2020.
Em 2016, nenhuma alteração na capacidade de produção de biocombustíveis foi
registrado. Atualmente, existem 4 usinas de bioetanol e 48 de biodiesel
e usinas de coprocessamento de hidrobiodiesel. A Fig. 6 mostra a evolução
da capacidade de produção de diferentes tipos de biocombustíveis líquidos
consumidos pelo setor de transporte rodoviário na Espanha durante o período
2000e2015.
Em 2011, os biocombustíveis líquidos na Espanha evitaram a emissão de 4,5 Mt
de CO2 na atmosfera, além da importação de combustível de 1,7
Mtoe (APPA, 2012). Com base nas regras de cálculo da economia em
as emissões de GEE associadas ao ciclo de vida dos biocombustíveis por
Diretiva 2009/28 / CE (CE, 2009a), o uso de biocombustíveis foi submetido a um
Redução global de 40% em 2011 na Espanha, que ultrapassou os 35%
Mínimo requerido.
No entanto, os biocombustíveis experimentaramum crescimento desigual ao longo
nos últimos anos. No entanto, em 2013 eles representaram cerca de 2,3% da demanda global de combustível para a produção de transporte e
seu uso aumentou globalmente em 2014. Além disso, enquanto o bioetanol
representa quase 78% da produção global, na Espanha o biodiesel
representa cerca de 70% da produção nacional.
A contribuição total dos biocombustíveis para o valor adicionado bruto (VAB)
em 2014 foi de 417,7 MV. A contribuição econômica para os espanhóis
economia do setor de bioetanol representou 109,5 MV, enquanto
o setor de biodiesel gerou 308,2 MV. Além disso, esses dois
setores representavam um total de 4259 empregos (BIOPLAT, 2015).
3.2.3. Biogás
As matérias-primas para a produção de biogás incluem uma grande variedade de
resíduos agroindustriais, como esterco de gado, indústria alimentícia
resíduos (incluindo subprodutos animais), resíduos de biocombustíveis líquidos e distribuição de alimentos e hotéis, restaurantes e catering
resíduos, entre outros. Fontes adicionais, como o orgânico
fração de resíduos sólidos urbanos, lodo de esgoto de águas residuais
estações de tratamento, ou aterros orgânicos também podem ser coletados
separadamente (Rosillo-Calle, 2012). As usinas de biogás permitem a junção
gestão e avaliação de uma grande variedade de materiais residuais
derivado de diferentes atividades de produção de alimentos e agricultura
por meio da co-digestão, o que reduz os custos de manejo e tratamento. Uma única planta de biogás pode processar resíduos de uma variedade de fontes de uma ampla gama de indústrias, como fazendas de laticínios
esterco, sucos de polpa de fábrica, lodo de esgoto de fábricas de laticínios e
resíduos de matadouro. Por sua vez, esses resíduos podem ser todos processados ​​por digestão anaeróbia e o biogás resultante pode ser
purificado antes de seu uso. O biogás purificado oferece uma série de benefícios ambientais, pois reduz GEE, óxido de nitrogênio, hidrocarbonetos
e emissões de monóxido de carbono em comparação com o convencional
diesel ou gasolina. Geralmente, o biogás produzido pelos digestores agroindustriais é armazenado em sua parte superior em forma de cúpula ou
em depósitos externos de gás, de onde é canalizado para um estacionário
motor onde ocorre a combustão, co-gerando calor e
eletricidade. Por outro lado, a gaseificação de biossólidos foi
recebendo cada vez mais atenção como uma opção viável para a conversão de resíduos
à energia, que pode fornecer um processo limpo e gerenciável com
a possibilidade de ganhos líquidos de energia (Adams e McManus, 2014).
Tecnologias de produção de eletricidade em conjunto com
calor e energia representam um fornecimento estável e flexível que permite
para a geração conjunta de calor em usinas produtoras de energia, tanto na agricultura quanto na indústria de papel. O Ciclo Rankine Orgânico (ORC)
é uma tecnologia promissora. Embora a eficiência elétrica do ORC
plantas está abaixo de 20%, essas plantas são uma alternativa interessante para
sistemas de cogeração com base em biomassa operando em um sistema movido a calor
modo. As plantas ORC têm várias vantagens em comparação com as clássicas
usinas a vapor devido a menores custos de investimento e manutenção,
melhor desempenho de carga parcial e maior flexibilidade e
segurança (Algieri e Morrone, 2014). A comparação do
eficiências da cogeração com tecnologias de biomassa mostram
que a eficiência elétrica das usinas de gaseificação é alta, o que
é uma das principais razões para o crescente interesse no uso deste
tecnologia. No entanto, ainda há uma falta de padronização que
dificulta sua aplicação generalizada (Strzalka et al., 2017).
Este tipo de tecnologia provou seu potencial para incorporar
biomassa de diferentes fontes (BIOPLAT, 2015). O calor produzido
pode ser usado nas proximidades da usina de biogás para aquecimento, AQS,
secagem, etc. No entanto, os produtores de biogás obtêm seu maior retorno econômico da eletricidade, uma vez que ela é vendida para empresas elétricas
semelhantemente a outras fontes alternativas de eletricidade renovável.
Na Espanha, o biogás é usado principalmente para produzir energia elétrica.
O biogás derivado de aterros e estações de tratamento de água representa
aproximadamente 90% da produção total, enquanto o biogás da
a agroindústria é responsável por aproximadamente 9% (REE, 2017). O setor agroindustrial é o principal produtor e consumidor de biogás,
que é principalmente derivado da agricultura, alimentação e silvicultura.
Todo o biogás deve ser purificado antes de ser usado como energia e os requisitos de purificação relativos ao refinamento são mais rigorosos para o veículo
combustíveis. Novos usos do biogás requerem purificação completa e eliminação de outros componentes do gás, particularmente CO2, até o
composição é essencialmente CH4, o que a torna praticamente idêntica
ao gás natural conhecido como bio-metano.
O biogás pode ser usado como combustível para produção de eletricidade, cozinha ou
outras tarefas térmicas domésticas. O biogás reduz significativamente os GEEs
emissões, não apenas como um recurso de biomassa, mas também porque seu uso
garante o tratamento correto de certos resíduos orgânicos de CH4
emissores, que são mais prejudiciais como GEE do que como CO2.
As usinas de biogás estão operando extensivamente na Alemanha,
Áustria, Dinamarca e Suécia, onde o biogás agroindustrial é um
dos métodos mais comuns usados ​​para processar alimentos e produtos agrícolas
subprodutos e resíduos. Na Alemanha e na Suécia, o bio-metano é
utilizado como combustível para automóveis, ônibus e caminhões movidos a gás natural.
As redes de biogás têm muitas vantagens em áreas rurais onde
não existem redes convencionais de gás e o acesso à energia é
difícil. O desenvolvimento de redes de biogás significa maior
proteção ambiental, bem como melhorias na energia
condições de abastecimento nessas áreas. A injeção de bio-metano em
redes convencionais de gás natural geral também está se espalhando como um
novo desenvolvimento no mercado europeu da energia.
A bioenergia disponível do biogás agroindustrial na Espanha é
aproximadamente 1,4 Mtep, dos quais 78,4% vêm de esterco de gado,
que oferece um nível de utilização de 41,1% em relação ao potencial existente. O setor agroindustrial é o principal produtor
e consumidor de biogás, que é principalmente derivado da agricultura, indústria alimentícia e silvicultura (Tabela 4).
ural, indústria alimentar e silvicultura (Tabela 4).
O desenvolvimento de plantas de co-digestão com esterco agrícola e
outros resíduos estão em um estágio incipiente, então a média
capacidade de suas instalações é igual ou inferior a 500 kW.
Tanto o padrão europeu para gerenciamento de resíduos, voltado para
reduzindo os resíduos biodegradáveis ​​que são depositados em aterros sanitários,
e o enorme potencial do biogás agroindustrial ajudou
para promover a incorporação da tecnologia de digestão anaeróbia.
Assim, a tecnologia de geração de biogás, que atualmente é aplicada
principalmente para resíduos agrícolas e agrícolas, será desenvolvido para o
maior extensão possível na próxima década (Fig. 7).
3.3. Fase III: gestão
A UE tem liderado o processo de promoção e desenvolvimento
energia renovável e agora visa reduzir as emissões de GEE em
80% até 2050 (Zabaniotou, 2018). O conceito de bioenergia envolve
uma transição necessária do modelo de produção tradicional para um
baseado em energias renováveis ​​e recursos naturais. A última UE
política sobre FER, que inclui bioenergia, foi definida em
Diretiva 2009/28 / CE, e estabelece que todos os Estados Membros de
a UE deve garantir que pelo menos 10% do combustível de transporte venha
de biocombustível (EC, 2009a).
Os Planos de Ação Nacionais de Energias Renováveis ​​estimam que
aproximadamente 105 PJ de biocombustíveis lignocelulósicos poderiam ser usados ​​para
transporte na UE até 2020, dependendo de sua
disponibilidade e preço. O número estimado de funcionários no
setor de biocombustíveis terá aumentado de 125.000 trabalhadores em 2012 paraaproximadamente 375.000 até 2020 (Scarlat et al., 2015).
3.3.1. Conversão de bioenergia
No sistema europeu de energia, a própria CE expressou o
necessidade de reorientar o modelo de produção europeu para um mais
economia sustentável. Assim, em 2012, a CE lançou uma “Estratégia para
uma Bioeconomia ”(EC, 2012) focou em três aspectos fundamentais: (i)
o desenvolvimento de novas tecnologias e processos para a bioeconomia, (ii) o desenvolvimento de setores mais competitivos, e
(iii) a necessidade de órgãos públicos cooperarem mais estreitamente com um
outro para promover políticas em favor da bioeconomia.
Neste contexto, o PER 2011e2020 (IDAE, 2011a) propôs
objetivos estratégicos para o estabelecimento e fomento de condições adequadas à promoção e proteção da bioenergia por meio de
biocombustíveis sólidos e líquidos e biogás. A produção de primários
a energia de fontes renováveis ​​na Espanha totalizou 17 Mtep em
2014, da qual a eletricidade representou 69%, enquanto a produção térmica representou 25% e os biocombustíveis atingiram 6%, aproximadamente.
A regulamentação espanhola estipula que as emissões de GEEs não devem
exceder 232,6 Mt de CO2, a contribuição das energias renováveis
deve ser de pelo menos 20% e o consumo de energia primária não deve
exceder 108,7 Mtep em 2020 (Lopez-Gonz
alez et al., 2018).
A economia da bioenergia desempenha um papel fundamental tanto no
agenda política e de emprego da CE. O nível de participação entre os diferentes setores econômicos dentro da bioeconomia é
bastante significativo na Espanha, representando cerca de 6,5% da
produto interno bruto (PIB) e empregando cerca de 9% da
a população ativa (o setor compreende 900.000 operações e
mais de 30.000 empresas). Além disso, o setor de bioeconomia
foi responsável por mais de 17% de todas as exportações espanholas em 2014 (Lainez
et al., 2017). O presente estudo é baseado em uma análise da conversão da bioenergia por forças motrizes (Long et al., 2013).
Portanto, o desenvolvimento de uma estratégia espanhola para a bioeconomia apresenta uma oportunidade para a criação e consolidação de um novo sistema de produção que inclui uma série de biossetores que permitem aumentar a eficiência, interação, competitividade e sustentabilidade, além de ajudar a construir e manter
emprego e riqueza. Esta estratégia espanhola é baseada no
“Estratégia para uma Bioeconomia” na UE. No entanto, a função atual
dado ao desenvolvimento da bioenergia na Espanha não é consistente
com o seu estatuto de sector estratégico e transversal. Num sentido,
a bioenergia atualmente ocupa uma posição secundária, enquanto outras
setores, como o setor agroalimentar, são priorizados estrategicamente. A bioeconomia e a economia circular têm um objetivo comum
que é um mundo mais sustentável e eficiente em termos de recursos, com um baixo
pegada de carbono. A economia circular é definida como econômica
espaço onde o valor dos materiais, produtos e recursos é
mantida na economia pelo maior tempo possível e a geração de resíduos minimizada. Ele fortalece a ecoeficiência de
processos e o uso de carbono reciclado para reduzir o uso de
carbono fóssil adicional (Saavedra et al., 2018). Portanto, existe
razões mais do que suficientes para argumentar sobre a necessidade de reformular o
estratégia de tal forma que a conversão de biomassa em energia por biorrefinarias na indústria de bioenergia deve adquirir uma forma mais primária
papel na formulação e implementação de políticas públicas vinculadas a
a economia de base biológica (Poz et al., 2017).
Em 2016, a CE publicou uma proposta de revisão da Diretiva 2009/28 /
CE, a fim de garantir um objetivo sustentável de um mínimo de um
27% de uso de energias renováveis ​​até 2030 (CE, 2016) com o adaptado
sustentabilidade dos critérios para combustíveis sólidos, gasosos e líquidos de acordo com os recursos disponíveis e os mercados de energia. Uma economia circular requer
indo além do sistema econômico linear atual que se baseia
na produção, consumo e disposição dos resíduos produzidos para um
modelo mais novo e inovador baseado no "conceito 3R" de
reduzindo, reutilizando e reciclando a maioria dos resíduos produzidos
nos processos de produção e consumo. Produzir energia a partir de resíduos orgânicos significa economizar na circular
processos de economia, o que é essencial para colocá-lo em prática (Pomponi e Moncaster, 2017). A aplicação factual deste
conceito para o setor de biomassa em sistemas térmicos de produção de energia precisa ser viável do ponto de vista econômico e ambiental. Portanto, encontrar a energia adequada e
o uso da tecnologia para cada tipo de recurso é imprescindível.
Martín e Grossmann (2018) mostram que chegar a grandes combustíveis
substituição continua difícil devido aos rendimentos atuais de biomassa e
o estado do desenvolvimento tecnológico na Espanha.
3.3.2. Aplicações térmicas
Fontes de biomassa usadas para aplicações térmicas, incluindo fins de resfriamento e aquecimento, receberam relativamente pouca atenção
em comparação com aqueles empregados para produzir combustíveis para transporte e
gerar eletricidade na Espanha. Esta descoberta é surpreendente, dado que
biomassa representa mais de 90% da produção de calor renovável (IDAE,
2011a, 2017a).
No entanto, os mercados de biomassa sólida na Espanha têm se desenvolvido muito rapidamente nos últimos anos. Os tipos de biomassa
mais comumente usados ​​para fins térmicos são derivados do
indústria agrícola, como caroço de azeitona e cascas de frutos secos, o
indústria florestal, como aparas e aparas, e outra silvicultura e
atividades madeireiras, como poda e lenha. Estes materiais
pode ser transformada em biomassa sólida na forma de trituração e
pelotas compactadas e briquetes, o que por sua vez facilita o
processo de transporte, armazenamento e manuseio. Chips, pellets e
os briquetes são as formas mais populares de biocombustíveis sólidos na Espanha.
Do ponto de vista do mercado interno, as pelotas são a principal fonte de
biocombustível sólido com mais da metade do mercado de biocombustível sólido.
Atualmente, existem mais de 40 usinas de pelotização com uma capacidade de produção total de mais de 0,9 Mt / ano, embora a produção real represente apenas cerca de 30% da capacidade total da indústria
(BIOPLAT, 2013).
Atualmente, a principal matéria-prima é a madeira florestal. Contudo,
a investigação em agro-pellets está em curso, dado o enorme potencial reconhecido no desenvolvimento da peletização de biomassa agrícola em Espanha. Além disso, os custos de produção são
atualmente relativamente alto, principalmente por causa do alto preço da eletricidade, fazendo com que algumas usinas instalem unidades de ORC para co-geração para
contrabalançar esse custo. A capacidade de fabricação das fábricas
em operação varia de 600 a 80.000 t / ano. Em termos de térmica
aplicações, a maior parte da biomassa sólida consumida é derivada de
a indústria florestal (IDAE, 2011a, 2017a).
As aplicações de biomassa no setor residencial estão crescendo bastante
rapidamente, pois oferecem grande potencial para ajudar a atingir os objetivos do
Estratégia europeia para o clima e a energia (Las-Heras-Casas et al.,
2018). No entanto, não há demanda interna suficiente por pelotas
em Espanha, o que significa que a produção nacional é enviada principalmente para Portugal, Irlanda, Reino Unido, Itália e França.
A produção de pellets de madeira é estimada em 400 kt / ae Espanha
importa cerca de 6% de outros países e exporta cerca de 17%.
Dado o vasto potencial comercial de pellets e sua produção em rápido crescimento, um sólido mercado internacional surgiu para
biomassa nos últimos anos, o que aumentou tanto o
número de agentes envolvidos, bem como o volume total do produto comercializado. Como resultado, os esforços para padronizar e certificar
a qualidade desses tipos de combustíveis, principalmente para briquetes e pellets,
foram recentemente intensificados como resultado da ISO 17225 (AENOR,
2014a). Estudos BIOMASUD foram realizados recentemente e
legislação específica foiaprovada sobre o uso de resíduos
como caroços de azeitona e cascas de nozes (BIOMASUD, 2017), incluindo UNE164003 (AENOR, 2014b) e UNE-164004 (AENOR, 2014c),
respectivamente.
O desenvolvimento tecnológico das máquinas térmicas ao longo do
nos últimos anos, permitiu caldeiras e fogões com níveis mais elevados
de automação (reabastecimento ou remoção de cinzas) e muito menor
níveis de emissão em comparação com os modelos dos anos anteriores. Térmico
aplicações de biomassa geralmente incluem queima em caldeiras, fogões
ou lareiras. As caldeiras são o único aparelho capaz de fornecer simultaneamente aquecimento e AQS, enquanto fogões e
as lareiras permitem apenas o aquecimento direto das áreas circundantes. O consumo de pelotas na Espanha começou no individual
caldeiras ou fogões domésticos tradicionais, no entanto, a demanda por pellets
para redes de aquecimento urbano está aumentando gradualmente. No entanto,
países como Alemanha, Itália e Áustria têm usado
aquecimento urbano movido a biomassa há alguns anos.
As caldeiras podem ser instaladas em casas unifamiliares, bem como em
unidades multifamiliares, pois estão disponíveis em tamanhos que variam de 20
kWth a mais de 1 MWth. As aplicações do setor industrial podem alcançar
capacidades muito maiores. Além disso, as caldeiras podem ser usadas em indústrias para fornecer AQS ou para processar vapor. Fogões e lareiras
são mais frequentemente usados ​​em casas unifamiliares ou espaços comerciais,
como sua saída geralmente varia entre 8 e 15 kWth.
Os sistemas de aquecimento representam uma das aplicações mais interessantes devido à sua maior eficiência energética e aplicabilidade
em economias de escala permitem um número muito maior de potencial
Comercial. Existem vários exemplos de sistemas de aquecimento existentes
na Espanha, que variam desde o sistema de 400 kWth operado por El Atazar
A Prefeitura, que utiliza algumas centenas de metros de tubulações e fornece
serviço a uma série de edifícios municipais e residências, para
sistemas de mais de 15 MWth que podem cobrir mais de 10 km, como
aqueles que atualmente operam nas cidades de Soria e Mostoles também
como a Universidade de Valladolid.
Além disso, as pelotas oferecem um preço de mercado bastante estável. Para
exemplo, o preço das pelotas na Espanha manteve-se estável em 0,03e0,04
V / kWh no período 2010e2013, enquanto os preços dos combustíveis são semelhantes
aplicações térmicas, como gás natural e aquecimento convencional
óleo, variou de 0,03 a 0,06 V / kWh a 0,05e0,08 V / kWh, respectivamente, no mesmo período (BIOPLAT, 2013).
O uso de biomassa para produção térmica teve grandes avanços nos últimos anos. Atualmente, a contribuição da biomassa
para a geração térmica industrial atingiu um total de 196 MV.
Por sua vez, esse aumento criou um total de 2.770 novos empregos no
setor. No nível doméstico, a geração térmica de biomassa gera
582 MV e fornece mais de 8290 empregos. O uso de biomassa para
a geração térmica nos setores industrial e residencial somados responde por um total de 778 MV e 11.073 empregos (BIOPLAT,
2015).
3.3.3. Aplicações de energia
O setor elétrico na Espanha está sujeito a um complexo regulamento administrativo que define tarifas que incluem o RES (biomassa
ou biogás) no contexto de desenvolvimento do PER (IDAE, 2011a). o
grande potencial de geração de energia a partir da biomassa reside no fato
que a biomassa pode ser utilizada como combustível para outros tipos de eletricidade
tecnologias de geração. Atualmente, o uso mais comum de
A biomassa para produção de eletricidade é a combustão direta a vapor, seguida da ciclagem a vapor. A capacidade desses tipos de usinas varia de 1 a 50 MW, dependendo de fatores, incluindo seus
capacidade de descarga elétrica, os possíveis usos para o calor gerado
e a disponibilidade de biomassa. Além disso, as estações de energia permitem
o uso local de recursos nativos, que geralmente é preferível a
formas alternativas de geração distribuída ou a hibridização de
outras FER, como energia solar ou eólica. Além disso, geração de energia distribuída com fontes renováveis ​​de microgeração
e as tecnologias de hibridização permitem ajustes de acordo
aos recursos existentes e às necessidades de energia locais (Ruiz-Romero et al.,
2013).
O setor de geração de energia de biomassa contribuiu com 1150 MV para
o PIB de 2011 na Espanha. É importante observar que 733 MV corresponderam a impacto direto e o restante a atividades complementares
relacionadas à avaliação de resíduos em energia para geração de energia
(APPA, 2012). A eletricidade produzida pela biomassa pode ser gerada
tanto por sistemas elétricos quanto por cogeração. Embora os testes tenham
sendo conduzida em várias usinas de carvão domésticas, esta tecnologia é
não está sendo explorado comercialmente por qualquer co-combustão
fábrica na Espanha.
A tarifa regulada para FER é denominada Regime Especial (SR). o
publicação do Real Decreto 661/2007 (MINCOTUR, 2007), que
regula eletricidade de biomassa no SR, representa uma
melhoria do quadro legislativo e retributivo da biomassa.
A complexa situação econômica e financeira da Espanha levou a
a eliminação, em caráter temporário, dos incentivos à construção dessas instalações. Além disso, uma reforma do sistema elétrico
sistema foi lançado para evitar um déficit tarifário. O déficit tarifário é
definido como a diferença entre receitas e custos no mercado de eletricidade. Este déficit é causado pela diferença entre
receitas das tarifas de transporte e distribuição de eletricidade e o
custo das atividades reguladas pelo sistema. As medidas tomadas para
data têm se mostrado insuficientes para corrigir esse déficit, que
representa uma barreira para o desenvolvimento adequado do setor como um
como um todo, especialmente quando se trata de continuar a desenvolver políticas
que promovem a produção de eletricidade a partir de FER.
O Real Decreto-Lei 1/2012 (MINCOTUR, 2012b) torna urgente
medidas para garantir a estabilidade financeira do sistema elétrico para
remediar esse déficit tarifário. Este Real Decreto-Lei designa um
período de espera para desenvolver plenamente os objetivos de biomassa previstos em
o PER (IDAE, 2011a), além de cancelar a pré-atribuição
procedimentos de retribuição e incentivos econômicos para novas usinas de cogeração e FER. A Fig. 8 compara a contribuição da biomassa e biogás para a produção de eletricidade com o grupo
das energias renováveis ​​no RS.
Na Espanha, produção de eletricidade renovável, incluindo ambos
biogás e biomassa, atingiu aproximadamente 3,4 GWh em 2016,
o que representa cerca de 3% de todas as energias renováveis. Como
mostrado acima, a contribuição do RS permaneceu estável ao longo
o período indicado. O SR, onde fontes renováveis, como
biomassa ou biogás estão incluídos, tem uma capacidade instalada de mais de
800 MW. A RS também estabelece uma estrutura legislativa que protege a geração de energia a partir de fontes renováveis. Os objetivos existentes de capacidade de energia incluem 1350 MW para biomassa sólida,
400 MW para biogás e 200 MW para resíduos de potência instalada em
o período 2011-2020, que poderia produzir mais de
12.200 GWh até 2020 (IDAE, 2011a).
A contribuição da biomassa para gerar eletricidade representa
184 MV e cria 2600 novos empregos em Espanha. O efeito do biogás
na geração de eletricidade representa 41 MV e cria
aproximadamente 580 mais empregos. Juntos, sua contribuição econômica totaliza 225 MV e é responsável por um total de 3.200 empregos (BIOPLAT,
2015). Estudos têm demonstrado que o potencial da agricultura combinado com resíduos florestais na Espanha é de cerca de 11% da energia elétrica líquida gerada na Espanha (Montoya et al., 2014).