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Clúster de Biocombustibles Sólidos
Clúster de Biocombustibles Sólidos
Grupo Directivo
16 instituciones, 120 miembros, 3 empresas
Políticas Públicas y Sustentabilidad PPS
Usos finales
INDUSTRIA
Calor
Cogeneración
PEQUEÑA
INDUSTRIA
Calor
RESIDENCIAL
Cocción
Calefacción
GENERACIÓN
DE
ELECTRICIDA
D
Fuentes
POTENCIALES PRODUCTIVOS
BIOMASAFORESTAL
RESIDUOS DE INDUSTRIAS FORESTALES
RESIDUOS
AGRÍCOLAS
RESIDUOS AGROINDUSTRIALES
CULTIVOS
ENERGÉTICOS
GESTIÓN
Manejo
sostenible
Logística
Mercado
Re
curso
s
Tecnologías energéticas
CALDERAS TURBOGEN
CALDERAS
HORNOS
ESTUFAS
MICRO-GASIFICADORES
COMBUSTIÓN
Y CO-
COMBUSTIÓN
DE SÓLIDOS
Calor Electr. Peq Escala
Calor Electr. Gran Escala
Procesos depretratamiento o
acondicionamiento
DENSIFICADO
PIRÓLISIS
ASTILLADO
Estánd
ares
BiocombustibleSólido
PELLETS
BRIQUETAS
PACAS *
CARBÓN VEGETAL
ASTILLA
LEÑA
ASERRÍN
VIRUTA
CORTEZA
CÁSCARAS Y BAGAZO **
* Residuos agrícolas de cosecha de caña de azúcar, maíz, trigo, sorgo. Cultivos herbáceos.** Cáscaras de cítricos, coco, cascarilla de arroz y café, huesos de fruta. Bagazo de caña, de fruta, café.
Enfoque del Clúster: Una aproximación integral a los BCS
Líneas de Investigación
1. Oferta y demanda de recursos biomásicos sólidos
2. Caracterización y estandarización de BCS
3. Generación de calor de baja potencia para aplicacionesresidenciales.
4. Generaración de calor y electricidad en media y altapotencia (usos industriales).
5. Sustentabilidad y políticas públicas
CFD
7
Hidrocarburos, 3629, 73%
Biomasa, 480, 10%
Electricidad, 868, 17%
Hidrocarburos Biomasa Solar Electricidad
Bagazo10%
Leña Doméstica
71%
Leña Industrial
8%
Carbon Vegetal
10%
Biogas1%
Importancia de la Biomasa como fuente energéticaMéxico 2014 (PJ)
Total 4,895 PJ
Biomass Total 480 PJ Approx 400 MW installed capacity in
Biomass (CHP)
8
0 50 100 150 200 250 300
Fuel oil
LPG
Natural Gas
Petcoke
Coal
Diesel
Coal coke
Residential
Commercial
Industrial
Agricultural
Electricity
Production
Fossil Fuel Technical Substitution Potential by SBF and sector (PJ/yr)
Total – 956 PJ/yr
Potencial Importante para sustituir a los combustibles fósiles sobre todo en aplicaciones de calor y electricidad autogenerada
9
Varios biocombustibles sólidos son competitivos con los combustibles fósiles
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
Co
sts
FOB
(U
SD/G
J)
Wood pellets
Straw bales
Firewood
Chips
Sawdust
Bark
Aplicaciones Actuales
10
Biomass Co-combustion in PetacalcoCoal Power Plant (potential)
Biomass Boiler in theTequila Industry(Source: CINAM)
Efficient Charcoal Kilns
CHP in Sugar Mills
Efficient Cookstoves
Avances del CBS Etapa 2
Determinación de Cadenas Logísticas de los BCSNo.
CADENA
S RECURSO TRANSPORTE PRETRATAMIENTO TRASPORTE PRODUCTO TRANSPORTE
TECNOLOGIA
DE USO FINAL TIPO DE ENERGÍA
PRE-A:
Presecado (prensado de la cascara)
Triturado
Encalado
Prensado 60%
Secado tromel 40%
Otro secado 20-25% 6 ton/hr
Cáscara seca
Caldera (media y alta
potencia)
PRE-A + Molido y DensificadoPellet con finos de
la trituración
Estufas eficientes-
Microgasificadores
(baja potencia)
Residuos agroindustriales Presecado Cascarillas secasCaldera (media y alta
potencia)Calor
Bagazo de caña de Azúcar Presecado Bagazo seco Cogeneración Calor y electricidad
Estufas eficientes (baja
potencia)
Calentadores
residenciales (baja
potencia)
Hornos pequeña ind
(media potencia)
Calderas (media y alta
potencia)
Cogeneración (media
potencia)Calor y electricidad
PRE-B +
Astillado
Molido
Secado
Peletizado
Pellet
Estufas eficientes-
Microgasificadores
(baja potencia)
Calor
PRE-C:
Cortado
Armado en hornos
Pirolisis
Carbón
PRE-C + Densificado Briquetas
CalorBagazo de cítricos (Residuo de
bagazo de cítrico 30tn/hr)
Calor
PRE-B:
Secado
Corte
Acarreo (TRANSPORTE)
Carga
PRE-B + astillado
Leña
Astilla
Leña y residuos de
aprovechamientos maderables
Sector comercial y
residencialCalor
Carbón vegetal de bosques
manejados
Caracterización y Estándares sobre Biocombustibles Sólidos
• Desarrollo de Protocolos y Estándares
• Astillas, Carbón, Pellets
Identificación y Caracterización de BCSprovenientes de las actividades forestales y
agrícolas
Se han visitado centros de
producción de biomasa en
los estados de Chihuahua,
Durango, Michoacán,
Oaxaca, Veracruz,
Quintana Roo.
Laboratorio de Innovación y
Evaluación de Estufas de Biomasa (LINEB)
• Colaboraciones con Industrias
• Cursos de capacitación para equipo especializado (50 asistentes)
• Asesorías Nacionales e Internacionales
• Plan de Negocios y Sistema Gestión Calidad (SGC)
• Publicaciones y Formación de Recursos Humanos
• Desarrollo de Estándares (NMX) y Protocolos
• Nuevas Instalaciones en la UNAM
Logros
Adecuación de infraestructura e
instalaciones
Prototipos preliminares
Interacción y retroalimentación
con los usuarios
Avance en el diseño de la
“Metodología de Diseño e
Innovación Centrado en el
Usuario”
Formación de 2 Técnicos
Diseñadores
Laboratorio de Innovación
de Tecnología Rural (LITR)
Tzentzenguaro, Michoacán
Laboratorio de Diseño, Modelado y
Simulación (LDMS)
Principales Logros
Instalación y configuración de software y
equipos.
Diseño CAD de estufas de biomasa.
Mallado de volumenes internos.
Principales retos
Modelado y simulación de fenómenos de transporte: Dinámica de fluidos, transferencia de calor, combustión, transporte de especiesquímicas, etc.
Cálculo de eficiencias para los distintos modelos.
Comparación con resultados experimentales.
Equipos, software y resultados preliminares del LDMS
Políticas Públicas y Sustentablidad
Generación de Calor y Electricidad en Aplicaciones Industriales
• Inventario de Empresas que Utilizan BCS
• Estudios de caso industria agroalimentaria (cítricos,
tequila) y forestal (aserraderos, producción de
triplay)
• Durango, Edo de México, Chihuahua, Veracruz
• Estudios de viabilidad económica
• Estudios de análisis de ciclo de vida
Caldera Bagazo Nestlé
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Mexicano del Petróleo o de los titulares correspondientes
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Tableros Triplay Madera
Dimensionamiento
prensado
Descarga rollos
desenrrollado
descortezado
parchado
Almacenamiento
Uso de Recursos• Madera Rollos (m3)
Uso de Energía• Electricidad (kwh)
• Energía Térmica (MJ)
• Energía Solida (MJ)
• Diésel (MJ)
• Gasolina (MJ)
• Gas LP (MJ)
Emisiones aire• Nox (g)
• CO (g)
• SO2 (g)
• HC (g)
• Partículas (g)
• CO2(g)
• CH4(g)
• N2O(g)
Descargas al agua• Nitrógeno Total
Residuos• Cenizas (g)
• Residuos (g)
Secadopegado
Aserradero: Procesos involucrados.
Variables del Inventario del ciclo de vida
Acciones Futuras
• Integrar más las actividades entre Clústers• Análisis de ciclo de vida (en curso!)• Sustentabilidad (hay que mejorar)
• Integrarnos mejor con las redes existentes REMBIO-RTB
• Participar de manera más prominente en Políticas Públicas (urgente!)
• Preparar un pronunciamiento sobre bioenergía para candidatos al 2018
• Apoyar REMBIO/RTB para preparar documentos de política pública en las diferentes áreas: cómo promover la bioenergía?
¡Gracias!
Estado del Arte de los Biocombustibles Sólidos
• Existe un uso muy extendido de BCS en México tanto en el sector doméstico
rural, comercial, industrial, y en pequeñas empresas (10% energía final o 480
PJ/año)
• Tienen un gran potencial energético (aprox. 3,000 PJ/año) en México
• Permiten aprovechar residuos urbanos, agrícolas y forestales.
• Pueden ser almacenados y procesados para aumentar su densidad energética.
• Pueden ser producidos y utilizados local o regionalmente.
• Proporcionan muy alta mitigación NETA de emisiones de gases de efectoinvernadero;
• Generan beneficios sociales y económicos al diversificar las economías rurales,crear oportunidades de empleo y mejorar la salud en las zonas rurales.
• Existen tecnologías maduras y costo-efectivas a nivel internacional
