Revista Electricidad Nº201

diciembre de 2016

Avances tecnológicos y desafíos para el desarrollo de calderas de biomasa

La automatización en el funcionamiento de este tipo de insumo es la principal tendencia en esta fuente de generación de ERNC.

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Domo de vapor de caldera. Foto: Gentileza Cogenera

La generación de energía con biomasa forestal actualmente registra una capacidad instalada de 410 MW en operaciones en el Sistema Interconectado Central (SIC), representando el 14% del total de las Energías Renovables No Convencionales, de acuerdo a los datos de octubre del Reporte mensual ERNC de la Comisión Nacional de Energía (CNE). En este escenario las calderas juegan un rol fundamental en las centrales de generación que utilizan esta tecnología a partir de residuos forestales.

Actualmente, hay dos tipos de caldera que se usan habitualmente en este sector. Una son las de parrilla móvil y otras las de lecho fluidizado burbujeante. “Las grandes centrales de biomasa en Chile están principalmente asociadas a los complejos industriales de plantas de celulosa, donde se utiliza este último tipo de tecnología”, afirma Alejandro Pacheco, gerente general de Cogenera, empresa especialista en cogeneración, bioenergía y biomasa.

La gran diferencia que hay entre estos dos tipos es la forma en la que se quema el combustible, en este contexto, Pacheco explica que “las calderas de lecho fluidizado burbujetante están caracterizadas por la inyección del combustible en un lecho de arena en suspensión, que permanece retenido hasta su combustión total, lo que significa una mayor eficiencia en la combustión respecto de las calderas de parrilla”.

Por otra parte, “las calderas de lecho fluidizado burbujeante que se han utilizado en Chile han sido principalmente para grandes proyectos, liderados por CMPC y Arauco. Es una tecnología más eficiente pero a la vez más cara. Esto no solo se da por un tema económico, sino que también hay que considerar el acceso que estas empresas tienen a importantes volúmenes de biomasa forestal”, añade el especialista.

En esta línea, el costo que representa la caldera dentro de un proyecto de generación eléctrica con biomasa forestal, en términos proporcionales, es de más o menos un 50%. Según los datos aportados por el gerente general de Cogenera, en Chile, la caldera de menor tamaño que actualmente utiliza el sistema de lecho fluidizado burbujeante tiene una capacidad instalada de aproximadamente 80 toneladas de vapor/hora, equivalente a unos 20 MW. Mientras que las calderas de mayor capacidad en las plantas de celulosas superan las 200 toneladas de vapor/hora, es decir, por sobre los 50 MW.

Christian Malebrán, profesional de la división de energías renovables del Ministerio de Energía, explica que “el rango de temperatura promedio de las grandes calderas es de aproximadamente 800 grados centígrados”, agregando que “dependiendo del tamaño se proyectan desafíos ingenieriles distintos”.

Avances tecnológicos
La automatización es el principal avance de las calderas, tanto en la clasificación de la biomasa, como el control, explican diferentes especialistas a Revista ELECTRICIDAD. Sin embargo esta tecnología no es nueva. La primera caldera con lecho fluidizado burbujeante para quemar biomasa en Chile comenzó su operación en 1997.

El gerente de proyectos de International Group, Yerko Skoljarev, quien lleva 10 años ligado a la fabricación de proyectos de energía, explica que “las novedades están relacionadas al control automático y de emisiones. Pueden ser equipados con sistemas que permiten una operación prácticamente automática, en la cual el rol del operador es básicamente de supervisión. También han incorporado sensores que permiten una combustión más eficiente y menos contaminante”.

Desafíos
Los desafíos en esta materia están claros, el fundador de Nueva Energía Chile, Pablo Garasa, explica que “se deben acercar las instalaciones a empresas que no sean solo Arauco y CMPC, a compañías que no tienen la misma biomasa disponible pero que tienen necesidades térmicas como por ejemplo el secado de madera, y que con ello pueden hacer instalaciones de cogeneración produciendo calor y electricidad dando utilidad a los residuos de estos, como la corteza, viruta, ramas y aserrín, incluso verdes, y con sistemas de filtración con mangas para conseguir procesos absolutamente sustentables”.

Según explica Alejandro Pacheco, los desafíos tecnológicos deben estar orientados a los esfuerzos de los fabricantes de llevar las calderas de lecho fluidizado burbujeante a menores capacidades y menores precios que permitan que proyectos más eficientes puedan ser competitivos.

En esta línea, el especialista agrega que “un reto importante para el mercado de la biomasa forestal y de la generación de energía es elevar la cantidad de proyectos de cogeneración que permitan producir energía de forma más eficiente, limpia y competitiva en el mercado eléctrico nacional”.

[Potencial de cogeneración en Chile llega a 1.200 MW]

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