SODEAN Sociedad para el Desarrollo Energético de Andalucía CONSEJERÍA DE INNOVACIÓN, CIENCIA Y EMPRESA

Asociación de técnicos en energía de Andalucía

CALENTAMIENTO DE PISCINAS CON BIOMASA El caso de la piscina municipal de Puente Genil (Córdoba)

Cristóbal Sánchez Morales Sevilla, 11 de enero de 2.005

GUIÓN DE LA PRESENTACIÓN l. La biomasa como fuente energética renovable 2. Instalaciones para aprovechar la energía de la biomasa 3. Aspectos medioambientales 4. Aspectos legales del uso de la biomasa como combustible 5. Aspectos económicos de las instalaciones de biomasa 6. Conclusiones, ¿por qué usar la biomasa como combustible? 7. La Piscina climatizada de Puente Genil

GUIÓN DE LA PRESENTACIÓN l. La biomasa como fuente energética renovable 1.1. ¿Cómo aprovechar la energía de la biomasa? 1.2. Biomasa sólida para usos térmicos en Andalucía 1.3. Características de la biomasa como combustible 1.4. La combustión de la biomasa sólida

1. La biomasa como fuente energética renovable Biomasa: Todo tipo de materia orgánica que tiene como origen un proceso biológico inmediato. Energía del sol almacenada Fotosíntesis – la base de la vida: " Recurso autóctono y abundante " Tecnologías de conversión maduras (combustión)

" No producen emisiones de CO2 ni de otros gases contaminantes

" Económicamente rentables " Aceptadas socialmente y creadoras de empleo y desarrollo local

Fuente energética inagotable

6CO2 ? 6 H 2O ? C 6 H 12O6 ? 6O2

1.1. ¿Cómo aprovechar la energía de la biomasa? Biomasa

Proceso Tecnológico de conversión

Aprovechamiento energético

Residuos forestales

Combustión

Calor

Residuos agrícolas

Gasificación

Electricidad

Pirólisis Residuos de industrias Residuos biodegradables

Digestión anaerobia Fermentación alcohólica

Combustibles sólidos, líquidos o gaseosos

Para la climatización de piscinas:

Biomasa sólida

Combustión eficiente

Calor para Climatización

Aprovechamiento energético mediante combustión de biomasa no sólida: Combustión de biomasa líquida

" Biodiesel es comparable al gasóleo en cuanto a viscosidad y combustión " Calderas de gasóleo no necesitan adaptación para usar biodiesel " Los aceites vegetales necesitan un quemador especial (mayor viscosidad) " Se pueden usar en mezclas o puros " El problema es el precio y la falta de mercado de los biocombustibles líquidos Combustión de biomasa gaseosa

" Se puede usar en calderas convencionales, de BT y condensación " Si su composición no es adecuada (alto contenido de SH2) se reducirá la vida útil de las calderas (por corrosión). Si la concentración de sulfuro de hidrógeno es superior a 50 ppm, es recomendable la desulfuración del biogás.

" Dos combustibles con igual número de Wobbe se pueden usar en el mismo quemador:

W?

PCS d

" Se podría canalizar en una red de gas natural. Actualmente sólo se usa en los lugares donde se produce (cogeneraciones o calentamiento de digestores)

1.2. Biomasa sólida para usos térmicos en Andalucía ¿Qué biomasas se podrían usar como combustible para generar el calor necesario en las piscinas o edificios? La mejor solución: Biomasas locales " Hueso de aceituna de las almazaras y extractoras de aceite " Poda del olivar y forestal para hacer astillas " Restos de jardines del municipio o municipios cercanos: Astillas " Recortes de madera de industrias de muebles: Astillas o pellets " Cáscaras de frutos secos: almendra y piña

" Pellets de madera procedentes de otras regiones de España Existen empresas suministradoras

El suministro de biomasa está garantizado

Condicionantes de la biomasa disponible: " Las cantidades disponibles " Las características energéticas " El coste de la biomasa Biomasa procedente de las fábricas de muebles: Recortes de madera y chapas de mala calidad Serrines y polvos de lijado

Pellets

Astillas de madera de calidad

27 c€/kg

3,6 c€/kg

PCI = 5.000 kcal/kg

PCI = 3.800 kcal/kg

Pellets: Combustible de madera virgen seca y prensada en pequeños cilindros, sin aditivos

Biomasa procedente del olivar: Aceituna 3t OLIVAR 1 ha

Poda olivar 3t

Aceite oliva 0,6 t Orujo 2,4 t

Hueso 0,35 t Orujillo 1,98 t Aceite orujo 0,07 t

Leña 0,7 t Hoja 0,8 t Ramón 1,5 t

Hueso de aceituna procedente de las almazaras y extractoras de aceite 4,8 c€/kg PCI = 4.300 kcal/kg seco Biomasa para climatizar 4.382 piscinas Astillas de la poda del olivar 3,6 c€/kg PCI = 4.100 kcal/kg seco Para 9.090 piscinas

Biomasa procedente del descascarado de frutos secos:

Cáscara de almendra

Cáscara de la piña y el piñón

4,2 c€/kg (variable)

4,8 c€/kg

PCI = 4.380 kcal/kg

PCI = 4.500 kcal/kg

Biomasa para climatizar 492 piscinas

Biomasa procedente de los restos de jardines:

Aprovechamiento energético:

Situación actual: Vertido incontrolado Vertedero controlado: 18 €/ton

4,2 c€/kg Ramas y troncos de naranjo: PCI = 4.050 kcal/kg seco

1 kg de restos de jardines

Hojas de palmera: 0,4 litros de gasóleo C

PCI = 4.430 kcal/kg seco Dificultad: Biomasa heterogénea

Pellets de madera procedentes de otras regiones de España: Ventajas: " Alto poder calorífico " Mayor densidad energética " Mayor rendimiento calderas

" Menor volumen almacén " Apto para usos domésticos

Inconvenientes: " Se deshacen con la humedad (>10%) " Mayor precio (por el transporte) " Faltan canales comerciales

1.3. Características de la biomasa sólida como combustible Características relevantes para la combustión • Composición de la biomasa: Poda Olivar

Hueso aceituna

Orujillo

Análisis inmediato (% peso)

Respecto a combustibles fósiles: " Altos contenidos de volátiles

Carbono fijo

14,67

21,98

22,13

Volátiles

72,83

76,40

72,29

Cenizas

1,55

1,62

4,58

Humedad

10,95

13,12

12,69

" Altos contenidos de cenizas y humedad " Bajo contenido de carbono e hidrógeno " Bajo contenido de azufre

Análisis elemental (% peso) Carbono

49,52

50,79

50,54

Hidrógeno

5,90

5,95

5,86

Nitrógeno

0,39

0,48

0,97

Azufre

< 0,05

0,04

0,07

Oxígeno

44,19

42,74

42,56

Hay que quemar la biomasa de forma distinta a como se quema un combustible convencional

• Composición de las cenizas: Las cenizas agrupan a todos los materiales no combustibles ( distintos de C, H, S ), distintos del agua. Su análisis se expresa como los óxidos de los elementos analizados:

SiO 2 ? Al 2O 3 ? Fe2O3 ? TiO 2 ? CaO ? MgO ? Na 2O ? K 2O ? P2O 5 ? ... ? 100 %

Presencia de Na y K

Temperatura Fusión cenizas

Presencia de Ca

Temperatura Fusión cenizas

El problema es: Temperaturas de fusión de las cenizas bajas (inferiores a 1200 ºC) " Clinkering:

Aglomeración y fusión sobre la parrilla

" Slagging:

Aglomeración y fusión en zonas de radiación

" Fouling:

Aglomeración y fusión en zonas de convección

• Poder Calorífico Inferior (PCI):

PCI biomasas: 1 a 5,4 kWh/kg

• Humedad (%):

Menor PCI por el menor contenido en elementos combustibles PCI gasóleo:

11,7 kWh/kg

PCI gas natural: 10,8 kWh/kg

A mayor humedad menor PCI Se pierde aprox. 0,1% de rendimiento por cada 1% de humedad libre en el combustible

• Granulometría de la biomasa: Combustibles con granulometría irregular ( tamaños finos + gruesos ) dan lugar a: " Distribución irregular del aire primario " Llamas irregulares Combustibles de tamaño fino presentan una mayor superficie específica, esto permite: " Minimizar el tiempo de encendido " Optimizar las fases de la combustión " Combustión más limpia • Pureza del combustible: La presencia de elementos extraños como tierra, piedras, etc puede provocar problemas en la combustión

Características relevantes para el transporte y almacenamiento • Densidad aparente del combustible:

El peso por unidad de volumen considerando los huecos

Astillas madera dura (haya)

280 ? 670 kg/m

3

Astillas madera blanda (abeto)

200 ? 520 kg/m

3

Hueso de aceituna

600 ? 700 kg/m

Las biomasas se caracterizan por tener bajas densidades energéticas

Depende de: • Densidad real 3

• Granulometría • Humedad Mayores volúmenes de almacenamiento

Solución: Biomasas densificadas = Pellets

Autonomía de suministro de biomasa ?

Volumen almacen ? 2 3 Demanda energía PCI h ? ? instalacio n ? ? aparente

1.4. La combustión de la biomasa sólida Es una “combustión localizada” de tipo “deflagración”, por tanto:

" La combustión se desarrolla mediante la propagación de un frente de llama " En el frente (o frentes) de llama existe una discontinuidad de temperatura " El frente separa los gases quemados de los gases sin quemar " La combustión se caracterizará por: • La velocidad de propagación del frente de llama • La temperatura del frente de llama Aspectos que distinguen la combustión de la biomasa:

" Tipo de combustión: Combustión por difusión " Dificultades para la mezcla de carbono fijo y comburente: Formación de negro de humo ( hollín o C inquemado )

" Generación de gran cantidad de volátiles al comenzar la combustión " Generación de mayor cantidad de cenizas

Combustión premezclada ( propia de combustibles gaseosos )

" La mezcla comburente – combustible se realiza antes de la combustión " Cuando la combustión comienza hay una mezcla homogénea " La velocidad de la combustión está controlada por fenómenos de difusión térmica y másica ( ambos acelerados por la turbulencia ) en el frente de llama Potencialmente más limpia, ya que la formación de contaminantes es problema de condiciones locales ( se da si mezcla no homogénea ) Combustión por difusión ( propia de combustibles sólidos )

" La mezcla comburente – combustible se realiza durante la combustión " La mezcla se homogeniza a medida que se desarrolla la combustión " La velocidad de la combustión está controlada por fenómenos de convección y difusión másica ( sólo éste acelerado por la turbulencia ) en el frente de llama Potencialmente más robusta, ya que con un diseño del hogar y un sistema de inyección adecuados se puede controlar el proceso ( menos dependencia de la turbulencia )

Fases en el proceso de la combustión de la biomasa sólida 25 ºC

150 ºC

Secado y calentamiento de la biomasa en la cámara de combustión Comienza la combustión lenta y gradualmente Descomposición por pirólisis

250 ºC Se ha alcanzado suficiente temperatura para descomponer el combustible en “materia volátil” que se gasifica y “carbono fijo” que se quemará en la parrilla con el aire primario. Se dá la de formación de CO ( reacción muy rápida ) Comienza el proceso exotérmico. La combustión se automantiene 800 ºC

Tiene lugar la oxidación de CO ( reacción lenta ). Tiempo de permanencia. Los volátiles se queman con aire secundario. El carbono fijo se quema en la parrilla finalmente (brasa) arde lentamente

1.000 ºC

Combustión de la materia combustible gasificada (volátiles) Reacción de oxidación de CO Lecho de combustible (pellets) sobre la parrilla Combustión del carbono fijo

Estado “adormecido” del quemador

GUIÓN DE LA PRESENTACIÓN l. La biomasa como fuente energética renovable 2. Instalaciones para aprovechar la energía de la biomasa 2.1. Calderas eficientes para la combustión de biomasa sólida 2.2. Tipos de calderas para calentamiento de piscinas 2.3. Calderas de astillas o combustibles granulares 2.4. Sistemas de transporte y almacenamiento de biomasa 2.5. Condicionantes de la sala de calderas

2. Instalaciones para aprovechar la energía de la biomasa El objetivo de la instalación renovable en una piscina será: Satisfacer la demanda de bienestar térmico e higiene de los usuarios del edificio mediante un uso racional de la energía atendiendo a consideraciones tanto económicas como de protección del medio ambiente.

Demanda de agua caliente sanitaria

Demanda de calor en piscinas Demanda de climatización y vasos Opciones renovables para producir energía térmica en una piscina climatizada: Instalación solar apoyada con energías convencionales Instalación de biomasa Instalación de biomasa apoyada con energías convencionales Instalación mixta solar – biomasa

Partes de la instalación:

Características de la instalación:

" Depósito de almacenamiento

" Instalación totalmente automática

" Sistema de alimentación

" Energéticamente eficiente

" Calderas de biomasa alto rendimiento

" Instalación segura y fiable

" Sistemas de seguridad

" Respetuosa con el medio ambiente

" Sistemas de regulación y control

" Integrada en el edificio y limpia

Almacén de biomasa

Sala de calderas

2.1. Calderas eficientes para combustión de biomasa sólida La tecnología desarrollada para el control de la combustión de biomasa se basa en: Contaminación ambiental 30000

CO (mg/Nm3)

25000

Rendimiento proceso

20000

Condiciones variables

15000 10000 5000

100 80

82

84

86

88

90

92

94

96

98

Jahr año

Calderas certificadas por Organismos de Control Oficiales UNE – EN 303-5 Calderas especiales para combustibles sólidos, de carga manual y automática hasta 300 kW

Resultados públicos: www.blt.bmlf.gv.at

Thermal Efficiency (%)

0

90 80 70 60 50 40 80

82

84

86

88

90

año Year

92

94

96

98

2.2. Tipos de calderas para calentamiento de piscinas Calderas de leña o mixtas: • Potencias limitadas a 150 kW • Seguridades adicionales • Carga manual Calderas de pellets: • Potencias limitadas a 50 kW • Sólo queman pellets • Carga manual o automática Calderas de astillas: • Sin límite de potencia • Queman cbles. granulares • Carga manual o automática

2.3. Calderas de astillas o combustibles granulares Caldera pirotubular de agua caliente con haz de tubos verticales 100 kW Sistema de limpieza automática Alimentación automática

Depósito intermedio

Recogida, compactación y almacenamiento de ceniza

Cúpula para conseguir el efecto de “llama envolvente” Zona de combustión grande para mejorar la combustión Boquillas de aportación aire secundario Dirigidas para aumentar la turbulencia Aportación aire primario Sistema de alimentación inferior mediante tornillo sifín El tornillo está revestido de carburo de tungsteno y montado sobre cojinetes dobles

Ajuste de la relación combustible – comburente para cada condición de funcionamiento Encendido automático mediante inyección de aire caliente y resistencia eléctrica Ventilador de aire primario con ajuste electrónico del régimen de funcionamiento Ventilador de aire secundario con ajuste electrónico del régimen

Sistema de regulación de la entrada de combustible Sistema de seguridad mediante válvula de descarga de agua

Sistema de regulación mediante PLC " Controla el funcionamiento de los ventiladores y la cantidad de biomasa " Optimiza energéticamente el funcionamiento de la caldera " Adapta la producción de calor a la demanda en cada momento " Posibilidad de control remoto

Sistemas de seguridad independientes que funcionan incluso sin suministro eléctrico Compuerta de cierre estanco

Depósito de agua para el rociador de extinción de emergencia

Aislamiento de lana de vidrio Minimiza las pérdidas por convección / radiación con el exterior

Soluciones al problema de las cenizas Posible problema de Clinkering según qué biomasa Solución al problema: Parrilla giratoria Evita la acumulación de la ceniza en la parrilla. No se obtaculiza aire primario (control velocidad de la combustión) Tornillo especial para provocar el giro de la parrilla

Posible problema de Fouling según qué biomasa Solución al problema: Limpieza automática de los tubos de intercambio Su funcionamiento se programa según el tipo de biomasa y el funcionamiento de la caldera Optimiza el rendimiento Posible problema de Slagging según qué biomasa Solución al problema: La cúpula dirige la ceniza hacia abajo Además la cúpula acorta la llama y ayuda a la creación de turbulencia

Funcionamiento del quemador • Suministro de aire Exceso de aire no superior al 40% siempre que permita la combustión completa de la materia combustible Proporción adecuada entre aire primario y secundario • La velocidad de la combustión depende del “tiro de la caldera”. El hogar se mantiene en ligera depresión -0,01 mbar. Tiro compensado • Factor tiempo Los gases deben permanecer > 0,5 seg en la zona de combustión (reacción de oxidación de CO es lenta) • Margen de regulación adecuado a la variación en las necesidades de calor El margen típico de regulación en biomasa es de 1:3 • Buena estabilidad de funcionamiento dentro del margen de regulación La llama se mantiene cuando la caldera trabaja en su rango de funcionamiento

• “Efecto envolvente” conseguido por la cúpula. Se consigue lo siguiente: " La recirculación de los gases hace que no se llegue a 1.200 ºC de temperatura de la llama Se disocia el CO 2 (Reacción endotérmica) A temperaturas de 1.200 ºC Aumenta la formación de NO X " Aumenta la turbulencia y hace que se acorte la llama Se consigue La llama ideal : “Una llama corta e intensa” Conseguida con: Altas velocidades + turbulencia Llamas largas y suaves son el resultado de: Mezcla incompleta + velocidades bajas

Conclusiones sobre la tecnología presentada:

Limpieza automática de caldera

Encendido automático

Sistema de control para optimizar la combustión

Retirada automática de las cenizas

OBJETIVO: Que las instalaciones de biomasa sean totalmente equiparables a las instalaciones convencionales en cuanto a fiabilidad, seguridad y comodidad

Tecnología de combustión de biomasa madura

DISEÑO EXTERIOR

2.4. Sistemas de transporte y almacenamiento de biomasa Transporte desde el almacén hasta la caldera

Agitador para la alimentación

Tornillo para la alimentación

Extracción mediante tornillo y alimentación con bomba

máx. 25 m

Tornillo de alimentación en ángulo

Depósito de almacenamiento para calderas de biomasa granular: El depósito de combustible puede tener forma circular, cuadrada o rectangular y situarse al mismo nivel de la sala de la caldera, por debajo o por encima. Ejemplos de construcción:

Diferentes configuraciones Calderas – depósito de combustible

Llenado del depósito de biomasa granular:

Llenado del depósito mediante camión con volquete " Lugar accesible para el camión " Depósito en planta sótano

Integración de la boca de descarga en el edificio

Llenado del depósito mediante bombeo de biomasa granular: hueso, astilla, etc

Llenado del depósito de pellets: El combustible se alimenta al depósito por el vacío creado por la bomba del camión de suministro Silo de pellets de material sintético y estructura acero Tejido permeable al aire pero no deja pasar polvo Boquillas de llenado

Depósito de pellets enterrado en el exterior del edificio • No hay suficiente espacio interior • El depósito puede ser de hormigón o plástico

2.5. Condicionantes de la sala de calderas de biomasa UNE 100 – 020 – 89 Climatización. Sala de máquinas

Ventilación de la sala de calderas El aporte de aire exterior debe ser suficiente para la combustión. Los mínimos por unidad de combustible consumido: Combustibles sólidos 10 m 3 /kg Combustibles líquidos Combustibles gaseosos Espacios mínimos libres en sala de calderas • Distancias entre calderas y hacia paredes laterales/techo La misma en cada caso 70 cm ( 80 cm hacia el techo ) • Distancia desde el frotal de la caldera La longitud de la caldera en comb. líquidos y gaseosos Vez y media la longitud de la caldera en comb. Sólidos • Distancia desde la trasera de la caldera La longitud de caldera en comb. sólidos y 70 cm el resto

20 m 3 /kg 10 ? 50 m 3 /Nm 3

Ejemplo: Piscina municipal de Villa del Río (Córdoba)

Instalación gasóleo

Instalación biomasa

Condicionante de proyectos en marcha: Falta de previsión de espacio

GUIÓN DE LA PRESENTACIÓN l. La biomasa como fuente energética renovable 2. Instalaciones para aprovechar la energía de la biomasa 3. Aspectos medioambientales 4. Aspectos legales del uso de la biomasa como combustible 5. Aspectos económicos de las instalaciones de biomasa 6. Conclusiones, ¿por qué usar la biomasa como combustible? 7. La Piscina climatizada de Puente Genil

3. Aspectos medioambientales El ciclo del carbono:

Se considera que la combustión de biomasa es neutral en cuanto al balance de CO2 No se contribuye al efecto invernadero

CO2

CO2

Energía Útil

Proceso gradual de descomposición

Combustión controlada

Resumen de los beneficios medioambientales del uso de la biomasa: " Balance neutro en emisiones de CO 2 (principal responsable efecto invernadero) " Se evita la emisión a la atmósfera de toneladas de CO 2 por el no consumo de los combustibles fósiles sustituidos " Se convierte un residuo en un recurso gracias a su aprovechamiento energético " Muy bajas emisiones de sustancias sulfuradas y nitrogenadas " Si la combustión es adecuada pequeñas emisiones de partículas y de CO " La instalación propuesta cumplen sobradamente los límites de emisiones que se fijaron para las instalaciones de biomasa en la Orden de 12 de febrero de 1.998 de la Consejería de Medio Ambiente de la Junta de Andalucía: Límite emisión de partículas: 400 mg/m3 Límite emisión de CO:

1.445 ppmv

GUIÓN DE LA PRESENTACIÓN l. La biomasa como fuente energética renovable 2. Instalaciones para aprovechar la energía de la biomasa 3. Aspectos medioambientales 4. Aspectos legales del uso de la biomasa como combustible 5. Aspectos económicos de las instalaciones de biomasa 6. Conclusiones, ¿por qué usar la biomasa como combustible? 7. La Piscina climatizada de Puente Genil

4. Aspectos legales del uso de la biomasa como combustible Para conseguir los objetivos de los distintos planes energéticos deberá haber una mayor presencia de las instalaciones de biomasa en los edificios: ACS, calefacción y refrigeración Libro Verde de la Comisión Europea “Hacia una estrategia europea de seguridad del abastecimiento energético” Plan de Fomento de las Energías Renovables en España ( 2.000 – 2.010 ) Actualmente estima el consumo de biomasa en el sector residencial en 1.900 ktep/año sobre un consumo total del sector de 9.410 ktep/año (20%) Las aplicaciones más generalizadas son cocinas y chimeneas abiertas El PFER prevé un aumento de la aportación de biomasa de 900 ktep/año, de los que sólo 50 ktep/año corresponden a aplicaciones domésticas

¿ A dónde queremos llegar en Andalucía ?

PLEAN Plan energético de Andalucía

Aporte de las E. Renovables al consumo energético andaluz: Situación Andalucía año 2000

Objetivo 2.006

5,7 %

10,6 %

Objetivo 2.010 15,0 %

Programa de Subvenciones a las instalaciones que aprovechan fuentes energéticas renovables Instalaciones solares, eólicas pequeña potencia e instalaciones de biomasa para usos finales térmicos Orden de 24 de enero de 2003 de la Consejería de Empleo y Desarrollo Tecnológico de la Junta de Andalucía, publicada en el BOJA núm. 33 de 18 de febrero de 2003 y en su posterior modificación de 31 de julio de 2003.

Reglamento de Instalaciones Térmicas en los Edificios (RITE) R.D. 1751/1998 Relación del actual RITE con el calentamiento de piscinas con biomasa: " En la ITE 02 Diseño, indica que para la elección del sistema de climatización se requerirá un análisis de la posibilidad de incorporar energías renovables " Se permite el empleo de la energía eléctrica directa por “efecto Joule” en la producción de calor y ACS, siempre que se utilice como apoyo a fuentes de energías gratuitas o residuales (ITE 02.4.12 e ITE 02.5.4) " La ITE 04.9.1 excluye a las calderas de biomasa del cumplimiento de cumplir el R.D. 275/1995 sobre rendimientos mínimos " En la ITE 10.2 dedicada al acondicionamiento de piscinas, sólo permite para piscinas al aire libre el uso de fuentes de energías residuales o de libre disposición Proyecto de nuevo RITE - Primer Borrador En la IT 1 – Diseño y Cálculo, punto 1.11.1 Piscinas climatizadas exige para las piscinas cubiertas una aportación del 70 % para el calentamiento del agua mediante Energías Renovables

GUIÓN DE LA PRESENTACIÓN l. La biomasa como fuente energética renovable 2. Instalaciones para aprovechar la energía de la biomasa 3. Aspectos medioambientales 4. Aspectos legales del uso de la biomasa como combustible 5. Aspectos económicos de las instalaciones de biomasa 6. Conclusiones, ¿por qué usar la biomasa como combustible? 7. La Piscina climatizada de Puente Genil

5. Aspectos económicos de las instalaciones de biomasa Característica general de las inversiones en renovables

Euros/kW 1,4

Redes de calefacción centralizada

1,2 1200 11001

Viviendas unifamiliares

0,8 800

Mayores inversiones iniciales

Menores costes de funcionamiento

0,6 600 0,4 400

Calefacción centralizada edificios

0,2 200 0 0 10

Recuperación de la inversión en un período razonable

100030

10.000 40

Pellets Astillas

25

Euros/GJ

Habrá que considerar también los costes medioambientales

30

10 100 20

20 15

Hueso Gasóleo GLP Gas natural Electricidad

10 5 0 Combustibles

15.000 kW 50 60

Estructura de costes en proyectos de generación de calor Costes totales anules de calefacción (Caso típico) 2,5 Índice (1979 = 100%)

12.000 10.000 [Euro / a]

Estabilidad de precios

8.000 6.000 4.000 2.000

Gasoil

2,0

Astillas

1,5 1,0 0,5 0,0

Astillas Coste inversión

Pellets

Gasoil Gas Natural

Coste demanda

1979 1982 1985 1988 1991 1994 1997 2000

Coste operación

Combustibles convencionales Mayor peso de los costes energéticos

Inversiones con mayor riesgo

Mayor variación del precio de combustible Combustibles biomásicos

Inversiones más seguras

Porcentaje de costes de calefacción respecto al gasóleo C en distintos países europeos 120

104

Porcentajes de costes

100 % = Costes gasóleo

91

100

92 GR

80

61

63

66

N

I

49

60 39

41 E

40

70 D

Gasóleo vs astillas

DK S

20

F

A

NL

Excelentes condiciones económicas en España para el desarrollo del mercado de biocombustibles

Si esto es así

0

110

120

110 102

Porcentajes de costes

100 % =Costes gasóleo 100 77

76

80 60 40 20 0

D

A F

66 54 47 S

NL

50

E

¿Por qué en países como Austria o Dinamarca hay un mercado muy desarrollado de pellets?

N I

DK

Gasóleo vs pellets

Datos del Proyecto Bioheat E.V.A. The Austrian Energy Agency

Ejemplo:

Proyecto de instalación de biomasa para piscina climatizada

• Piscina estándar vaso 12,5 x 25 m y enseñanza 12,5 x 6 m • Potencia en calderas de biomasa 380 kW (sobredimensionada) • Presupuesto instalación biomasa 90.451 €. Subvención Prosol 38.600 € • Sobreinversión (descontada subvención Prosol) vs gasóleo 41.815 € • Precio hueso de aceituna 4,8 c€/kg (8 ptas/kg). Consumo 110.917 kg/año • Precio astilla de madera 3,6 c€/kg (6 ptas/kg). Consumo 106.952 kg/año • Precio de gasóleo C 33 c€/litro (conservador). Consumo 47.700 litros/año €/año Coste energético Coste Mantenimie nto Total

Astillas de madera

Gasóleo C

Diferenc.

3.857

15.741

11.884

1.000

400

600

4.857

16.141

11.284

Periodo Retorno Inversión

3,7 años

€/año Coste energético Coste Mantenimie nto Total

Hueso de aceituna

Gasóleo C

Diferenc.

5.324

15.741

10.417

1.000

400

600

6.324

16.141

9.817

Periodo Retorno Inversión

4,3 años

GUIÓN DE LA PRESENTACIÓN l. La biomasa como fuente energética renovable 2. Instalaciones para aprovechar la energía de la biomasa 3. Aspectos medioambientales 4. Aspectos legales del uso de la biomasa como combustible 5. Aspectos económicos de las instalaciones de biomasa 6. Conclusiones, ¿por qué usar la biomasa como combustible? 7. La Piscina climatizada de Puente Genil

6. Conclusiones, ¿por qué usar la biomasa como combustible? " La biomasa es una fuente de energía renovable (inagotable) y no contaminante " Disminuye la dependencia de combustibles fósiles y sus problemas derivados " Ayuda a la limpieza de los montes y al uso de los residuos de las industrias " Fomenta la creación de puestos de trabajo en zonas rurales " Tiene un coste muy inferior al de la energía convencional, por lo que genera unos ahorros importantes "

Existe una tecnología muy avanzada, con garantía de funcionamiento, alto rendimiento y fiabilidad

" La distribución de la biomasa está asegurada debido a la existencia de empresas comercializadoras

GUIÓN DE LA PRESENTACIÓN l. La biomasa como fuente energética renovable 2. Instalaciones para aprovechar la energía de la biomasa 3. Aspectos medioambientales 4. Aspectos legales del uso de la biomasa como combustible 5. Aspectos económicos de las instalaciones de biomasa 6. Conclusiones, ¿por qué usar la biomasa como combustible? 7. La Piscina climatizada de Puente Genil

7. La Piscina climatizada de Puente Genil PROMOTORES: Consejería de Turismo y Deportes de la Junta de Andalucía Ilustre Ayuntamiento de Puente Genil REDACTORES DEL PROYECTO: Estudio de Arquitectura Republica_dm Equipo dirigido por Rafael Herrera Limones EMPRESA INSTALADORA: Tecysu, S.L.

ARQUITECTURA ADAPTADA AL LUGAR " Arquitectura lógica, racional. Integradora de los distintos elementos que rodean al edificio No es … Arquitectura + Energías Renovables + diseño + materiales empleados + … Si … Arquitectura Integral que agrupa a todos los elementos según la diversidad y especificidad del lugar "Adecuación del diseño de la piscina a las condiciones climáticas de su entorno " Adaptada al medio ambiente y que trata de minimizar el consumo energético " Condicionantes energéticos actuales = = Potencial de Energías Renovables del lugar

DATOS RELEVANTES DE LA INSTALACIÓN DE CLIMATIZACIÓN y ACS:

Instalación de climatización: Máquina deshumectadora del aire ambiente (29 ºC y 60 %) con recuperación de calor para calentamiento del vaso

Calentamiento de los vasos de la piscina: Vaso 1:

Vaso 2: Longitud: Anchura: Profundidad media:

25,00 m 12,50 m 1,80 m

Longitud: 12,50 m Anchura: 5m Profundidad media: 0,70 m

Temperatura del agua de los vasos: 27 ºC ( el RITE fija el máximo en 26 ºC ) Ocupación dentro de los vasos: 0,1 personas/ m2 h

Preparación de ACS: Número de usuarios: 350

Número de duchas: 16

Consumo ACS: 20 l / usuario día

Demanda de energía:

Potencia requerida a la central térmica (datos de telemonitorización en piscina similar)

250.000

200.000

150.000

Climatización 30%

kcal/h

Calentamiento de Vasos 52%

Climatización y vasos

100.000

ACS 50.000

Agua Caliente Sanitaria 18%

Solución propuesta:

Instalación mixta solar - biomasa

La instalación solar aporta energía para calentamiento de los vasos y ACS La instalación de biomasa aporta energía para los vasos, ACS y climatización

23:15

22:30

21:45

21:00

20:15

19:30

18:45

18:00

17:15

16:30

15:45

15:00

14:15

13:30

12:45

12:00

11:15

9:45

10:30

9:00

8:15

7:30

6:45

6:00

5:15

4:30

3:45

3:00

2:15

1:30

0:45

0:00

0

Instalación solar:

Instalación de biomasa:

Área de captación: 120 m2

3 calderas de biomasa de 100 kW

Orientación Sur

Almacén de biomasa de 126 m3

Inclinación 60º

Sistema de alimentación automático

Volumen de acumulación: 4.000 litros

Biomasa utilizada: Hueso de aceituna

Energía final útil Energía solar aportada Energía aportada por biomasa

Aporte solar y Aporte de la biomasa para ACS 10.000 9.000 8.000 7.000 6.000 5.000 4.000 3.000 2.000 1.000 0

Fracción solar: 74 %

Energía en kWh

Aporte solar: 70.042 kWh No vie m br e Di cie m br e

O ctu br e

Se pt iem br e

Ag os to

Ju lio

Ju ni o

M ay o

Ab ril

M ar zo

Aporte biomasa: 24.834 kWh Fe br er o

En ero

Para ACS:

Energía final útil Energía solar útil aportada Energía aportada con biomasa

Aporte solar y Aporte de la biomasa para Calentamiento de los vasos

Para Calor Vasos:

40.000

Fracción solar: 12 %

Energía en kWh

35.000 30.000 25.000 20.000

Aporte solar: 36.970 kWh

15.000 10.000 5.000

Aporte biomasa: 274.313 kWh O ctu br e No vie m br e Di cie m br e

Se pt iem br e

A go sto

Ju lio

Ju ni o

M ay o

Ab ril

M ar zo

Fe br er o

En er o

0

Calderas de biomasa en planta sótano Sala de calderas: 41,17 m2 Depósitos biomasa: 45,04 m2

Uno o dos depósitos Hueso almacenado 70.623 kg Autonomía media 58 días (6,3 camiones/año)

Viabilidad económica de la instalación de biomasa Inversión sólo biomasa

€/año

74.000 €

Hueso aceituna ( 4,8 c€/kg )

Gas natural ( Tarifa 3.4 )

Diferencia

4.916

10.861

5.945

800

400

400

5.716

11.261

5.545

Coste energético

Subvención Prosol

Coste Mantenimiento

44.400 € (60%) Sobrecoste a amortizar

Total

9.032 €

Periodo Retorno Inversión de biomasa

1,62 años

Análisis de Sensibilidad Período de Retorno de la Inversión (años) 0,022 0,028 0,034

3,50

Simple (años)

Período de Retorno

4,00

3,00

0,025 0,031

2,50 2,00 1,50 1,00 0,50 0,00 0,0384

0,0432

0,048

0,0528

Precio de la Biomasa (€/kg)

0,0576

¿Por qué optar por una instalación solar – biomasa? " Se podrá satisfacer toda la demanda de energía térmica de la piscina mediante Energías Renovables " Gracias al acumulador solar el sistema puede tener una mayor inercia, lo que mejorará el rendimiento medio estacional de las calderas de biomasa ya que se atenuarán las variaciones de carga "

El sistema solar permitirá parar la instalación de biomasa durante los meses de verano (mientras esté descubierta la piscina). Esto evita que las calderas trabajen a cargas muy pequeñas e intermitente y permitirá efectuar una parada para la limpieza y mantenimiento de la instalación de biomasa

"

Gracias a la visión integrada en el edificio de los captadores solares se dará una imagen verde a la instalación

INFORMACIÓN biomasa: Sociedad para el Desarrollo Energético de Andalucía SODEAN Isaac Newton, s/n 41092 Sevilla Tel. 954460966 Fax. 954460628 * María José Colinet Carmona

[email protected]

* Juan Lobo García

[email protected]

* Sara Robles Fernández * Amparo Manso Ramírez * Cristóbal Sánchez Morales * Daniel Colomé Jurado

[email protected] [email protected] [email protected] [email protected]